Проектирование электропитающих пристроїв маршрутно-релейної централизации

Задание…2 Вихідні данные…3.

1. Вибір і характеристика системи електроживлення МРЦ…4.

2. Комплектація щитової установки МРЦ панелями питания…5.

3. Розрахунок блоку ППВ-1 як инвертора…6.

4. Розрахунок акумуляторної (контрольної) батареї 24 В…8.

5. Розрахунок і розподіл навантажень панелі ПР-ЭЦК…10.

6. Розрахунок навантаження выпрямителей панелі ПВП-ЭЦК…13.

7. Розрахунок стрілочній панели…14.

8. Розрахунок потужності рейкових ланцюгів і преосвітніх панелей ПП25-ЭЦК…15.

9. Розрахунок ввідна панелі ПВ-ЭЦК, навантаження на зовнішні мережі змінного струму і вибір ДГА…18.

ЗАДАНИЕ.

Для заданої станції, де виробляється реконструкція електричної централізації, потрібно розробити электропитающую установку (ЭПУ) і розрахувати її основні елементи, включаючи напівпровідниковий преобразователь-выпрямитель.

Вихідні дані для проектування вибираємо з табл. 1, 2 методички по КП відповідно до двома останніми цифрами навчального шифру. Якщо шифр закінчується однієї цифрою, то передостанній вважається 0.

ВИХІДНІ ДАННЫЕ.

1. Рід тяги поїздів дільниці залізниці (з табл.1 м-ки по КП):

Електрична змінного тока;

2. Умови зовнішнього електропостачання посади МРЦ — дві незалежні джерела електроенергії державних електромереж. Джерела електроенергії йдуть на харчування народногосподарських споживачів, категорія которых:

Фідер 1 -- категорія 1;

Фідер 2 -- категорія 1.

Номінальне напруга на вводах у піст ЕЦ становить 380 У, його коливання перебувають у межах від 342 до 399 В.

Відхилення частоти змінного струму становить +1 Гц.

3. Дані, що характеризують станцию:

Розрахунковий число стрілок: 80;

Кількість стрілок, переданих на місцеве управління: 4;

Маршрутні покажчики шляху відправлення поїзда: удалённые;

Кількість підходів до станції: 2;

Схильність сніжним заносів: Да;

Кліматична зона: Влажная.

На станції споруджується посаду ЕЦ типу: Сз-57.

Підходи (перегони) до заданої станції - двухпутные, обладнані числової кодовою автоблокировкой 25 Гц.

Тип рейок на станції - Р65, марки хрестовин стрілкових переводів -.

1/11.

Стрілочні електроприводи — постійного струму типу СП-6 з електродвигунами МСП-0,25, 160 В.

Тип проектованих на станції рейкових ланцюгів — фазочувствительные 25.

гц з дорожніми реле ДСШ.

1. ВИБІР І ХАРАКТЕРИСТИКА СИСТЕМИ ЕЛЕКТРОЖИВЛЕННЯ МРЦ

Відповідно до ОСТ 32.14−80, яким все электроприемники залізничного транспорту щодо надійності постачання їх електроенергією розділені втричі категорії, устрою ЕЦ великих станцій (понад 30 стрілок) віднесено до особливої групі приймачів 1-ї категорії. Приймачі цієї групи мають забезпечувати подвійним резервуванням електроживлення, т. е. їх електропостачання має здійснюватися від трьох незалежні джерела электроэнергии.

Оскільки обслуживаемой станції є можливість забезпечити електропостачання пристроїв МРЦ з двох роздільним лініях від двох незалежні джерела зовнішніх мереж змінного струму, то ролі третього незалежного джерела харчування передбачається установка автоматизованого дизель-генератора ДГА і електроживлення пристроїв МРЦ здійснюється за безбатарейной системе.

Оскільки використовувані для пристроїв ЕЦ джерела зовнішнього електропостачання живлять споживачів 1-ї чи 2-ї категорій, то дизельгенератор посаді ЕЦ повинен автоматично входитимуть у роботу лише за зникнення напруги обох зовнішніх джерелах. Якщо ж електропостачання ЕЦ здійснюється від двох зовнішніх джерел, одне із яких (основний) живить приймачі не нижче 2-ї категорії, а другий (резервний) живить приймачі 3-й категорії, то встановлений посаді ЕЦ ДГА повинен запускатися відразу ж потрапляє при відключенні основне джерело харчування і до його восстановления.

У системі живлення передбачається контрольна акумуляторна батарея. Акумулятори цієї батареї виконують такі функції: а) є джерелом харчування (фактично четвертим у системі харчування, що називається формально безбатарейной) для низки ланцюгів постійного струму і крізь інвертор декому ланцюгів змінного струму; б) виключають перерви в харчуванні чутливих реле; в) виконують у буферном режимі роботи батареї роль елемента сглаживающего фильтра.

2. КОМПЛЕКТАЦІЯ ЩИТОВОЇ УСТАНОВКИ МРЦ ПАНЕЛЯМИ ПИТАНИЯ.

Що посаді МРЦ щитова установка комплектується типовими панелями харчування залежно кількості централізованих стрілок, роду тяги і систем харчування МРЦ.

При безбатарейной системі живлення на великих станціях нині знаходять застосування панелі харчування серії ЭЦК наступних типів: ПВ-ЭЦК — вступна; ПР-ЭЦК — розподільча; ПВП-ЭЦК — выпрямительноперетворювальна; ПСП-ЭЦК, ПСТ-ЭЦК — стрілочні; ПП25-ЭЦК — перетворювальна для харчування рейкових цепей.

Вступна панель ПВ-ЭЦК варта введення електричної енергії від незалежні джерела електроенергії (фідер 1, фідер 2, ДГА), контролю над наявністю напруги цих джерелах, початкового розподілу харчування по основним видам навантажень: пристроям СЦБ, зв’язку, маневровим посадам, гарантованого і негарантированному висвітлення і силовий нагрузке.

Розподільна панель ПР-ЭЦК служить задля розподілення харчування змінного струму щодо окремих навантажень ЕЦ, ізолювання навантажень від заземленої мережі змінного струму, і навіть перемикання світлофорів, маршрутних покажчиків і табло різні режими питания.

Выпрямительно-преобразовательная панель ПВП-ЭЦК служить для випрямлення трифазного змінного струму постійно струм, автоматичного заряду і вмісту у буферном режимі акумуляторної батареї 24 У, перетворення постійного струму батареї в перемінний струм 50 гц, 220 У у разі відключення зовнішніх мереж для гарантованого харчування певних навантажень МРЦ по перемінному току, і навіть харчування апаратури постійного струму 24 У і 220 В.

Стрілочні панелі ПСП-ЭЦК, ПСТ-ЭЦК призначені для харчування робочих ланцюгів стрілкових електроприводів постійного струму (тип панелей ПСПН-ЭЦК) і приводів трифазного змінного струму (тип панелей ПСТН-ЭЦК), і навіть электрообогрева контактів їх автопереключателей.

Перетворювальна панель ПП25-ЭЦК варта харчування фазочувствительных рейкових ланцюгів з дорожнім реле ДСШ змінним струмом 25 Гц.

Щит вимикання харчування ЩВП встановлюється посаді ЕЦ з метою протипожежної безпеки і призначено до швидшого і найнадійнішого одночасного відключення всіх джерел харчування МРЦ.

Намічаємо попередньо кількість панелей для ЭПУ:

ПВ-ЭЦК -- 1 панель;

ПВП-ЭЦК -- 1 панель;

ПР-ЭЦК -- 1 панель;

ПП25-ЭЦК -- 2 панели.

3. РОЗРАХУНОК БЛОКУ ППВ-1 У РЕЖИМІ ИНВЕРТОРА.

При безбатарейной системі живлення МРЦ від напівпровідникового перетворювача ППВ-1, встановленого на панелі ПВП-ЭЦК, отримують живлення в разі відключення всіх джерел постачання змінним струмом такі нагрузки:

1) станційні блоки дешифраторів кодовою автоблокировки що прилягають до станції блок-участков;

2) схеми зміни напрями руху, і контролю прилеглих перегонов.

(з організацією двостороннього руху поездов);

3) схеми ПДН прилеглих перегонах;

4) схеми ПДН на станции;

5) схеми огорожі составов.

Розраховуємо навантаження ППВ-1 як инвертора (див. табл.1).

Відомо, що ККД перетворювача (инвертора) ППВ-1 залежить від рівня його завантаження. Тому з метою підвищення ККД передбачена можливість настройки перетворювача на номінальні потужності 0,3; 0,6 і 1,0 кВт. Така настроювання проводиться у разі результатам розрахунку максимальної потужності Sм, В (А:

[pic] (1).

Нагрузочная здатність перетворювача залежить від коефіцієнта мощности:

[pic] (2).

Оскільки реальний [pic]< 0,9, то навантаження перетворювач мусить бути зменшено. Припустима у разі навантаження, Вт, може бути оцінена по наступній формуле:

[pic] (3).

Бо за варіанті [pic] кВт виявилося, що [pic], те ж саме варіант настройки з [pic] кВ та реалізуємо в ППВ-1.

Виконуємо розрахунок середньої потужності перетворювача струму, споживаного перетворювачем від акумуляторної батареи.

З урахуванням коефіцієнта навантаження Кm необхідна від перетворювача середня потужність може бути оцінена з урахуванням наступних выражений:

[pic] Вт (4).

[pic] Вт (5).

Середній коефіцієнт потужності навантажень преобразователя:

[pic] (6).

Коефіцієнт завантаження преобразователя:

[pic] (7) де Pном — номінальна потужність перетворювача з урахуванням варіанта його настройки.

Коефіцієнт потужності впливає як використання встановленої потужності перетворювача, але й з його ККД. Тож ККД перетворювача визначаємо з урахуванням co? зв і Кн.

І тому за графіком з докладання 1, методички по КП, визначимо приватні значення ККД ??, ?зв залежно від co? зв і Кн:

??=0,79;

?н=0,75.

Розрахуємо загальний ККД перетворювача по формуле:

[pic] (8).

З урахуванням величин РН і ?П струм IП, А, споживаний блоком ППВ-1 як инвертора від батареї, составляет:

[pic] (9) де Uб=24 У — номінальне напруга акумуляторної батареи.

Розрахунок навантажень перетворювача ППВ-1.

Таблиця 1 |Наименован|Измерит|Мощность |Количес|Максимальна|Средне- |Середня | |не |ялина |навантажень |тво |я потужність |суточный|мощность | |навантажень | |на |Одиниць |навантажень |коэффици|нагрузок | | | |измерител|измерен| |- ент | | | | |и |іє | |КM | | | |активна, Вт |реактивна, |повна, В? А| | | |вар | | |Панель ПР-ЭЦК |3633,1 |3197,6 |5792 | |Навантаження панелі | | | | |Втрати в |1080 |1500 |1848 | |трансформаторах МС | | | | |Панель ПВП-ЭЦК |2033 |1180 |2350 | |Навантаження як | | | | |відновлення батареї | | | | |Панель ПСПН-ЭЦК |3000 |900 |3132 | |Переклад стрілок | | | | |Электрообогрев приводов|3600 |1760 |4000 | |(220 У) | | | | |Панелі ПП25-ЭЦК |4780 |3170 |5735,6 | |Навантаження панелей | | | | |Разом СЦБ |18 126,1 |11 707,6 |21 934 | |Резерв СЦБ — 10% |1344,61 |844,76 |1608,56 | |Усього СЦБ з резервом |19 470,71 |12 552,36 |23 542,56 | |Устрою зв’язку |6384,8 |2720 |6940 | |Висвітлення: | | | | |гарантоване | | | | | |8519,2 |3629 |9260 | |негарантированное | | | | |Силова навантаження: |2120 |1590 |2650 | |гарантована | | | | | |13 920 |10 440 |17 400 | |негарантована | | | | |На ввідну панель|50 414,71 |30 931,36 |59 792,56 |.

Активна потужність навантажень ДГА визначимо по формуле:

[pic] Вт (83).

Узятий тип ДГА (дизель-генераторный агрегат): ДГА-48.

Розрахунок плавких вставок проводиться у разі найбільш завантаженою фазі системи електроживлення. Якщо припустити рівномірність завантаження фаз, то розрахунковий струм IФ у кожному фазі при фазном напрузі UФ (220 У) составит:

[pic] А (84).

Узятий тип плавкою вставки: 100 А.

Визначимо co? має установки:

[pic] (85).