Расчет бальной системы оценки состояния контактной сети.
РОСЖЕЛДОР Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Ростовский государственный университет путей сообщения» (ФГБОУ ВПО РГУПС) Филиал РГУПС в г. Воронеж Контрольная работа №1 по дисциплине: «Основы технической диагностики». Рецензент: Выполнил: Орлов В.В. студент 4 курса Шифр 173225 Бугаков П.М. Воронеж 2018
Задача №2.
Расчет ресурса конденсаторов в установке продольной емкостной компенсации электрифицированных железных дорог переменного тока.
Требуется:
1.Определить ресурс конденсаторов при заданных параметрах устройств продольной емкостной компенсации (УПК).
2.Составить структурную схему аппаратуры для контроля износа конденсаторов.
Исходные данные:
1.Среднечасовые нагрузки УПК.
| Интервалы измерений,ч | 0-1 | 1-2 | 2-3 | 3-4 | 4-5 | 5-6 | 6-7 | 7-8 | 8-9 | 9-10 | 10-11 | 11-12 |
| Нагрузка О-З (Коз) | 0,7 | 0,9 | 0,6 | 0,8 | 1,5 | 0,9 | 0,6 | 0,5 | 0,3 | 0,1 | 0,2 | 0,4 |
| Нагрузка В-Л (Квл) | 0,5 | 0,7 | 0,4 | 0,6 | 1,3 | 0,5 | 0,8 | 0,1 | 0,2 | 0,4 | 0,6 | 0 |
| Интервалы измерений,ч | 12-13 | 13-14 | 14-15 | 15-16 | 16-17 | 17-18 | 18-19 | 19-20 | 20-21 | 21-22 | 22-23 | 23-24 |
| Нагрузка О-З (Коз) | 0,5 | 1,1 | 0,1 | 0,4 | 0,5 | 1,2 | 0,7 | 1,5 | 0,5 | 0,5 | 0,3 | 0,1 |
| Нагрузка В-Л (Квл) | 0,3 | 0,2 | 0,5 | 1,0 | 0,7 | 1,5 | 0,3 | 0,2 | 0,5 | 1,4 | 0,3 | 0,2 |
|
|
|
2.Эквивалентная температура окружающей среды:
Øохл.оз= 0 ºС – осенне-зимнего периода;
Øохл.вл= 20 ºС – весенне-летнего периода.
3.Число параллельно соединенных конденсаторов в УПК:
N=8
Решение.
Для решения определим дополнительные данные:
Т = 24 часа – число часов в сутках;
t = 1 час – интервал усреднения нагрузок;
Uк= 10,5 % - напряжение короткого замыкания трансформатора;
tgδ = 0.003 – тангенс угла диэлектрических потерь;
IН = 121,2 А – номинальный ток нагрузки конденсатора;
ХС = 5,45 Ом – емкостное сопротивление конденсатора;
RТ =0,45 ºС/Вт – тепловое сопротивление конденсатора;
τТ= 3 часа – тепловая постоянная конденсатора;
ØН = 95 ºС – наибольшая допустимая температура диэлектрика конденсатора с трихлоридифениловой пропиткой, работающего на промышленной чатоте;
Определим ресурс конденсаторов осенне-зимнего периода.
Определим установившееся превышение температуры над температурой охлаждающей среды вначале интервала по формуле:
|
|
|
,
где 
- установившееся температура внутри конденсатора в начале интервала.
Vk1= Øk1-Øохв=95-0=95⁰С
Так как все конденсаторы одного типа, с одинаковыми техническими характеристиками, то распределение нагрузки на всех конденсаторах будет равномерное.
Соответственно, рассчитав относительно износ за год одного конденсатора, мы рассчитаем износ всей УПК.
Ток конденсатора на i интервале определяется по формуле:
Ii= Кi* Iн = 0,7*121,2 = 84 (А)
где 
- номинальный ток конденсатора,
Конденсаторы УПК при изменяющейся тяговой нагрузки работает в нестационарном тепловом режиме.
Выделяемое в конденсаторе тепло частично расходуется на повышение внутренней температуры конденсатора, а частично рассеивается окружающую среду.
Определим мощность тепловыделения в конденсаторе на i варианте по формуле:
Pk1 = 
* Хс*tgδ= 842*5,45*0,003=115 Вт
где 
- емкостное сопротивление конденсатора; 
5,45 Ом;
- тангенс диэлектрических потерь; 
.
Установившееся превышение температуры над температурой охлаждающей среды в конце интервала находим по формуле:
где 
- тепловое сопротивление конденсатора; 
Vk2=Pk1*RТ=115*0,45=51⁰
|
|
|
Определим установившуюся температуру внутри конденсатора в конце интервала по формуле:
,
где 
; t=1ч
Øk2=Øохв+Vk2+(Vk1- Vk2)*ℓ-1/3= 0+51+(95-51)* ℓ-1/3 = 82⁰С
Линейное изменение температуры на i интервале рассчитаем по формуле:
Øi= 
⁰С
Определим относительную степень старения диэлектрика:
F1= (K1* 
)7,7 = (0,7* 
)7,7 = 0.03
где 
– наибольшая допустимая температура диэлектрика, работающего на промышленной частоте; 
Найдем интенсивность износа за определенный интервал времени:
Fизi= F1*∆t= 0.03*1=0.03
Произведем расчеты для остальных интервалов измерений осенне-зимнего периода, а результаты расчетов сведем в таблице.
Определим среднюю интенсивность износа за определенны интервал времени:
входит в пределы при F≤0.5 и при F≥2.
Определим ресурс конденсаторов весенне-летнего периода.
Определим установившееся превышение температуры над температурой охлаждающей среды вначале интервала по формуле:
=95-20=75 
Так как все конденсаторы одного типа, с одинаковыми техническими характеристиками, то распределение нагрузки на всех конденсаторах будет равномерное.
Ток конденсатора на i интервале определяется по формуле:
|
|
|
= 
где - номинальный ток конденсатора,
Конденсаторы УПК при изменяющейся тяговой нагрузки работает в нестационарном тепловом режиме.
Выделяемое в конденсаторе тепло частично расходуется на повышение внутренней температуры конденсатора, а частично рассеивается окружающую среду.
Определим мощность тепловыделения в конденсаторе на i варианте по формуле:
где - емкостное сопротивление конденсатора; 5,45 Ом;
- тангенс диэлектрических потерь; .
Установившееся превышение температуры над температурой охлаждающей среды в конце интервала находим по формуле:
где - тепловое сопротивление конденсатора;
Определим установившуюся температуру внутри конденсатора в конце интервала по формуле:
= 
где ; t=1ч
Линейное изменение температуры на i интервале рассчитаем по формуле:
Определим относительную степень старения диэлектрика:
где – наибольшая допустимая температура диэлектрика, работающего на промышленной частоте;
Найдем интенсивность износа за определенный интервал времени:
Произведем расчеты для остальных интервалов измерений весенне-летнего периода, а результаты расчетов сведем в таблице.
Определим среднюю интенсивность износа за определенны интервал времени:
входит в пределы при F≤0.5 и при F≥2.
Составим структурную схему аппаратуры для контроля износа конденсатора.
| 5 |
| 11 |
| 122 |
| 13 |
| 14 |
| 15 |
| 16 |
| 10 |
| 9 |
| 6 |
| 7 |
| 8 |
| 3 |
| 4 |
Структурная схема контроля износа конденсаторов.
Устройство состоит из подключенного к конденсаторной батареи 1 установки продольной емкостной компенсации (УПК), трансформатора – датчика напряжения, соединенного с реле напряжения 3, к которому подключен исполнительный орган 4. Датчик температуры окружающей среды 5 с коммутатором 6, соединенным с датчиком напряжения 2. К коммутатору также подключены формирователь импульсов управления 7 и таймер периодического запуска 8. Выход коммутатора подключен к аналого-цифровому преобразователю 9, решающий блок 10, состоящего из блока памяти 11, вычислительного блока 12, блока умножения 13, блока возведения в степень 14, блока интегрирования 15, блока регистрации износа конденсаторов 16, соединенным с исполнительным органом 4. Устройство работает следующим образом: к конденсаторной батареи 1 УПК подключен трансформатор напряжения 2, связанный с реле напряжения 3, которое с выдержкой времени выдает сигнал исполнительному органу 4 на отключение конденсаторной батареи. Согласно модели износа, устройство дополнительно снабжено датчиком температуры окружающей среды 5. Таймер 8 осуществляет периодический, с заданной выдержкой времени, запуск устройства. С помощью формирователя импульсов управления 7, коммутатор 6 производит поочередный опрос датчиков напряжения 2 и температуры окружающей среду 5. Преобразованные в цифровой код с помощью аналого-цифрового преобразователя 9 сигналы датчиков поступают в блок памяти 11 решающего устройства 10. В вычислительном блоке 12 определяется температура диэлектрика конденсатора, блок произведения 13 осуществляет умножение температуры конденсатора на напряжение, а в блоке возведения в степень 14 определяется значение износа конденсатора в текущий момент как степень 14 указанного произведения. В блоке интегрирования 15 происходит накопление знаний износа конденсатора. Эти данные поступают на регистрирующее устройство 16, которое в случае отклонения существующего износа от нормального дает команду на отключение (или переключение) конденсаторной батареи.
Задача №3.
Расчет бальной системы оценки состояния контактной сети.
Требуется:
1. Для заданного участка контактной сети составить таблицу отступлений параметров контактной сети от нормативов с указанием количества штрафных баллов.
2. Рассчитать количество штрафных балов на 1 км проверенного участка и дать оценку состояния контактной сети по действующим нормативам.
Исходные данные:
| Номер опоры | Зигзаг | Вынос | Высота | Номер опоры | Зигзаг | Вынос | Высота |
| 1 | +300 | 5900 | 45 | +300* | 100 | 5900 | |
| 3 | -300 | 5800 | 47 | +400 | -100 | 6000 | |
| 5 | +400 | 5700 | 49 | +200 | 6100 | ||
| 7 | -200 | 5800 | 51 | -400 | -200 | 6200 | |
| 9 | -100 | 5900 | 53 | +200 | -200 | 6200 | |
| 11 | +300 | 6000 | 55 | +300 | -100 | 6500 | |
| 13 | 0 | 6300 | 57 | +400 | -100 | 6400 | |
| 15 | -300 | 6200 | 59 | +100 | -100 | 6400 | |
| 17 | +300 | 6000 | 61 | -300 | 6300 | ||
| 19 | -300 | 5900 | 63 | +300 | 6300 | ||
| 21 | +400 | 6000*** | 65 | -300 | 6200 | ||
| 23 | -300 | 6300 | 67 | +300 | 6200 | ||
| 25 | +300 | 6300 | 69 | -300 | 6100 | ||
| 27 | -300 | 6300 | 71 | +350 | 6300 | ||
| 29 | +280 | 6300 | 73 | -250 | 6400 | ||
| 31 | -350 | 6300 | 75 | +300 | 6200 | ||
| 33 | +300 | 6100 | 77 | -250 | 6700 | ||
| 35 | -300 | 5900 | 79 | +300 | 6300 | ||
| 37 | +250 | 5800 | 1 | -300 | 5800 | ||
| 39 | -100 | 5800 | 3 | +200 | 5800 | ||
| 41 | +300 | 5700 | 5 | -300 | 5800 | ||
| 43 | -300 | 5800 | 7 | +300 | 6000 | ||
| 9 | -280 | 6200 |
Примечание:
*- Граница кривой.
** - Высота указана только в точках фиксации контактного провода.
*** - Место искусственного сооружения.
Решение.
Принимается, что фактические нормативы параметров контактной сети соответствуют следующим значениям:
Загзаг на прямом участке пути-300 мм, на кривом-400мм;
Вынос в середине пролета на кривой -200 мм.
Принимаемдлинупролетовмежду опорами контактной сети – 60 м, максимальный уклон 0,004, а максимальная и минимальнаявысота контактного провода – соответственно 6800 и 5750 мм.
Определяем длину пути – L=2400м
Состояниеконтактной сети по району считаетсяотличным, если число баллов на 1 км не превышает 50, хорошим – от 51 до 100, удовлетвори-тельным – от 101 до 150 и неудовлетворительным, когда число балловпревышает 150.
Сравниваяфактическиеданныеизмерения с нормативами заполняемтаблицуи рассчитываемсреднююбалльность на заданномучастке в 2700 м.
| Номер опоры | Отклонения от нормативов, мм | Количество штрафных баллов | ||
| Зигзага | Выноса | Высоты | ||
| 1 | +400 | 50 | 150 | |
| 23 | +400 | 100 | ||
| 25 | +400 | 50 | ||
| 27 | +400 | 50 | 50 | |
| 47 | +350 | 100 | ||
| 51 | +350 | 100 | ||
| 53 | -350 | 100 | ||
| 67 | +350 | 50 | ||
| 71 | +320 | 50 | ||
| 75 | +320 | 50 |
Итого: 650
Средний расчётный балл на данном участке контактной сети:
Вывод:
Состояниеконтактнойсети на данном участке пути отличное, т.к. число штрафных баллов не превышает 50.
Дата добавления: 2018-06-27; просмотров: 1037; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!