ПЗ (999298), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Электрическая тяга является самым экономичным по расходу топлива способом транспортировки грузов. В среднем на перемещение одной тонны груза на 100 километров расходуется 1 кВт ч электрической энергии. Одним из основных мероприятий по увеличению провозной и пропускной способности железных дорог является электрификация. Себестоимость перевозок по электрической железной дороге на 28-30% ниже, чем на линиях с тепловозной тягой.
Объектом исследования выпускной квалификационной работы является рассмотрение методов проектирования электроснабжения магистральных железных дорог, на основе параметров грузооборота и перспективы его роста.
Сегодня актуальной задачей развития Корея является создание широких транспортных коридоров выхода к портовым зонам, что значительно повысит экономический потенциал страны. Для реализации программы по освоению прогнозируемых на 2030 г. объемов перевозок на направлении Чхончжин-Хасан, необходимо выполнить укладку второго главного пути. [1].
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 выбором оптимального по технико-экономическим показателям варианта электроснабжения.
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 влиянию наведенного напряжения на смежные линии электропередачи. Известно, что вокруг проводов, передающих электрическую энергию переменного тока, возникает переменное электромагнитное поле.
В некоторых устройствах будут появляться дополнительные напряжения и токи за счет перекачки части электрической энергии из других устройств. При этом внешними влияниями называются влияния на низковольтные цепи со стороны высоковольтных цепей, а взаимными– влияния от соседних цепей одной или однотипной линии.
Помимо этого, одной из целей проекта является доказательство целесообразного внедрения системы тягового электроснабжения с применением отсасывающих трансформаторов. Данная система является мероприятиями по уменьшению опасных влияний и анализ их эффективности.
1 ОЦЕНКА ГРУЗОПОТОКА УЧАСТКА Ч - Х
Участок Ч - Х относится к Чхончжинской и Хасанской дистанции электроснабжения. Протяженность участка 130 км, на нем располагаются четыре железнодорожных станций:
1.1 Определение объема грузовых перевозок на участке Чхончжин – Хасана до 2020 года
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 |
Ч- Чхончжинская станция(Корея)
Р- Разинская станция(Корея)
Т- Туманганская станция(Корея)
Х- Хасанская станция(Россия)
Из приведенной таблицы видно, что максимальный уклон профиля находится на межстанционной зоне Ч – Х. 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.
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 три возможных варианта организации движения. Первый вариант предполагает пропуск тяжеловесных поездов весом 6300 т с длиной приемоотправочных путей 1350 м, второй – поездов весом 5600 т с длиной приемоотправочных путей 1200 м, а третий – поездов весом 3600 т с длиной приемоотправочных путей 850 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)
1.2Исходные 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. | 60 | пар |
5 | Минимальный межпоездной интервал | 20 | мин. |
6 | Род тока системы электрической тяги | переменный | |
7 | Мощность короткого замыкания на стороне высокого напряжения тяговых подстанций | 800 | МВА |
8 | Мощность районных потребителей тяговых подстанции | 5 | МВА |
9 | Эквивалентная температура окружающей среды | +10 | 0С |
10 | Схема соединения контактных подвесок путей | параллельная |
Окончание таблицы 1.2
11 | Стоимость электрической энергии | 1,35 | Руб/кВтч |
12 | Вес поезда по заданному направлению | 5600 | т. |
13 | Вес поезда по заданному направлению | 5600 | т. |
Таблица 1.3 – Основные исходные данные
П/П | Наименование | Кол-во, названия | Ед. из. |
1 | Коэффициент тары | 0,4 | |
2 | Заданное количество перевозимых грузов | 51 | млн.т. |
3 | Прирост количества перевозимых грузов за год | 1,3 | % |
4 | Скорость четного состава | 67 | км/ч |
5 | Скорость нечетного состава | 58 | км/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 для 2013г:
При Qбр= 5600 т
Берём из выше вычисленных чисел поездов наибольшее, т.е. 25 поездов.
2 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 5600 т –первый вариант организации движения. Минимальный интервал движения определяется по формуле:
Произведем расчет числа поездов, используя минимальный межпоездной интервал, найдем теоритическую максимальную пропускную способность участка, (пар поездов в сутки):
, (2.1)
где Т – расчетный период времени, T=1440 мин; - минимальный межпоездной интервал, мин.
Так как максимальная пропускная способность практически не достигается, то ведем в расчет коэффициент использования пропускной способности, равный 0,91.
(2.2)
Далее найдем среднюю пропускную способность заданного участка, :
, (2.3)
где - коэффициент неравномерности движения поездов.
2.1 Количество перевозимых грузов на расчетный год эксплуатации
Определяем по следующей формуле, :
, (2.4)
где – количество перевозимых грузов, т;
– прирост перевозимых грузов в год, %;
– года эксплуатации на который рассчитывается количество перевозимых грузов,
лет.
.
2.2 Расчет электрической энергии потребляемой поездом при движении
Рассчитаем энергию потребляемую поездом в четном и нечетном направлении:
(2.5)
где - коэффициент, учитывающий потери;
– напряжение на токоприемнике ЭПС,
;
– КПД энергосистемы;
– КПД электроподвижного состава;
- средняя скорость движения в четном и нечетном направлениях.
Используя графики токопотребления, представленные на чертеже ДР 23.05.05 021 002 занесем данные для расчета в таблицы 2.1 и 2.2.