ДП Горлов А.В. 23.05.05. (1207153), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Практика показывает, что увеличение массы поездов должно быть основано в первую очередь на современных научно-технических достижениях в этой области и проверенной практикой технологии обеспечивающей резервирование и надежность работы системы тягового электроснабжения при безусловном обеспечении безопасности движения и установленной скорости доставки грузов на направлениях железных дорог.
В дипломном проекте рассмотрены проблемы организации тяжеловесного движения на участке Икура – Бикин, лимитирующим звеном на этом отрезке является перегон Волочаевка – Хабаровск-2, из-за сложного профиля пути образовался ряд ограничений препятствующих увеличению грузопотока. В работе производится расчет параметров действующей системы тягового электроснабжения и влияния оказываемого на нее при пропуске поездов повышенной массы и длины, а так же оценены предельные пропускные и провозные способности участка без усиления СТЭ.
Анализ различных вариантов усиления системы тягового электроснабжения, производится на основании серии многовариантных расчетов, выполняемых при помощи программного комплекса «КОРТЭС». Рассмотрен вариант усиления СТЭ при помощи применения системы с усиливающим и экранирующим проводами, также оценена эффективность усиления путем замены несущего троса на трос большего сечения и при изменении схемы питания с узловой на параллельную. Приведен расчет срока окупаемости оборудования и экономического эффекта в случае усиления СТЭ системой ЭУП на участке Икура – Бикин. Описаны меры безопасности при обслуживании контактной сети и оценены значения электромагнитного влияния на людей работающих вблизи контактной подвески.
1 АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ ТИПОВ И СХЕМ СОЕДИНЕНИЯ КОНТАКТНЫХ ПОДВЕСОК НА УЧАСТКЕ ИКУРА – БИКИН
Участок Икура – Бикин находится в ведении Хабаровской дистанции электроснабжения (ЭЧ-2) Дальневосточной железной дороги (ДВЖД) – филиала ОАО «РЖД». Протяженность участка по контактной сети (КС) составляет 391,8 км, в его состав входят восемь межподстанционных зон: Икура – Ин – 54,6 км; Ин – Волочаевка – 53 км; Волочаевка – Хабаровск-2 – 55,2 км; Хабаровск-2 – Кругликово – 46,1 км; Кругликово – Дормидонтовка – 42,9 км; Дормидонтовка – Аван – 42,3 км; Аван – Розенгартовка – 52,2 км; Розенгартовка – Бикин – 45,5 км.
На межподстанционных зонах участка Икура – Бикин установлены посты секционирования (ПС) и пункты параллельного соединения (ППС). Данные по ПС, ППС и контактной сети сведены в таблицу 1.1.
Таблица 1.1 – Параметры тяговой сети участка Икура – Бикин
Участок | Наличие ПС | Наличие ППС | Марка КП | Марка рельса | Число путей |
Икура – Ин | Аур | - | ПБСМ-95+МФ-100 | Р65 | 2 |
Ин – Волочаевка | Ольгохта | - | |||
Волочаевка – Хабаровск-2 | Приамурская | - |
Окончание таблицы 1.1 | |||||
Участок | Наличие ПС | Наличие ППС | Марка КП | Марка рельса | Число путей |
Хабаровск-2 – Кругликово | Корфовская | - | ПБСМ-95+МФ-100 | Р65 | 2 |
Кругликово – Дормидонтовка | Кия | - | |||
Дормидонтовка - Аван | Вяземская | - | ПБСМ-95+МФ-100, М-95+МФ-100 (с 8651,38 по 8660,1) | ||
Аван - Розенгартовка | Щебенчиха | Котиково - Гедике, Каменушка - Снарский | М-95+МФ-100, ПБСМ-95+МФ-100 (2 путь) | ||
Розенгартовка - Бикин | Бойцово | Розенгартовка - Бойцово, Бойцово - Бикин | М-95+МФ-100 |
Электроснабжение участка обеспечивается девятью тяговыми подстанциями. На рассматриваемом участке в ведение ЭЧ – 2 находится тяговая подстанция (ТП) – Икура (ЭЧЭ-7), тяговая подстанция Ин (ЭЧЭ-8), тяговая подстанция Волочаевка-1 (ЭЧЭ-9), тяговая подстанция Хабаровск-2 (ЭЧЭ-10), тяговая подстанция Кругликово (ЭЧЭ-11), тяговая подстанция Дормидонтовка (ЭЧЭ-12), тяговая подстанция Аван (ЭЧЭ-13), тяговая подстанция Розенгартовка (ЭЧЭ-14), тяговая подстанция Бикин (ЭЧЭ-15) и участок контактной сети (КС).
Климат Хабаровского края – муссонный, с характерной холодной зимой и влажным жарким летом. Климатические условия существенно изменяются с характером рельефа, близостью к морю и с севера на юг. Так, например, средняя температура января в континентальных районах колеблется в пределах минус 22 – минус 40 ºC. Средняя температура летом достигает +20 ºC. Вообще же перепад температур зима-лето может достигать более 500С. Годовая сумма осадков колеблется от 600 – 800 мм. В холодное время года, с октября по апрель, в Хабаровском крае встречаются все виды обледенения: гололед, изморозь, обложной мокрый снег. Хабаровский край относится к районам с сильными ветрами, средняя скорость ветра 3,6 м/с, скоростное давление 618 Па.
Характерная черта облика поверхности – преобладание горного рельефа особенно на прибрежной части. Максимальный уклон на рассматриваемом участке составляет около 28 тысячных.
Большие перепады высот на участке Волочаевка – Хабаровск-2 вынуждают использовать многосекционные и подталкивающие локомотивы, это вызывает протекание больших тяговых токов, перегрузку тяговых трансформаторов и ускоренный износ оборудования.
Все эти факты ставят необходимость в усилении системы тягового электроснабжения и в частности увеличения сечения контактной подвески для обеспечения возможности обращения тяжеловесных поездов и повышения пропускной способности рассматриваемого участка.
2 РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ДЕЙСТВУЮЩЕЙ СИСТЕМЫ ТЯГОВОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
2.1 Определение расчетных размеров движения
Расчетные размеры движения определяются в соответствии с «Правилами устройства системы тягового электроснабжения железных дорог Российской Федерации», утвержденными в 1997 году (ПУСТЭ-97) [1].
В качестве исходных данных для определения расчетных размеров движения поездов используются данные службы движения ДВЖД, по которым минимальный межпоездной интервал для поездов «нормального» веса составляет 8 минут, для условно «тяжелых» поездов при следовании их в порядке «условно» тяжелый поезд – поезд «нормального» веса минимальный интервал попутного следования составляет 17 минут.
Расчетное число поездов при использовании максимальной пропускной способности определяется по формуле:
, (2.1)
где Т – расчетный период времени (сутки), Т=1440 мин; Q0 – минимальный межпоездной интервал движения, Q0 - 8 мин.
пар поездов в сутки.
Практически величина N0 никогда не достигается, поэтому ПУСТЭ-97 рекомендует вводить в расчет коэффициент использования пропускной способности, равный 0,91. Таким образом, при определении расходов энергии на тягу поездов в режиме максимальной пропускной способности следует брать расчетное число поездов, равное 0,91·N0.
Максимальная пропускная способность с учетом поправочного коэффициента находится по формуле:
, (2.2)
пары поездов в сутки.
Максимальное количество «условно» тяжелых поездов прошедших за сутки:
пары поездов в сутки,
пар поездов в сутки.
Размер движения для интенсивного месяца принимается равным 85 пар поездов в сутки.
Среднегодовые суточные размеры движения Nср, находится по формуле (2.3) делением величины Nим на коэффициент неравномерности движения Кн:
, (2.3)
где - коэффициент неравномерности движения поездов,
=1,12.
пар поездов в сутки.
2.2 Определение экономического сечения проводов контактной сети
Сечение контактной сети в медном эквиваленте при алюминиевых усиливающих проводах определяется по формуле:
, (2.4)
где – стоимость, электрической энергии, равна 2,61 руб./кВт∙ч [10];
– удельные годовые потери энергии на один километр данной фидерной зоны при ее сопротивлении 1 Ом, кВт·ч/(Ом·км);
– стоимость одной тонны алюминиевых проводов, 157 тыс. руб. [11].
Величина определяется по формуле:
, (2.5)
где – суточные потери электроэнергии, кВт∙ч;
– погонное сопротивление участка контактной сети (КС), Ом/км;
– длина фидерной зоны, км.
Потери электроэнергии в контактной сети определяются сопротивлением проводов, интенсивностью движения, схемой питания контактных подвесок, и длинной межподстанционных зон. При узловой схеме питания контактной сети потери находятся по формуле (2.6).
(2.6)
где - расход электроэнергии на движение
пар поездов в сутки по первому и второму пути, определяется в виде
;
,
- расход электроэнергии на движение одного поезда по четному и нечетному пути, кВА∙ч;
- напряжение КС, равное 25000 В;
- сопротивление 1 км КС двух путей, соединенных параллельно, Ом/км;
- длина фидерной зоны, км;
,
- время хода поездов по зоне под током по первому и второму пути, мин (см. таблицу Б1 приложение Б); Т – расчетный период,
ч;
,
- время хода поездов по зоне по первому и второму пути, мин (см. таблицы А1-А2 приложение А);
- максимально возможное число поездов, которое может разместиться на межподстанционной зоне.
Число поездов n находится по формуле: