Послідовність проектування систем електропостачання
Порядок розрахунку приладів електропостачання визначається відповідно до його призначення. При зміні умов роботи існуючих мереж розрахунок є перевірочним. При цьому слід визначити:
* ефективні струми в елементах системи з метою перевірки умов нагрівання проводів, кабелів і обладнання підстанцій;
* максимальне падіння напруги в тяговій мережі, що повинно знаходитися в межах технічного нормованого значення;
* розрахункові значення струмів у ланцюгах схеми при короткому замиканні в характерних точках мережі задля вирішення питання про вибір лінійного і секційного захисту;
* струморозподіл у рейковій мережі (для трамвая), за яким перевіряються режим роботи негативних живлячих ліній і дотримання норм падіння напруги в рейковій мережі.
За результатами перевірочного розрахунку слід розробити заходи щодо виконання усіх технічних нормативів і поліпшення розподілу навантажень в нормальному і змушеному режимах роботи системи електропостачання.
При проектуванні нових мереж й виборі параметрів систем засобом порівняння варіантів живлення необхідно:
* у відповідно до конфігурації мережі і профілем траси мережі розбити на необхiдне число елементарних розрахункових ділянок: мережу транспортних ліній ділять на ділянки за принципом однакових інтенсивностей руху і енергоспоживання поїздів. Таким чином, на плані визначають характерні точки, до числа яких відносять місця сходження і розгалуження ліній, поворотні кільця і з'їзди, переломи профіля шляху;
|
|
|
* для кожної розрахункової дільниці визначити середній Iср і ефективний Iеф струми поїзду (машини);
* за заданою частотою руху на кожній розрахунковій дільниці, довжиною цієї дільниці l і величиною експлуатаційної швидкості Vэ рухомого складу визначити середнє число рухомих одиниць;
* залежно від величини розрахункових поїздних навантажень і розмірів руху намітити пункти приєднання живлячих ліній і варіанти розташування тягових підстанцій з урахуванням місцерозташування джерел живлення 6 – 10 кВ;
* встановити точки струморозподілу для дільниць, що живляться з двох і більше сторін, визначити струморозподіл у системі й вибрати перерізи кабелей;
* за значенням найбільш вигідного падіння напруги в негативних живильних лініях для трамваїв вибрати переріз кабелів і величину опору зрівняльних резисторів;
* перевірити відповідність кожного наміченого варіанта електропостачання технічним нормативам;
* вибрати робочу потужність підстанцій і спосіб їхнього резервування;
* визначити річні втрати енергії в елементах системи для кожного варіанта живлення;
|
|
|
* за нормативним терміном окупності здійснити економічне зіставлення варіантів електропостачання і вибрати найбільш вигідний з них.
Вибрані способом порівняння або способом безпосереднього розрахунку оптимальні параметри влаштування електропостачання необхідно остаточно перевірити на відповідність всім технічним вимогам. Крім того, на основі аналізу співвідношень між значеннями мінімального струму короткого замикання і розрахунковими максимальними навантаженнями треба визначити необхідність застосування додаткового захисту контактных проводів від малих струмів короткого замикання.
Параметри і схеми тягових мереж
Слід знати, що в контактних мережах МЕТ застосовують прості й ланцюгові контактні підвіски, а для метрополітену – контактні рейки. Для збільшення навантаженоі спроможності секцій застосовують додаткові підсилювальні проводи. Основним елементом підвіски, з якої здійснюється струмознім, є контактні проводи. Контактні провода з міді і її сплавів виготовляють за ДГСТ 2584-63 [2].
Як несучі троси ланцюгових підвісок використовують сталеві (ПС), мідні (М), біметалеві сталеалюмінієві (ПБСА) і сталемідні (ПБСМ) проводи стандартних перерізів. Підсилювальні проводи виконують з алюмінієвих (А) і сталеалюмінієвих (АС, АСУ) тросів. Електричні параметри контактних проводів наведені в табл. 4.
|
|
|
У загальному випадку, коли для живлення КМ застосовують контактні проводи, несучій трос і підсилювальні проводи, розрахунковий переріз секції контактної мережі Sкс включає: переріз контактних проводів Sкп ,несучих тросів підвіски Sнт і підсилювальних проводів Sуп, мм²:
(1)
де nкп , nнт, nуп –число контактних, підсилювальних і несучих проводів;
Кмк, Кмн, Кму–коефіцієнти мідного еквіваленту контактних,підсилювальних і несучих проводів (для міди Км=1; алюмінія Км=1,65);
Киз – коефіцієнт, що враховує знос контактних проводів (Киз=0.875 – для трамвая, Киз=0.925 – для тролейбуса) [3]
Опір одного кілометра контактної мережі при температурі 200С обчислюють за формулою, Ом/км: (2)
|
|
|
де ρ 20 = 18,87 = 
– питомий опір мідних проводів,
при t=20oC.
Правила технічної експлуатації трамваїв і тролейбусів (ПТЕ) [3] регламентують допустиму щільність струмів у мідних контактних проводах 5 А/мм² для нормального і 6.8 А/мм² - для змушеного режимів.
Опір одного кілометра рейкової мережі, враховуючи опір складених стиків, Ом/км:
(3)
де rp1 = 1,5/Мр - опір однієї суцільної рейки з масою Мр в кг/м, Ом/км;
np - число рейкових ниток (для одношляхоих дільниць np=2, для двошляхових np =4) ;
1.2 - коефіцієнт, що враховує збільшення опору рейкової мережі за наявності складених стиків.
Характеристики рейок, що застосовуються на МЕТ, наведені в табл.5.
Таблиця 4 Електричні параметри контактних і підсилювальних проводів,
несучих тросів
| Марка проводу, матеріал |
Перетин, мм2 |
Опір, Ом/км | Допустиме навантаження проводу, А | |
| нового | зношеного | |||
| Мідний МФ-65 МФ-85 МФ-100 | 65 85 100 | 0,25 0,208 0,177 | 325 425 500 | 225 310 350 |
| Сталеалюмініє - ви ПКСА-80/180 | 80 | 0,21 | 525 | 480 |
| Сталемідний СМ-85 СМ-100 | 85 100 | 0,53 0,45 | 240 275 | 200 - |
| Сталемідний ПБСМ1-70 ПБСМ1-95 | 70 95 | 0,731 0,563 | 148 190 | - - |
| Підсилювальні алюмінієві (сталеалюмі - нієві) А (АС,АСУ) А-120 А-150 А-185 Мідні М-120 М-150 М-185 | 120 150 185 120 150 185 | 0,27 0,21 0,17 0,158 0,123 0,103 | 375 440 500 485 570 640 | - - - - - - |
Примітка. Опір сталевих несучих тросів у розрахунку не враховують.
Таблиця 5 Параметри нових одиночних рейок (допустимий знос рейки до 10%
від площі поперечного перерізу)
| Тип рейки | Маса,кг/м | Площа поперечного пере різу в мідному еквіваленті,мм2 | Опір однієї нитки rpi, Ом/км |
| Р-38 | 38,4 | 410 | 0,0428 |
| Р-43 | 44,7 | 470 | 0,0378 |
| Р-50 | 51,5 | 540 | 0,0325 |
| Т-60(для прямих) | 60,65 | 640 | 0,0296 |
| Т-65(для кривих) | 64,75 | 680 | 0,0276 |
Таблиця 6 Електричні параметри одножильных кабелів напругою до 1кВ
при роздільній прокладці
| Переріз кабелю,мм2 | Допустиме навантаження,А | Опір 10-3 Ом/км | ||
| Мідь | Алюміній | Мідь | Алюміній | |
| 300 | 1000 | 770 | 62,9 | 104,0 |
| 400 | 1220 | 940 | 47,2 | 78,0 |
| 500 | 1400 | 1080 | 37,7 | 62,4 |
| 625 | 1520 | 1170 | 30,2 | 49,9 |
| 800 | 1700 | 1310 | 23,6 | 33,0 |
Таблиця 7 Виправні коефіцієнти на число кабелів, складених в одній траншеї
| Відстань у світлі, мм | Виправні коефіцієнти при числі кабелів | |||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |
| 100 | 1 | 0,9 | 0,85 | 0,8 | 0,78 | 0,75 |
| 200 | 1 | 0,92 | 0,87 | 0,84 | 0,82 | 0,81 |
| 300 | 1 | 0,93 | 0,9 | 0,87 | 0,86 | 0,85 |
Таблиця 8 Допустиме перевантаження кабелів 0.6; 6 і 10 кВ
| Коефіцієнт попереднього навантаження і вигляд прокладки | Допустиме перевантаження по відношенню до номінального при тривалості максимуму, год. | ||
| 1 | 2 | 3 | |
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| 0,6 в землі в повітрі в трубах (в землі) | 1,5 1,35 1,3 | 1,35 1,25 1,2 | 1,25 1,25 1,15 |
| 0,8 в землі в повітрі в трубах (в землі) | 1,35 1,3 1,2 | 1,25 1,25 1,15 | 1,2 1,25 1,1 |
Таблиця 9 Максимально допустимі втрати напруги в рейковій мережі
| Тип основи рейкового шляху трамвая | Максимально допустимі втрати напруги при числі місяців у році зі середньомісячною температурою вище -5оС | ||||
| 3-4 | 5-6 | 7-8 | 9-10 | 11-12 | |
| Бетонна з рейками, що втоплені в бетон | 1,2 | 0,8 | 0,6 | 0,5 | 0,4 |
| Піщана із замощенням | 6 | 4 | 3 | 2,5 | 2 |
| Щебінчаста із замо -щеннями або піщана із шаром бітумінізованого піску під штучним покриттям (до ½ висоти шпал) | 9,6 | 6,4 | 4,8 | 4 | 3,2 |
| Бетонна з електро - ізоляцією корита бітумінізова - ним песком шаром 10-12см | 12 | 8 | 6 | 5 | 4 |
| Шпально-піщана, шпально-щебінчаста без замощення | 12 | 8 | 6 | 5 | 4 |
Максимальні втрати напруги на різнихманітних ділянках рейкової мережі в зоні однієї підстанціі повинні бути близькими за своєю величиною.
Розрахунковий опір 1 км тягової мережі рейкового транспорту, Ом/км
Якщо прийняти паралельне сполучення контактних рейсок двох шляхів, звичайно використовують контактну рейку, переріз якої Sкр = 660 мм², с ρр = 0,12 Ом* мм²/м або rp = 0,0182 Ом/км [5].
Живельні лінії тяговой мережі виконують одножильними кабелями напругою до 1кВ. Застосовують кабелі марок АСБ-2К, ААБ-2К, АСБГ-2К,
ААБГ-2К з алюмінієвими жилами і марок СБ-2К, АБ-2К, СБР-2К, АБР-2К з мідними жилами стандартних перерізів наведені в табл. 6.
Якщо в траншеї прокладено декілька кабелей, то умови охолодження погіршуються, тому зменшуються допустимі навантаження на кабелі . Виправні коефіцієнти, що враховують число кабелей, укладених в одній траншеї, наведені в табл. 7.
При роботі системи електропостачання в змушеному режимі допускається перевантаження кабелів в течію 5 доби в межах, указаних в табл. 8.
Схемою живлення і секціонування тягової мережі є загальна електрична схема, що зв'язує тягові підстанції, живильні лінії, секції контактної мережі й рейкову мережу. Правильно вибрана й обгрунтована схема тягової мережі значно визначає надійність, безпеку і економічність системи електропостачання в цілому.
Основним елементом тягової мережі є секція контактної мережі. Живлення секції може бути здійснене за схемою одностороннього (консольного) живлення з підключенням фідера на початку, в середині або в деякій іншій частині секції, або за схемою двостороннюго (паралельного) живлення. Для контактної мережі трамвая і тролейбуса характерним є повне електричне сполучення контактних підвісок двошляхових ділянок. У метрополітені застосовують роздільне живлення контактних підвісок.
2.5. Електричні величини й нормативи
Слід знати, що мета проектування електропостачання – вибір надійних і економічних параметрів елементів і раціональних схем живлення і секціонування. Вибрані параметри повинні задовольняти всім технічним обмеженням, що забезпечують надійну роботу обладнання системи при регламентованих умовах його експлуатації в розрахунковому режимі, а також тривалість в аварійних ситуаціях. Розрахунковим режимом є змушений режим, зумовлений виходом з ладу в децентралізованій системі електропостачання – частини тягових підстанцій або кабелів за умови, що виведені з ладу підстанції не є сусідніми, а кабелі – суміжними за контактною мережею; в централізованій системі електропостачання – кожного з живельних кабелей 600 В ((по черзі).
Розрахунок параметрів виконують на основі електричних величин, до числа яких відносять струмові навантаження, втрати напруги і потужності в елементах схеми електропостачання. У ході розрахунків визначають величини, для яких прийняті наступні умовні позначення:
Io,Iэ –середні й ефективні струми поїздівА;
nо – середне число поїздів на розрахунковій ділянці;
Iло,Iлэ - середні й ефективні струми живельних ліній, А;
Iлм – максимальні струми лінії,А;
Iпо, Iпэ ,Iпи - відповідні струми підстанції,А;
∆Uк, ∆Uкт – втрати напруги на струмоприймачі за повний час руху і під струмом;
∆Uр ,∆Uрт - втрати напруги в рейковій мережі за повний час руху і під струмом;
∆Uло, ∆Uлт - втрати напруги в живильних позитивних і негативних лініях;
∆Р,∆Рл, ∆Рп - втрати активної потужності ву секції контактної мережі, живельної лінії, агрегату, кВт.
Необхідно знати, що середні втрати напруги в ланцюзі від шин тягової підстанції до струмоприймача рухомого складу на будь-якій секції контактної мережі в режимі тяги при розрахунковій частоті руху й нормативному режимі живлення не повинні перевищувати 15% номінальної напруги в шинах тягової підстанції, тобто 90 В. У змушеному режимі максимальні втрати напруги в тяговій мережі не повинні перевищувати 170 В [3]
При розміщенні приєднання кабелів до рейок трамвая максимальне падіння напруги в рейках до найближчого приєднання кабеля, обчислене за середньодобовим навантаженням за місяці зі середньодобовою температурою вище-50С, не повинно перевищувати значення, вказанного в табл. 9 (в відповідності з ДГСТ 9.015-74 і Інструкцією з обмеження струмів витоку з рейок трамвая ОНТИ АКХ, 1974) [15].
Дата добавления: 2018-02-18; просмотров: 575; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!