ПЗ ВКР 2016 (1235162), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Объектом исследования выпускной квалификационной работы является рассмотрение методов проектирования электроснабжения магистральных железных дорог, на основе параметров грузооборота и перспективы его роста.
Участок Ч – Х можно рассматривать как «пилотную» часть реконструкции всей Транскорейской магистрали, которая позволит в будущем создать самый протяженный международный транспортный коридор Восток – Запад. Он составит серьезную конкуренцию морскому пути, прежде всего, по срокам доставки грузов. На сухопутный маршрут может быть переключено до 100 тысяч контейнеров в год.
Сегодня актуальной задачей развития северо-восточного района КНДР является создание широких транспортных коридоров выхода к портовым зонам, что значительно повысит экономический потенциал региона. Для реализации программы по освоению прогнозируемых на 2030 г. объемов перевозок на направлении Ч - Х, необходимо выполнить укладку второго главного пути.
Решение об электрификации железнодорожной линии принимается по результатам технико-экономического обоснования. Преимущество электрической тяги: повышение провозной способности железной дороги, массы и скорости движения поездов, снижение расходов на ремонт и обслуживание локомотивов.
Улучшение экологии прилегающих районов, повышение комфорта при обслуживании пассажиров, возможность возврата электроэнергии при движении поездов на спусках и при торможении. После укладки второго пути, возможно поэтапная электрификация участка.
Целью выпускной квалификационной работы является разработка мероприятий по электрификации участка магистральной железной дороги с рассмотрением вопроса повышения энергосбережения и энергоэффективности СТЭ.
Среди мероприятий по электрификации рассматриваются: выполнение основных тяговых расчетов, расчет расхода электроэнергии, выбор мощности трансформаторов тяговых подстанций, выбор и проверка контактной подвески по нагреванию и пропускной способности.
Для обеспечения пропуска тяжеловесных поездов по железной дороге необходимо проанализировать работу системы тягового электроснабжения на данном участке и определить условия работы. В ходе работы необходимо рассмотреть энергоэффективность системы тягового электроснабжения и ее потенциал. Данная система является энергосберегающей, и предусматривает реализацию «Государственной программы энергосбережения и повышения энергетической эффективности на период до 2020 года» на железнодорожном транспорте.
1 ОРГАНИЗАЦИЯ ДВИЖЕНИЯ НА УЧАСТКЕ Ч - Х
Участок магистральной железной дороги Ч - Х относится к Чхончжинской и Расонской управлениям железной дороги. Протяженность участка 130 км, на нем располагаются несколько железнодорожных станций.
-
Анализ продольного профиля пути на однопутном участке
Схема продольного профиля пути участка Ч - Х представлена на рисунке 1.1.
Рисунок 1.1 - Схема продольного профиля пути участка Ч - Х
Произведем анализ продольного профиля пути с целью выбора лимитирующей зоны на участке Ч - Х.
В ходе данного анализа выявим долю участков с уклоном профиля пути более 14 ‰, определим средний уклон профиля на каждой межстанционной зоне, а также найдем максимальный уклон профиля пути для каждой межстанционной зоны.
Результаты анализа сведены в таблицу 1.1.
Таблица 1.1 – Анализ профиля пути на участке Ч - Х
| Межстанционная зона | Доля участков с уклоном профиля пути более 14‰, % | Средний уклон профиля пути, ‰ | Максимальный уклон профиля пути, ‰ |
| Ч – Р | 68,2 | 11,2 | 21,8 |
| Р – Т | 48,3 | 9,8 | 17,6 |
| Т – Х | 17,2 | 6,2 | 8,8 |
Из приведенной таблицы видно, что максимальный уклон профиля находится на межстанционной зоне Ч – Р. Самое большое среднее значение уклона и самая большая доля участков с уклоном профиля пути более 14‰ также находится на данной межстанционной зоне. Из всего выше перечисленного можно сделать вывод, что межстанционная зона Ч – Р будет лимитирующей для всего участка Ч - Х.
1.2 Анализ размеров движения и пропускной способности на участке Ч - Х
Планируемый грузопоток к 2013 году в нечетном направлении (Ч - Х) должен составить 51 млн. т грузов в год, а к 2020 году его планируется увеличить до 65 млн. т. График зависимости объема перевозок от времени представлен на рисунке 1.2.
Рисунок 1.2 - График зависимости объема перевозок
от времени в нечетном направлении (Ч - Х)
Рассматривается вариант организации движения, что предполагает пропуск тяжеловесных поездов весом 6300 т с длиной приемоотправочных путей 1350 м.
В четном направлении (Х - Ч) планируется вариант организации движения, который предполагает пропуск тяжеловесных поездов весом 6300 т с длиной приемоотправочных путей 1350 м.
График зависимости объема перевозок от времени представлен на рисунке 1.3.
Рисунок 1.3 - График зависимости объема перевозок
от времени в четном направлении (Х - Ч)
Потребное число поездов в одном направлении в среднем за сутки может быть определено по годовому грузовому объему по формуле [6]:
, (1.1)
где Ггр – объемы перевозок на железнодорожном участке в грузовом направлении, млн.т·бр / год; Qбр - масса состава брутто, т.
Расчет потребного числа поездов при Qбр= 6300 т для 2016г:
Итак, число поездов равно 23.
1.3 Исходные данные необходимы для проектирования
Таблица 1.2 – Основные исходные данные
| П/П | Наименование | Кол-во, названия | Ед. из. |
| 1 | Тип участка дороги | магистральная | |
| 2 | Число путей | 1 | |
| 3 | Тип рельсов | Р65 | |
| 4 | Размеры движения для интенсивного месяца, пар поездов в сутки. | 23 | пар |
| 5 | Минимальный межпоездной интервал | 63 | мин. |
| 6 | Род тока системы электрической тяги | переменный | |
| 7 | Мощность короткого замыкания на стороне высокого напряжения тяговых подстанций | 1300 | МВА |
| 8 | Мощность районных потребителей тяговых подстанции | 5 | МВА |
| 9 | Эквивалентная температура окружающей среды | +20 | 0С |
| 10 | Стоимость электрической энергии | 1,45 | Руб/кВтч |
| 11 | Вес поезда по заданному направлению | 6300 | т. |
| 12 | Вес поезда по заданному направлению | 6300 | т. |
| 13 | Коэффициент тары | 0,44 | |
| 14 | Заданное количество перевозимых грузов | 51 | млн.т. |
| 15 | Прирост количества перевозимых грузов за год | 2,4 | % |
| 16 | Скорость четного состава | 65 | км/ч |
| 17 | Скорость нечетного состава | 56 | км/ч |
-
ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ РАЗМЕРОВ
ДВИЖЕНИЯ ПОЕЗДОВ
Расчетные размеры движения определяются в соответствии с ПУСТЭ-97 [3] и ПУЭ-7 [4].
Для дальнейших расчетов примем исходным вариантом организации движения пропуск составов массой 6300 т. Минимальный интервал движения определяется по формуле:
где
– расчетный период времени (сутки),
мин;
– расчетное число пар поездов в сутки,
пар.
Таким образом, минимальный интервал движения, без учета станционных интервалов, составит:
мин.
2.1 Количество перевозимых грузов на расчетный год эксплуатации
Определяем по следующей формуле,
:
, (2.2)
где
– количество перевозимых грузов, т;
– прирост перевозимых грузов в год, %;
– года эксплуатации на который рассчитывается количество перевозимых грузов,
лет (2020 г.).
.
2.2 Расчет электрической энергии потребляемой поездом при движении
Рассчитаем энергию потребляемую поездом в четном и нечетном направлении:
(2.3)
где
- коэффициент, учитывающий потери;
– напряжение на токоприемнике ЭПС,
;
– КПД энергосистемы;
– КПД электроподвижного состава;
- средняя скорость движения в четном и нечетном направлениях; коэффициент мощности электровоза, вводится только для переменного тока, = 0,80.
Используя графики токопотребления, представленные на чертеже ДР 23.05.05 021 002 занесем данные для расчета в таблицы 2.1 и 2.2.
Таблица 2.1– Значения токов и расстояний по участкам для нечетного направления
| Обозначение участка | Iн, А | Iк, А | Iср, А |
|
| 1-3 | 515 | 547 | 531 | 1,49 |
| 3-5 | 547 | 487 | 517 | 1,42 |
| 5-7 | 487 | 547 | 517 | 1,27 |
| 7-9 | 547 | 519 | 533 | 0,85 |
| 9-11 | 519 | 498 | 508,5 | 1,19 |
| Продолжение таблицы 2.1 | ||||
| 11-13 | 498 | 470 | 484 | 1,57 |
| 13-15 | 470 | 400 | 435 | 1,49 |
| 15-17 | 400 | 190 | 295 | 1,49 |
| 17-19 | 190 | 240 | 215 | 1,33 |
| 19-21 | 240 | 200 | 220 | 1,46 |
| 21-23 | 200 | 531 | 365,5 | 1,54 |
| 23-25 | 531 | 508 | 519,5 | 1,41 |
| 25-27 | 508 | 481 | 494,5 | 1,12 |
| 27-29 | 481 | 480 | 480,5 | 1,69 |
| 29-31 | 480 | 500 | 490 | 0,93 |
| 31-33 | 500 | 220 | 360 | 0,88 |
| 33-35 | 220 | 250 | 235 | 1,06 |
| 35-37 | 250 | 300 | 275 | 1,44 |
| 37-39 | 300 | 549 | 424,5 | 1,61 |
| 39-41 | 549 | 15 | 282 | 1,31 |
| 41-43 | 15 | 15 | 15 | 1,15 |
| 43-45 | 15 | 15 | 15 | 1,24 |
| 45-47 | 15 | 500 | 257,5 | 1,07 |
| 47-49 | 500 | 170 | 335 | 1,17 |
| 49-51 | 170 | 220 | 195 | 1,41 |
| 51-53 | 220 | 300 | 260 | 1,22 |
| 53-55 | 300 | 486 | 393 | 1,59 |
| 55-57 | 486 | 480 | 483 | 0,97 |
| 57-59 | 480 | 487 | 483,5 | 1,33 |
| 59-61 | 487 | 517 | 502 | 0,88 |
| 61-63 | 517 | 500 | 508,5 | 1,66 |
| 63-65 | 500 | 280 | 390 | 1,59 |
| 65-67 | 280 | 190 | 235 | 0,79 |
| 67-69 | 190 | 200 | 195 | 1,36 |
| 69-71 | 200 | 549 | 374,5 | 1,09 |
| 71-73 | 549 | 486 | 517,5 | 0,75 |
| 73-75 | 486 | 520 | 503 | 1,49 |
| Продолжение таблицы 2.1 | ||||
| 75-77 | 520 | 523 | 521,5 | 0,98 |
| 77-79 | 523 | 300 | 411,5 | 1,32 |
| 79-81 | 300 | 220 | 260 | 1,38 |
| 81-83 | 220 | 150 | 185 | 1,56 |
| 83-85 | 150 | 200 | 175 | 0,86 |
| 85-87 | 200 | 478 | 339 | 0,88 |
| 87-89 | 478 | 15 | 246,5 | 0,79 |
| 89-91 | 15 | 15 | 15 | 1,5 |
| 91-93 | 15 | 15 | 15 | 1,22 |
| 93-95 | 15 | 500 | 257,5 | 0,96 |
| 95-97 | 500 | 110 | 305 | 1,1 |
| 97-99 | 110 | 230 | 170 | 1,65 |
| 99-101 | 230 | 200 | 215 | 1,17 |
| 101-103 | 200 | 526 | 363 | 1,43 |
| 103-105 | 526 | 543 | 534,5 | 1,32 |
| 105-107 | 543 | 510 | 526,5 | 1,42 |
| 107-109 | 510 | 550 | 530 | 1,72 |
| 109-111 | 550 | 500 | 525 | 0,91 |
| 111-113 | 500 | 270 | 385 | 1,12 |
| 113-115 | 270 | 230 | 250 | 1,59 |
| 115-117 | 230 | 200 | 215 | 0,96 |
| 117-119 | 200 | 513 | 356,5 | 1,63 |
| 119-121 | 513 | 483 | 498 | 0,76 |
| 121-123 | 483 | 557 | 520 | 0,92 |
| 79-81 | 300 | 220 | 260 | 1,38 |
| 81-83 | 220 | 150 | 185 | 1,56 |
| 83-85 | 150 | 200 | 175 | 0,86 |
| 85-87 | 200 | 478 | 339 | 0,88 |
| 87-89 | 478 | 15 | 246,5 | 0,79 |
| 89-91 | 15 | 15 | 15 | 1,5 |
| 91-93 | 15 | 15 | 15 | 1,22 |
| 93-95 | 15 | 500 | 257,5 | 0,96 |
| Продолжение таблицы 2.1 | ||||
| 95-97 | 500 | 110 | 305 | 1,1 |
| 97-99 | 110 | 230 | 170 | 1,65 |
| 99-101 | 230 | 200 | 215 | 1,17 |
| 101-103 | 200 | 526 | 363 | 1,43 |
| 103-105 | 526 | 543 | 534,5 | 1,32 |
| 105-107 | 543 | 510 | 526,5 | 1,42 |
| 107-109 | 510 | 550 | 530 | 1,72 |
| 109-111 | 550 | 500 | 525 | 0,91 |
| 111-113 | 500 | 270 | 385 | 1,12 |
| 113-115 | 270 | 230 | 250 | 1,59 |
| 115-117 | 230 | 200 | 215 | 0,96 |
| 117-119 | 200 | 513 | 356,5 | 1,63 |
| 119-121 | 513 | 483 | 498 | 0,76 |
| 121-123 | 483 | 557 | 520 | 0,92 |
| 123-125 | 557 | 528 | 542,5 | 1,69 |
| 125-127 | 528 | 400 | 464 | 1,64 |
| 127-129 | 400 | 130 | 265 | 1,71 |
| 129-131 | 130 | 210 | 170 | 1,23 |
| 131-133 | 210 | 300 | 255 | 1,36 |
,км










