Министерство транспорта Российской Федерации

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ»

Кафедра «Системы электроснабжения»

Хабаровск – 2017

Министерство транспорта Российской Федерации

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего образования

«Дальневосточный государственный университет путей сообщения»

(ДВГУПС)

Электроэнергетический институт Кафедра Системы электроснабжения

(наименование УСП) (наименование кафедры)

Направление (специальность) 23.05.05 Системы обеспечения движения поездов

(код, наименование направления или специальности)

УТВЕРЖДАЮ:

Зав. кафедрой_______________ И.В. Игнатенко

«_____» ______________2017 г.

З А Д А Н И Е

Чернышева Максима Андреевича

(фамилия, имя, отчество)

1.Тема ВКР: «Анализ работы системы тягового электроснабжения при сокращении межпоездных интервалов тяжеловесных поездов и поездов повышенной массы на участке Бира - Бикин»

утверждена приказом по университету от «02 » июня 2017 г. №576^а

2. Срок сдачи студентом законченной ВКР «09 » июня 2017 г.

3. Исходные данные к проекту: Распоряжение по пропуску тяжеловесных поездов; информация по рассматриваемому участку ДВЖД.

4. Содержание расчетно-пояснительной записки (перечень подлежащих разработке вопросов)

Анализ системы тягового электроснабжения участка Бира - Бикин, расчет мощности трансформаторов тяговых подстанций с проверкой на нагрузочную способность, проверка сечения проводов КС, разработка и оценка мероприятий по усилению системы тягового электроснабжения при пропуске тяжеловесных поездов на участке, экономическое обоснование, БЖД, электробезопасность.

5. Перечень графического материала (с точным указанием обязательных чертежей)

5.1) Продольный профиль пути участка Бира – Бикин,

5.2) Техническая оснащенность участка Бира – Бикин,

5.3) Построение суммарной кривой токопотребления участка Бира – Икура,

5.4) Проверка сечения проводов контактной сети по пропускной способности,

5.5) Установка дополнительных трансформаторов на подстанциях,

5.6) Установка устройства продольной емкостной компенсации,

5.7) Усиление контактной сети,

5.8) Сравнение минимальных межпоездных интервалов до и после усиления.

6 Консультанты по ВКР (с указанием относящихся к ним разделов ВКР)

7 Дата выдачи задания 11 марта 2017 г.

Календарный план

выполнения выпускной квалификационной работы

Студент _____________________________________________

Руководитель ВКР ____________________________________

РЕФЕРАТ

107 с., 3 рис., 32 табл., 20 источников., 2 приложения

СИСТЕМА ТЯГОВОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ, ПРОФИЛЬ ПУТИ, ТЯГОВЫЕ РАСЧЕТЫ, ТЯЖЕЛОВЕСНОЕ ДВИЖЕНИЕ, ГРАФИК ДВИЖЕНИЯ ПОЕЗДОВ, МЕЖПОЕЗДНОЙ ИНТЕРВАЛ

Предметом исследования выступают мероприятия усиления системы тягового электроснабжения участка Бира - Бикин.

Цель работы – анализ возможности применения известных мероприятий, направленных на уменьшение межпоездного интервала в условиях роста грузооборота.

В работе выполнены тяговые расчеты и проверена эффективность предложенных методов усиления системы тягового электроснабжения средствами компьютерного моделирования в программном комплексе «КОРТЭС». Также результат тягового расчета предложен с использованием классического метода расчета, изложенного в курсе электроснабжения железных дорог.

Предложены эффективные варианты усиления системы тягового электроснабжения участка Бира - Бикин. Установка дополнительных трансформаторов и замена участка контактной сети является вынужденной мерой для повышения проходимости участка. При этом обеспечивается пропуск пакетов поездов массой 6300 – 12000 – 6300 тонн с интервалом движения, составляющим 14 минут.

ABSTRACT

The object of research is the system of traction power supply Bira - Bikin when trains pass the increased weight and length.

Objective - calculation and analysis methods for system gain traction power supply in terms of cargo turnover growth. Choosing the most efficient option for handling trains weighing 6300 and 12000 tons.

As a result of the work, after checking each of the proposed amplification methods has been selected with the system and enhancing the shielding wire, as the best in terms of price and performance in the current site.

СОДЕРЖАНИЕ

Стр.

ВВЕДЕНИЕ 8

1 ХАРАКТЕРИСТИКА УЧАСТКА БИРА – БИКИН 10

1.1 Характеристика системы тягового электроснабжения 10

1.2 Использование программного комплекса «КОРТЭС» для выполнения основных тяговых расчетов 13

1.3 Выполнение тяговых расчётов 13

2 РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ СИСТЕМЫ ТЯГОВОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ 22

2.1 Определение расчетных размеров движения 22

2.2 Определение расходов электроэнергии потребляемой поездом при движении на участке 23

2.3 Расчет мощности тяговых подстанций 25

2.4 Проверка на нагрузочную способность трансформаторов тяговых подстанций 37

3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ СЕЧЕНИЯ ПРОВОДОВ КОНТАКТНОЙ СЕТИ И ПРОВЕРКА ПО НАГРЕВУ 41

3.1 Определение экономического сечения проводов контактной сети 41

3.2 Определение эффективных значений токов фидеров тяговых подстанций 46

4 ПРОВЕРКА СЕЧЕНИЯ ПРОВОДОВ КС ПО ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ УЧАСТКА БИРА – БИКИН 51

4.1 Расчет токов КЗ участка Бира – Бикин 57

5 РАЗРАБОТКА МЕРОПРИЯТИЙ ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ УМЕНЬШЕНИЯ МЕЖПОЕЗДНОГО ИНТЕРВАЛА ПРИ ПРОПУСКЕ ТЯЖЕЛОВЕСТНЫХ ПОЕЗДОВ НА УЧАСТКЕ БИРА – БИКИН 59

5.1 Установка дополнительных трансформаторов на ТП Хабаровск-2 и Розенгартовка 64

5.2 Установка устройства продольной емкостной компенсации (УПК) на подстанции Хабаровск-2 68

5.3 Усиление контактной сети участка Волочаевка-1 – Бикин 69

6 МЕРОПРИЯТИЯ ПО БЕЗОПАСНОСТИ ЖИЗНЕДЕТЕЛЬНОСТИ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК 72

6.1 Анализ вредных и опасных факторов, влияющих на персонал в пределах тяговой подстанции 72

6.2 Защита от электромагнитных полей 75

6.3 Организационные мероприятия по обеспечению безопасного проведения работ в электроустановках 80

7 РАСЧЕТ ОСВЕЩЕНИЯ ПОМЕЩЕНИЯ ЩИТОВОЙ ТЯГОВОЙ ПОДСТАНЦИИ ВОЛОЧАЕВКА–1 84

7.1 Требования к освещению 84

7.2 Нормирование производственного освещения 84

7.3 Характеристики искусственных (электрических) источников света 86

7.4 Расчет производственного освещения 88

7.4.1 Расчет естественного освещения 89

7.4.2 Расчет искусственного освещения 91

8 ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ МОДЕРНИЗАЦИИ КОНТАКТНОЙ СЕТИ УЧАСТКА Волочаевка-1 – Бикин 94

8.1 Расчёт текущих расходов по эксплуатационному обслуживанию участка контактной сети 96

8.2 Определение экономического эффекта от модернизации участка Волочаевка-1 – Бикин 102

8.3 Расчёт срока окупаемости модернизации 103

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 104

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 106

ПРИЛОЖЕНИЕ А 108

ПРИЛОЖЕНИЕ Б 1110

ВВЕДЕНИЕ

В текущее время одной из приоритетных задач ОАО «РЖД» является повышение грузооборота[1]. Существуют различные подходы для реализации этой идеи. Среди них есть и сокращение межпоездных интервалов. Сокращение интервала между поездами до определенных пределов по автоблокировке повышает про­пускную способность как однопут­ных, так и особенно грузонапряженных двухпутных линий. Дальнейшее их снижение ограничивают условия движения при понижении скорости и входе поездов на станции.

Сокращение интервалов – это способ, позволяющий пропускать за прежнее количество времени большее число пар поездов.

Применение данного способа совместно с эксплуатацией тяжеловесных поездов и поездов повышенной массы значительно увеличивает пропускную способность железной дороги, ускоряет доставку грузов, способствует более эффективному использованию подвижного состава и локомотивных бригад.

В системе тягового электроснабжения для оценки пропускной способности и планирования мероприятий по усилению существующих технических средств определяющими факторами являются вес поезда, количество поездов на фидерной зоне и схема их пропуска, межпоездной интервал. При пропуске поездов массой более 8 тыс. т существенно возрастает токовая нагрузка в системе и, следовательно, интенсивнее происходит нагрев оборудования, снижается уровень напряжения в контактной сети, увеличиваются потери электроэнергии и осложняются условия работы устройств защиты от токов короткого замыкания.

В соответствии с инструкцией №1601 от 30.06.2015г. «Об организации обращения грузовых поездов повышенной массы и длины на железнодорожных путях общего пользования Забайкальской и Дальневосточной железных дорог»[13] следует произвести анализ работы системы тягового электроснабжения и оценить возможность уменьшения межпоездных интервалов при обращении поездов массой 6300,12000 тонн.

В рамках выпускной квалификационной работы будет исследован участок Дальневосточной железной дороги Бира – Бикин.

На Дальневосточной железной дороге, особенно на исследуемом участке, наибольшую долю составляют грузовые перевозки, а наименьшую пассажирские. Основной объем железнодорожных перевозок ДВЖД приходится на транзит грузов по Транссибирской магистрали. Основу экономики региона составляют предприятия топливно – энергетического комплекса, горнодобывающей промышленности и лесопромышленного комплекса, продукция которых подлежит перевозке железнодорожным транспортом.

На рассматриваемом участке планируется оценить систему тягового электроснабжения при действующих размерах движения, для этого необходимо проанализировать продольный профиль пути, рассчитать мощность тяговых трансформаторов, осуществить проверку трансформаторов на нагрузочную способность, проверить провода контактной сети по нагреванию и пропускной способности.