ПЗ новое (1218705)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

^{СОДЕРЖАНИЕ}

ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………………... 7

1 АНАЛИЗ РАБОТЫ ВИП ЭЛЕКТРОВОЗА В РЕЖИМЕ

РЕКУПЕРАЦИИ………………………………………………………………...... 9

1.1 История развития рекуперативного торможения………………………… 9

1.2 Основные принципы работы электровоза в режиме рекуперации……… 12

1.3 Управление выпрямительно-инверторным преобразователем…………. 21

1.4 Режим инвертирования (рекуперации)…………………………………… 23

1.4.1 Ограничения на формирование импульсов управления…………. 33

2 МОДЕЛИРОВАНИЕ АВАРИЙНЫХ ПРОЦЕССОВ В ВИП

ЭЛЕКТРОВОЗА В РЕЖИМЕ РЕКУПЕРАЦИИ………………………………... 37

2.1 Постановка задачи…………………………………………………………. 37

2.2 Построение модели ВИП электровоза в режиме рекуперации…………. 37

2.3 Моделирование и анализ аварийных режимов работы ВИП

в режиме рекуперации…………………………………………………………... 42

3 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ ПРИ РАБОТЕ

ЛОКОМОТИВНЫХ БРИГАД…………………………………………………... 60

3.1 Безопасность жизнедеятельности локомотивных бригад при

техническом обслуживании электровозов и тепловозов……………………… 60

3.2 Безопасность жизнедеятельности локомотивных бригад при

эксплуатации локомотивов………………………………………………………. 66

3.3 Порядок действий локомотивных бригад при возникновении

аварийных ситуаций……………………………………………………………... 78

4 ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ……………………………………………….... 83

4.1 Общая характеристика определения экономической

эффективности……………………………………………………………………. 83

4.2 Оценка технико-экономической эффективности от внедрения системы

управления компенсатором реактивной мощности……………………... 85

ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………………………… 92

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ…………………………….. 93

ВВЕДЕНИЕ

Все системы торможения, применяемые на подвижном составе, в том числе и электроподвижном (ЭПС), можно разделить на две большие группы: механические и электрические. В механических системах кинетическая энергия движущегося поезда превращается в работу трения, которая затрачивается на истирание и нагревание трущихся поверхностей. В традиционных электрических системах, называемых также электродинамическими, кинетическая энергия движущегося поезда превращается в электрическую, которая на ЭПС либо возвращается в контактную сеть (рекуперативное торможение), либо гасится в резисторах тягового подвижного состава (в том числе и тепловозов) и рассеивается в виде тепла в окружающем пространстве (реостатное). На некоторых видах ЭПС применяют реостатно-рекуперативное торможение. К электрическим системам торможения относят электромагнитные рельсовые, на вихревых токах и магнитно-рельсовые.

Электрическая тяга – единственный вид тяги, позволяющий полезно использовать энергию торможения. Применение рекуперативного торможения на участках с крутыми затяжными спусками позволяет сэкономить до 20% электроэнергии, затрачиваемой на тягу поездов.

Традиционные системы электрического торможения основаны на принципе обратимости электрических машин, в частности, тяговых двигателей, т.е. способности перевода их из режима потребления электроэнергии (двигательный режим) в режим ее генерации (генераторный режим).

В настоящее время во всём мире широко внедрён электроподвижной состав (э. п. с.) со статическими преобразователями однофазного переменного тока в постоянный на базе применения тиристоров и коллекторных тяговых двигателей.Тиристорные преобразователи позволили разработать и внедрить на электровозах переменного тока не только схемы плавного регулирования на пряжения в режимах тяги и электрического торможения, но и выполнить автоматизацию управления и регулирования по току двигателей и скорости движения с одновременным управлением по системе многих единиц. Накопленный опыт использования тиристорных преобразователей и их систем управления позволил добиться по ряду показателей достаточно эффективной эксплуатации электровозов как в режиме тяги, так и рекуперативного торможения. В тоже время не все решения повысили эффективную работу по сравнению с электровозами без тиристорных преобразователей.

В связи с этим широкое применение статических преобразований требует разработки мероприятий по повышению энергетических показателей электровоза в режиме тяги и рекуперативного торможения, а также повышению качества электрической энергии, потребляемой ими из контактной сети. В настоящее время в рамках программы ОАО РЖД по увеличению эффективности работы электровозов с тиристорными преобразователями одной из главных задач является снижение эксплуатационных расходов путём разработки новых и совершенствование существующих конструкций и технологий, повышения надёжности их работы и экономии топливно-энергетических ресурсов.

Для того чтобы реализовывать требования данной программы необходимо глубокое понимание процессов проходящих в преобразователях при различных режимах их работы.

Целью проектирования в соответствии с дипломным заданием является анализ работы штатной схемы ВИП в режиме рекуперации, а так же исследование и моделирование аварийных режимов работы ВИП в режиме рекуперации на примере современных электровозов переменного тока.

1 АНАЛИЗ РАБОТЫ ВИП ЭЛЕКТРОВОЗА В РЕЖИМЕ РЕКУПЕРАЦИИ

1. История развития рекуперативного торможения

С начала 60-х годов 20 века в России началась электрификация железных дорог на переменном однофазном токе частотой 50 Гц, которая продолжалась более 40 лет. Полигон электрифицированных железных дорог на переменном токе охватил часть Юго-Восточной и Северо-Кавказской железных дорог европейской части России, а так же Восточную Сибирь, Забайкалье и Дальний Восток России (от станции Мариинск Красноярской железной дороги до станции Владивосток и Находка Дальневосточной железной дороги) общей протяженностью около 7000 км.

Сибирский и Дальневосточный полигоны железных дорог имеют в основном сложный перевалистый профиль пути с большим количеством кривых, подъемов и спусков, так как на этой территории России имеется большое количество горных хребтов и рек.

Для осуществления грузовых и пассажирских перевозок на этих полигонах железных дорог в России были построены и продолжают строиться электровозы переменного тока.

В период 1960-1980 гг. были построены электровозы серий ВЛ60К, ВЛ60КП, ВЛ60Р, ВЛ80К, ВЛ80Т, ВЛ80С, ВЛ80Р. В период 1980-2000 гг. были построены электровозы ВЛ85, ВЛ65, ЭП1, ЭП1М. Начиная с 2000 года и по настоящее время строятся электровозы 2ЭС5К и 3ЭС5К. На всех этих электровозах для выпрямления однофазного переменного тока применяются силовые полупроводниковые преобразователи-выпрямители. Кроме того, на большинстве электровозов применяется электрическое торможение – реостатное или рекуперативное. Без электрического торможения выпускались только первые серии электровозов ВЛ60К, ВЛ60КП, ВЛ80К.

Электрическое торможение появилось на электровозах не случайно. При вождении грузовых поездов по спускам достаточно большой крутизны и длины электровозам приходится часто применять пневматическое торможение с помощью прижатия чугунных колодок к поверхности катания колес вагонов и электровозов, что сопровождается большим нагревом и износом колодок и колесных пар при их совместном трении друг о друга. Поэтому для устранения этого недостатка электровозы стали оснащать системой электрического торможения. Электровозы серий ВЛ80Т и ВЛ80С были оснащены электрическим реостатным торможением. Надо сразу отметить, что рекуперативное торможение имеет ряд преимуществ перед реостатным, поэтому все современные электровозы, начиная с ВЛ80Р имеют рекуперативное торможение.

Электрическое торможение стало возможным на электровозах благодаря свойству обратимости электрической машины постоянного тока. В режиме тяги, когда электровоз потребляет электрическую энергию, электрическая машина работает двигателем последовательного возбуждения и преобразует электрическую энергию в механическую, расходуемую на движение поезда по участку железной дороги, в том числе и на преодоление его подъемов и кривых. Когда же электровоз с поездом оказывается на спуске, то электрическая машина работает генератором с независимым возбуждением и преобразует механическую энергию движения поезда на спуске в электрическую энергию, которую можно отправить через преобразователь обратно в сеть или погасить на реостатах (сопротивлениях) внутри электровоза.

При тяге и электрическом торможении электровоза силовой полупроводниковый преобразователь также как и электрическая машина имеет свойство обратимости – в тяге он работает выпрямителем, а при электрическом торможении – зависимым инвертором или иначе инвертором ведомым сетью. Такие возможности электрической машины и полупроводникового преобразователя позволили добиться электровозу переменного тока высокой тягово-энергетической эффективности его работы, которая выразилась в снижении одного из главных показателей эксплуатационной работы электровоза – удельного расхода электрической энергии на тягу поезда.

В настоящее время все современные электровозы переменного тока оснащены силовыми выпрямительно-инверторными преобразователями (ВИП), построенными на основе управляемых вентилей-тиристоров, которые позволяют осуществить плавное регулирование напряжения тяговых двигателей (ТД). Так как мощность тягового электрического двигателя достигает более 800 кВт на одну ось колесной пары, а ВИП питает 2 или 3 двигателя, то его приходится выполнять на тиристорах большой мощности, у которых ток достигает 1000 А и напряжение до 3000 В и более. И несмотря на это, чтобы передать достаточно большую мощность (до 4000 кВт) от трансформатора к двигателям плечи ВИП приходится строить по групповому принципу – последовательно параллельному соединению тиристоров между собой. Отсюда ВИП имеет достаточно большие массо-габаритные показатели на электровозе.

На отечественном электроподвижном составе переменного тока уста­новлены коллекторные тяговые двигатели постоянного тока, но в кон­тактной сети применяется переменное синусоидальное напряжение 25 кВ частотой 50 Гц. Чтобы обеспечить рекуперацию — передачу энергии от рекуперирующих двигателей постоянного тока в сеть переменного тока, напряжение которой в несколько раз превышает напряжение двигателей, необходимо преобразовать постоянный ток в переменный, т. е. необхо­дим инвертор с регулируемым напряжением. В качестве инвертора мо­жет быть использован установленный на электровозе преобразователь с управляемыми вентилями — тиристорами, который в тяговом режиме работает как выпрямитель.

1. Основные принципы работы электровоза в режиме рекуперации.

Рассмотрим основные принципы работы электровозов переменного тока в режиме рекуперативного торможения.

В тяговом режиме в первый полупериод токi (рисунок1, а)под действи­ем напряжения вторичной обмотки трансформатора ипротекает через вентиль 1, обмотку возбуждения ОВ, якорь двигателя (против ЭДС дви­гателя) и возвращается в обмотку через вентиль 4. Во второй полупериод работают два других плеча выпрямителя, и ток в тяговом режиме прохо­дит через обмотку трансформатора, вентиль 3, обмотку возбуждения ОВ, двигатель, вентиль 2. При этом энергия поступает от трансформатора к тяговым двигателям. Направление тока в обмотке трансформатора в каж­дый полупериод совпадает с направлением напряжения. Образно говоря, трансформатор работает на двигатели. В режиме рекуперации наобо­рот — двигатели работают на трансформатор.

Рисунок 1.1– Протекание тока на электровозе в режимах тяги (а) и рекуперации (б)

В генераторном режиме ток двигателей имеет направление, совпадаю­щее с направлением их ЭДС и противоположное направлению напряже­ния трансформатора. В тяговом режиме ЭДС двигателя направлена про­тивоположно проводимости вентилей 1, 2, 3 и4; для рекуперативного режима необходимо изменить направление ЭДС двигателей, сделать его со­ответствующим направлению тока и проводимости вентилей, как показа­но нарисунке1.1, б. В первый полупериод в режиме рекуперации ток i идет по цепи: двигатель (генератор), вентиль 2(вентиль 4закрыт), трансформа­тор с напряжением, направленным против тока рекуперации, вентиль 3(вентиль 1закрыт), двигатель. Направление тока рекуперации совпадает с направлением ЭДС двигателя. Энергия от двигателя поступает во вто­ричную обмотку трансформатора через выпрямительно-инверторный преобразователь.

В тяговом режиме якорь каждого двигателя включен последовательно со своей обмоткой возбуждения ОВ. В режиме рекуперации обмотки воз­буждения двигателей, работающих в режиме генераторов, как и на элек­тровозах постоянного тока, получают питание от постороннего источни­ка. Это позволяет регулировать ток в обмотках возбуждения, а значит, и ток рекуперации.

Как известно, ЭДС двигателей прямо пропорциональна магнитному потоку и частоте вращения ротора (скорости движения электровоза). Ха­рактеристики двигателей рассчитаны так, что на высоких скоростях дви­жения электровоза для создания необходимой ЭДС достаточен небольшой ток возбуждения. При снижении скорости движения и необходимос­ти поддержания тормозной силы на прежнем уровне соответственно уве­личивают ток возбуждения двигателей. Ток можно увеличивать лишь до определенного значения — до тока продолжительного режима обмотки возбуждения. При дальнейшем снижении скорости экипажа, чтобы под­держать неизменными ток рекуперации и тормозную силу, уменьшают напряжение инвертора. Это можно осуществить двумя путями: измене­нием угла открытия тиристоров с тем, чтобы среднее значение напряже­ния преобразователя стало меньше, или уменьшением числа секций трансформатора, включенных в рабочую цепь.

Как в тяговом, так и в рекуперативном режиме ток через трансформа­тор протекает непрерывно в течение обоих полупериодов синусоидаль­ного напряжения.

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов ВКР