diplom (729040), страница 2

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

Текст из файла (страница 2)

∑tт = ∑t /

∑tт = 148,976 / 1,1 = 135,43 ч.

среднее расчётное напряжение в контактной сети (расчётное значение выпрямленного напряжения, приведённого к стороне высшего напряжения трансформатора электровоза)

U= U_d= Uн _* 0,9

U=25000 _* 0,9=22500 В.

Вместо А _сут ² в формулу ∆А _сут подставляем (k _{d *} A_сут)²

где, k_d- коэффициент, представляющий отношение действующего значения тока к выпрямленному току.

( k _{d *} А _сут ) ² = (0,97 _* 382,75 _* 10³ ) ² =137841,41_* 10⁶

1,84 _* r_{эк *} l _* 137841,41_* 10⁶ 24 24

∆ А _сут = _* [ + 0,46 _* (1- )] =

22500 _* 24 135,43 148,976

= 1175,45 _* r_{эк *} l кВт ч.

1.2.4. Определим годовые потери энергии в проводах фидерной зоны от движения всех поездов.

∆А _год = 365 _* ∆А _{сут *} k _{д *} k _з

где, k _д = 1,02

k _з = 1,08

∆А _год = 365 _* 1175,45 _* r_{эк *} l _* 1,02 _* 1,08 = 47,26 _* 10⁴ _* r_{эк *} l кВт ч

1.2.5. Находим удельные потери в год в проводах данной фидерной зоны.

∆А _год 47,26 _* 10⁴ _* r_{эк *} l

В _о = =

r_{эк *} l r_{эк *} l

47,26 _* 10⁴ _* r_{эк *} l

В _о = = 47,26 _* 10⁴ кВт ч

r_{эк *} l

1.2.6. Определяем минимальное экономическое сечение проводов контактной сети двух путей рассматриваемой фидерной зоны.

S _{эм ( min )} = 0,35 _* √ В_о

S _{эм ( min )} = 0,35 _* √ 47,26 _* 10⁴ = 240,45 мм ²

1.2.7. Определяем минимальное экономическое сечение проводов контактной сети в медном эквиваленте по каждому из главных путей.

S’ _{эм ( min )} = S _{эм ( min )} / 2

S’ _{эм ( min )} = 240,45 / 2 = 120,23 мм ²

1.2.7. Выбор типа контактной подвески.

По рассчитанному сечению S’ _{эм ( min )}= 120,23 мм ² принимаем стандартное сечение цепной контактной подвески переменного тока ПБСМ – 70 + ­МФ–100, S _п = 132 мм ²

1.3. Проверка проводов контактной сети на нагревание.

1.3.1 Находим расчетную максимальную нагрузку на один километр.

k _{d *} А _{сут *} N _o

р _н =

24 _* l _* ( N _пас + N _гр )

0,97 _* 382,75 _* 10³ _* 180

р _н = = 566,65 кВт/км

24 _* 54 _* ( 28 + 63 )

1.3.2. Находим среднее число поездов одновременно находящихся на фидерной зоне при полном использовании пропускной способности линии.

N_{o *} ∑t

n =

2 _*( N _пас + N _гр ) _* 24

180 _* 148,976

n = = 6,139

2 _* ( 28 + 63 ) _* 24

1.3.3. Находим коэффициент эффективности.

kэ=√(1,4 _* α – 1) / n +1

kэ=√(1,4 _* 1,1 – 1) / 6,139 +1 = 1,043

1.3.4 Определяем максимальный ток фидера.

р _н* l _* k_{н *} k_{т *} k_э

I _{эф. max} = _* 10³

2 _* U _* с

где, k_н = 1 считаем распределение энергии по путям равномерным

k_т = 1 , так как минимальный интервал между поездами

Θ = 24 / N _о

Θ = 24 / 180 = 0,133 ч. = 8 мин <10 мин.

с = 2 , так как питание двухстороннее.

U = 22500 В.

566,65 _* 54 _* 1 _* 1_* 1,043

I _{эф. max} = * 10³ = 354,61 А

2 _* 22500 _* 2

1.3.5. Составляем полученную величину I _{эф. max} = 345,61 А. с допустимой по нагреванию нагрузкой для принятого типа подвески:

для ПБСМ – 95 + МФ –100 I _доп = 740 А.

так как I _{эф. max} < I _доп

354.61 А.< 740 А.

то выбранный тип подвески проходит по нагреванию.

1.4. Выбрать сечение питающих и отсасывающих линий.

Исходя из требований, что сечение питающих и отсасывающих линий должно выбираться по нагреву и при условии выпадения из работы одной из смежных тяговых подстанций, определяем при названных условиях значения:

I _эф.’_max – максимального эффективного тока фидера.

I _э.’ _max – максимального эффективного тока тяговой подстанции.

1.4.1. Определим значение коэффициента эффективности при названных условиях

k_э = √( 1,1 _* α – 1) / n + 1

k _э = √( 1,1 * 1,1 – 1) / 6,139 + 1 = 1,017

Тогда :

р_{н *} l _* k_{н *} k_{т *} k_э

I _эф.’_max = _* 10³

2 _* U _* c

где , с = 1 , так как при выпадении смежной подстанции получается одностороннее питание фидерной зоны.

Значения величин n , р_н , l ,k_н , k_т , U – те же, что и при определении I _{эф. max} ;

566,65 _* 54 _* 1 _* 1 _* 1 _* 1,017 _* 103

I _эф.’_max = = 691,54 А

2 _* 22500 _* 1

I _эф.’_max = 2 _* (I _эф.max + I _эф.’_max)

I _эф.’_max = 2 _* (354,61 + 691,54) = 2092,3 А

1.4.2. Определяем число проводов А – 185 (I _доп = 600 А) необходимо по нагреву в питающих и отсасывающих линий:

n _пл = I _эф.’_max / I _{доп (А – 185)}

n _пл = 691,54 / 600 = 1,153

n _ол = I _э’_max / I _{доп (А – 185)}

n _ол = 2092,3 / 600 = 1,153

Округляя до целого числа, принимаем в каждой питающей линии по два провода А – 185 ; в отсасывающей линии – 4 провода А – 185.

1.5. Проверка выбранного сечения контактной подвески по потере напряжения.

1.5.1. Определяем допускаемую наибольшую потерю напряжения в тяговой сети переменного тока

.

∆U _доп = U _ш – U _доп

где , U _ш – напряжение на шинах,

U _доп – допустимое напряжение.

∆U _доп = 27200 – 21000 = 6200 В.

1.5.2. Расчетная величина потери напряжения в тяговой сети:

z _т.с.’ _* р_{н *} l ² _* 10³ 24 _* с”

∆ U _т.с. = * [ + 1 ] _* k_{д *} k_з

с’ _* U ∑ t _о

где , с’= 8 , с” = 1 – при схеме двухстороннего питания

k _д = 1,02 – при наличии только магистрального движения поездов на электротяге

k _з = 1,08

z _т.с.’ – кажущееся сопротивление двух путного участка тяговой сети переменного тока, при контактной подвеске

ПБСМ – 95 + МФ – 100 и рельсах Р 65 z _т.с.’= 0,47

Σ t _о – суммарное время занятия фидерной зоны максимальным расчётным числом поездов N _о за сутки.

Σ t _о = ∑t * N_о / (N _пас + N _гр )

Σt _о = 148,976 * 180 / ( 28 + 63 ) = 294,68 ч

0,47 _* 566,65 _* 54² _* 10³ 24 _* 1

∆ U _т.с. = * [ + 1 ] _* 1,02 _* 1,08 = 5133,05

8 _* 22500 294,68

Так как ∆U _т.с. < ∆U _{д оп}

5133.05 < 6200

то сечение контактной подвески ПБСМ – 95 + МФ – 100 можно считать выбранными окончательно, так как оно проходит и по допустимой потере напряжения.

2. МЕХАНИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ.…

2.1. Каталожные данные контактной подвески.

Таблица 2.1.1. .

2.2. Расчёт нагрузок на провода контактной подвески

Метеорологические условия.

Таблица 2.1.2.….

Нагрузка от струн g _с = 0,05 даН / м

2.2.1. Полная вертикальная нагрузка на несущий трос при отсутствии гололёда.

g = g _т + g _к + g _с

g = 0,77 + 0,89 + 0,05 = 1,71 даН / м

2.2.2. Нагрузка от гололёда на несущий трос.

g _т = 0,0009 _* Ï _* b _{гол *} ( d + b _гол ) _* n”

g _т = 0,0009 _* 3,1415 _* 5 _* ( 12,5 + 5 ) _* 1 = 0,248 даН / м

2.2.3. Нагрузка от гололёда на контактный провод.

g _к = 0,0009 _* Ï _* b _{к *} ( d _к + b _к ) _* n”

где ,

b _к = 0,5 _* b _гол

b _к = 0,5 _* 5 = 2,5 мм.

d _к = 0,5 _* ( h + A )

d _к = 0,5 _* ( 11.8 + 12.8 ) = 12.3 мм.

g _к = 0,0009 _* 3,1415 _* 2,5 _* ( 12,3 + 2,5 ) _* 1 = 0,104 даН / м

2.2.3. Полная нагрузка от гололёда на провода цепной подвески.

g _г = g _т + g _к

g _г = 0,248 + 0,104 = 0,352 даН / м

2.2.4. Полная нагрузка от гололёда на трос при гололёде.

g _вг = g + g _г

g _вг = 1,71 + 0,352 = 2,062 даН / м

2.2.5. Ветровая нагрузка на трос при максимальном ветре.

V _max ² d

р _т = С _{х * *}

16 1000

р _т = 1,25 _* 25 ² _* 12,5 / ( 16 * 1000 ) = 0,61 даН / м

2.2.6. Ветровая нагрузка на трос, покрытый гололёдом.

V _гол ² (d + 2 * b _гол)

р _г = С _{х * *}

16 1000

р _г = 1,25 _* 15 ² _* ( 12,5 + 2 _* 5 ) / ( 16 * 1000 ) = 0,395 даН / м

2.2.7. Суммарная нагрузка на трос при максимальном ветре.

q _в = √ g ² + p _т ²

q _в = √ 1,71 ² + 0,61 ² = 1,82 даН / м

2.2.8. Суммарная нагрузка на трос при гололёде с ветром.

q _в = √( g + g _г ) ² + р _т ²

q _в = √( 1,71 + 0,352 ) ² + 0,395 ² = 2,1 даН / м

2.2.9. Ветровая нагрузка на контактный провод при максимальном ветре.

V _max ² d

р _к = С _{х * *}

16 1000

р _к = 1,25 _* 25 ² _* 11,8 / ( 16 * 1000 ) = 0,575 даН / м

2.2.10. Ветровая нагрузка на контактный провод, покрытый гололёдом.

V _гол ² (d + 2 * b _гол)

р _гк = С _{х * *}

16 1000

р _гк = 1,25 _* 15 ² _* ( 11,8 + 2 _* 5 ) / ( 16 * 1000 ) = 0,383 даН / м

2.3. Определить максимальные допустимые длины пролетов цепных подвесок станции и перегона.

γ _гк = γ _к = 0,01 , так как V _max = 25 м/с

для прямого участка

l _к = 2 ^* √ К /р [ b _{к доп} – γ _к + √(b _{к доп} – γ _к ) ² – а ²]

где ,

b _{к доп} = 0,5 м

а = 0,3 м

К = 1000

l _к = 2 _* √ 1000 /0,576 _* [ 0,5 – 0,01 + √(0,5 – 0,01 ) ² – 0,3 ²] = 78,06 м.

l _гк = 2 _* √ 1000 /0,383 _* [ 0,5 – 0,01 + √(0,5 – 0,01 ) ² – 0,3 ²] = 95,72 м.

для кривого участка

l _к = 2 _* √ 2 _* К /(р + К / R) _* [ b _{к доп} – γ _к + а]

где , b _{к доп} = 0,45 м

а = 0,4 м

l _к = 2 _* √ 2 _* 1000 /(0,576 + 1000 / 800) _* [0,45 – 0,01 + 0,4] = 60,66 м.

l _к = 2 _* √ 2 _* 1000 /(0,383 + 1000 / 800) _* [0,45 – 0,01 + 0,4] = 64,15 м.

Т _в = 0,9 _* Т _max = 18 кН. (1800 даН.)

Т _г = 0,75 _* Т _max = 15 кН. (1500 даН.)

2.2.2. Определим среднюю длину струны в двух средних четвертях пролёта.

S _ср = h – 0,015 _* g _* l ² / Т

где, h – конструктивная высота подвески h = 1,8

для прямого участка

S _ср. = 1,8 – 0,015 _* 1,71 _* 78,06 ² / 1800 = 1,13

S _{ср. г.} = 1,8 – 0,015 _* 1,71 _*95,72 ² / 1800 = 0,799

для кривого участка

S _ср. = 1,8 – 0,015 _* 1,71 _* 60,66 ² / 1800 = 1,4

S _{ср. г.} = 1,8 – 0,015 _* 1,71 _*64,15 ² / 1800 = 0,799

2.2.3. Определяем р _э для режима ветра максимальной интенсивности.

для прямого участка

р _{к *} Т – р _{т *} К – 8 _* К _* Т – 8 _* К _* Т ( h _{и *} р _т / q _т + γ _т – γ _к ) / l ²

р _э =

Т + К + 10,6 _* К _* Т _* S _ср / ( g _{к *} l ²)

0,576 _* 1800–0,61_*10³ –8 _* 10⁵ _* 18 (0,73 _* 0,61 / 1,82 + 0,01– 0,015)/78,06 ²

р _э = =

1800 + 1000 + 10,6 _* 1000 _* 1800 _* 1,13 / (0,89 _* 78,06 ²)

= – 0,021

для кривого участка

0,576 _* 1800–0,61_*10³ –8 _* 10⁵ _* 18 (0,73 _* 0,61 / 1,82 + 0,01– 0,015)/60,66 ²

р _э = =

1800 + 1000 + 10,6 _* 1000 _* 1800 _* 1,4 / ( 0,89 _* 60,66 ² )

= – 0,047

для режима гололёда с ветром

для прямого участка

0,383 _* 1500 – 0,385_*10³ –8 _* 10⁵ _* 15_* (0,73 _* 0,395 / 2,1 + 0,01– 0,015)/99,52 ²

р _э = =

1500 + 1000 + 10,6 _* 1000 _* 1500 _* 0,799 / (0,994 _* 99,52 ²)

= 0,0051

для кривого участка

0,383 _* 1500 – 0,385_*10³ –8 _* 10⁵ _* 15_* (0,73 _* 0,395 / 2,1 + 0,01– 0,015)/64,15 ²

р _э = =

1500 + 1000 + 10,6 _* 1000 _* 1500 _* 1,35 / (0,994 _* 64,15 ²)

= – 0,026

так как, р _к – р _э’ > р _гк – р _гэ’

0,576 + 0,021 > 0,383 – 0,0051

0,597 > 0,3779

то, расчётным режимом при определении максимально допустимых длин пролётов будет ветер максимальной интенсивности

2.2.4. Определение максимальных длин пролётов.

Для этого режима с учётом влияния несущего троса получаем:

для прямого участка

l _max = 2 ^* √ К / ( р _к – р _э’) + [ b _{к доп} – γ _к + √(b _{к доп} – γ _к ) ² – а ²]

l _max = 2 ^* √ 1000 / ( 0,597) + [ 0,5 – 0,01 + √(0,5 – 0,01 ) ² – 0,3 ²] = 69,9

для кривого участка

l _max = 2 _* √ 2 _* К / ( р _к – р _э’ + К / R) _* [ b _{к доп} – γ _к + а]

l _max = 2 _* √ 2 _* 1000 / ( 0,576 + 0,047 + 1000 / 800) _* [ 0,45 – 0,01 +0,4] = 60 м

Уточняем по литературе ” Правила устройства и технической эксплуатации контактной сети, электрифицированных железных дорог” Москва Транспорт 1994 г., по монограммам, уточняем максимально допустимые длины пролётов из этого следует, что:

для прямого участка

l _max = 72 м.

для кривого участка

l _max = 65 м.

2.2.6. Определение изгибающих моментов действующих на опоры.

Для этого найдём необходимые величины.

Для режима максимального ветра.

р _{кv max} = С _{х *} ( К _{в *} U _н ) ² _* Н _* 10 ^–3 / 16

р _{кv max} = 1,25 _* ( 0,85 _* 25 ) ² _* 11,8 _* 10 ^–3 / 16 = 0,416

Для режима гололёда с ветром.

р _гк = С _{х *} ( К _{в *} U _г ) ² _* ( Н + 2 _* b _гол ) _* 10 ^–3 / 16

р _гк = 1,25 _* ( 0,85 _* 15 ) ² _* (11,8 + 2 _* 5 ) _* 10 ^–3 / 16 = 0,278

Определить нормативные нагрузки, действующие на опоры.

Вертикальная нагрузка от веса контактной подвески.

Для режима гололёда с ветром.

G _{n гв} = ( q + q _г ) _* l + G _из

где, G _из = 20 так как ток переменный.

G _{n гв} = ( 2,1 + 0,352 ) _* 60 + 20 = 167,12

Для режима максимального ветра и минимальной температуры.

G _{n гв} = q _* l + G _из

G _{n гв} = 1,82 _* 60 + 20 = 129,2

G _{n гв} = 1,71 _* 60 + 20 = 122,6

Горизонтальные нагрузки от давления ветра на несущий трос и контактный провод.

Для режима гололёда с ветром.

р = р _* l

р _т = 0,395 _* 60 = 23,7

р _к = 0,83 _* 60 = 23

Для режима максимального ветра.

р = р _* l

р _т = 0,61 _* 60 = 36,6

р _к = 0,576 _* 60 = 34,56

Горизонтальная нагрузка от давления ветра на опору.

Для режима гололёда с ветром.

Р _оп = С _{х *} ( К _{в *} U _г ) ² _* S _оп / 16

Р _оп = 0,7 _* ( 1 _* 15 ) ² _* 3,46 / 16 = 34,1

Для режима максимального ветра.

Р _оп = С _{х *} ( К _{в *} U _н ) ² _* S _оп / 16

Р _оп = 0,7 _* ( 1 _* 25 ) ² _* 3,46 / 16 = 94,6

Горизонтальная нагрузка от изменения направления несущего троса на кривой.

Для режима гололёда с ветром.

Р ^т_из = Т _{г *} l / R

Р ^т_из = 1500 _* 60/ 800 = 112,5

Для режима максимального ветра.

Р ^т_из = Т _{в *} l / R

Р ^т_из = 1800 _* 60/ 800 = 135

Для режима минимальной температуры.

Р ^к_из = Т _{т *} l / R

Р ^к_из = 2000 _* 60/ 800 = 150

Горизонтальная нагрузка от изменения направления контактного провода на кривой, для всех трёх расчётных режимов.

Р ^к_из = К _* l / R

Р ^к_из = 1000 _* 60/ 800 = 75

Определить изгибающие моменты М о относительно условного обреза фундамента. Подобрать типы опор для установки на внешней и внутренней стороне кривой заданного радиуса R.

h _к = 6,375 = 6,38 h _т = h _к + h = 6,38 + 1,8 = 8,18

Расчёт М _о опоры установленной на внешней стороне кривой, принять направление к пути.

М _о = [G _{n *} ( r + 0,5 _* d _оп ) + G _{кн *} z + ( Р _т + Р ^т_из ) _* h _т + ( Р _к + Р ^к_из ) _* h _к + Р _{оп *} h _оп / /2] _* 10 ^{– 2}

Для режима гололёда с ветром.

М _о = [167,12 _* ( 3,2 + 0,5 _* 0,44 ) + 70 _* 1,8 + ( 23,7 + 112,5 ) _* 8,18 + ( 23 + 75 ) _{* *} 6,38 + 34,1 _* 9,6 /2] _* 10 ^{– 2} = 26,01

Для режима максимального ветра.

М _о = [129,2 _* ( 3,2 + 0,5 _* 0,44 ) + 70 _* 1,8 + ( 36,6 + 135 ) _* 8,18 + ( 34,56 + 75 ) _{* *}6,38 + 94,6 _* 9,6 /2] _* 10 ^{– 2} = 31,25

Для режима минимальной температуры.

М _о = [122,6 _* ( 3,2 + 0,5 _* 0,44 ) + 70 _* 1,8 + ( 0 + 150 ) _* 8,18 + ( 0 + 75 ) _* 6,38 + +0 _* 9,6 /2] _* 10 ^{– 2} = 22,51

Расчёт М _о опоры установленной на внутренней стороне кривой.

Для режима гололёда с ветром.

М _о = [G _{n *} ( r + 0,5 _* d _оп ) + G _{кн *} z + ( Р _т – Р ^т_из ) _* h _т + ( Р _к – Р ^к_из ) _* h _к + Р _{оп *} h _оп / /2] _* 10 ^{– 2}

М _о = [ 167,12 _* ( 3,5 + 0,5 _* 0,44 ) + 80 _* 1,8 + ( 23,7 – 112,5 ) _* 8,18 + ( 23 – 75 ) _{* *} 6,38 + 34,1 _* 9,6 /2] _* 10 ^{– 2} = 1,287776

Для режима максимального ветра.

М _о = [ 129,2 _* ( 3,5 + 0,5 _* 0,44 ) + 80 _* 1,8 + ( 36,6 – 135 ) _* 8,18 + ( 34,56 – 75 ) _{* *} 6,38 + 94,6 _* 9,6 /2] _* 10 ^{– 2} = 0,1578

Для режима минимальной температуры.

М _о = [ 122,6 _* ( 3,5 + 0,5 _* 0,44 ) + 80 _* 1,8 + ( 0 – 150 ) _* 8,18 + ( 0 – 75 ) _* 6,38 + + 0 _* 9,6 /2] _* 10 ^{– 2} = – 11,05

Принять направление к полю.

М _о = [G _{n *} ( r + 0,5 _* d _оп ) + G _{кн *} z + (– Р _т – Р ^т_из ) _* h _т + (– Р _к – Р ^к_из ) _* h _к +

+ Р _{оп *} h _оп / 2] _* 10 ^{– 2}

Для режима гололёда с ветром.

М _о = [167,12 _* ( 3,2 + 0,5 _* 0,44 ) + 70 _* 1,8 + (– 23,7 – 112,5 ) _* 8,18 + (– 23 – 75 ) _{* *} 6,38 + 34,1 _* 9,6 /2] _* 10 ^{– 2} = – 8,78

Для режима максимального ветра.

М _о = [ 129,2 _* ( 3,2 + 0,5 _* 0,44 ) + 70 _* 1,8 + (–36,6 –135) _* 8,18 + (–34,56 – 75 ) _{* *} 6,38 + 94,6 _* 9,6 /2] _* 10 ^{– 2} = – 10,807

2.4. Рассчитать и подобрать типовые опоры для контактной сети станции и перегона

Исходя из расчётов, выбираем тип опоры

По изгибающим моментам выбираем тип опоры С–166,6

Т.к. 31,81 < 44

2.5. Подобрать типовые поддерживающие конструкции для контактной сети станции и перегона.

2.5.1. Выбор жестких поперечин для контактной сети станции.

При выборе жестких поперечин, прежде всего, требуется определить требуемую длину поперечин.

L’ = Г₁ + Г₂ + Σ _m +d _оп + 2 _* 0,15

где, Г ₁ ,Г ₂ – габарит опор поперечин;

Σ _m– суммарная ширина между путей, перекрываемых поперечиной;

d _оп = 0,44 диаметр головки на уровне головки рельса;

2 _* 0,15 – строительный допуск на установку опор поперечины.

L’ = 3,1 + 3,1 + 30 + 2 _* 0,15 = 36,94 м

Исходя из расчётов, выбираем тип жесткой поперечины

ОП630 – 44,2 и П630 – 44,2

так как 44,2 > 36,94

2.5.2. Выбор типа консоли.

Выбираем тип консоли исходя из габарита опор, вида сопряжения и радиуса кривого участка.

На рабочей ветви, на прямой и на внешней стороне кривой

Характеристики

Список файлов реферата