Автор работы: Пользователь скрыл имя, 29 Мая 2015 в 17:39, курсовая работа
Целью курсового проекта является получение навыка использования современного программного обеспечения для решения задач по расчету системы тягового электроснабжения.
В проекте необходимо:
- выполнить тяговый расчет для заданного участка в обоих направлениях для всех типов поездов;
- произвести расчет системы электроснабжения в нормальном режиме с определением мощности тяговых подстанций для среднесуточной нагрузки, интенсивного часа движения поездов и проверкой сечения тяговой сети по нагреву и допустимому напряжению на токоприемнике;
Рисунок 4 – распределение тока первого поезда
Таблица 6 – пример расчета для первого поезда
нечет |
t0 |
РАСЧЕТ ТОКОВ ФИДЕРОВ ОТ ОДНОГО ПОЕЗДА |
Расчет потерь напряжения и мощности | |||||||||||||||||
ИСТИНА |
0 | |||||||||||||||||||
N_1 |
||||||||||||||||||||
t |
t1 |
S |
V |
I |
Lc |
Lэ |
IL |
IR |
I1 |
I2 |
I3 |
I4 |
I5 |
I6 |
SI |
IS |
DU |
DP |
P | |
0 |
0 |
0 |
60 |
1800 |
4,15 |
26,2 |
974,0 |
826,0 |
974,0 |
171,4 |
155,8 |
171,4 |
155,8 |
171,4 |
0,0 |
974,0 |
116,9 |
210,4 |
6269,6 | |
1 |
1 |
1 |
60 |
1800 |
4,15 |
26,2 |
905,2 |
894,8 |
905,2 |
185,7 |
168,8 |
185,7 |
168,8 |
185,7 |
0,0 |
968,7 |
145,3 |
261,5 |
6218,5 | |
2 |
2 |
2 |
60 |
1800 |
4,15 |
26,2 |
836,4 |
963,6 |
836,4 |
200,0 |
181,8 |
200,0 |
181,8 |
200,0 |
0,0 |
903,8 |
162,7 |
292,8 |
6187,2 | |
3 |
3 |
3 |
60 |
1800 |
4,15 |
26,2 |
767,5 |
1032,5 |
767,5 |
214,3 |
194,8 |
214,3 |
194,8 |
214,3 |
0,0 |
839,0 |
176,2 |
317,1 |
6162,9 | |
4 |
4 |
4 |
60 |
2000 |
4,15 |
26,2 |
776,3 |
1223,7 |
776,3 |
254,0 |
230,9 |
254,0 |
230,9 |
254,0 |
0,0 |
776,3 |
186,3 |
372,6 |
6827,4 | |
5 |
5 |
5 |
60 |
2000 |
4,15 |
26,2 |
699,9 |
1300,1 |
699,9 |
269,8 |
245,3 |
269,8 |
245,3 |
269,8 |
0,0 |
699,9 |
189,0 |
377,9 |
6822,1 | |
6 |
6 |
6 |
60 |
2000 |
4,15 |
26,2 |
623,4 |
1376,6 |
623,4 |
285,7 |
259,7 |
285,7 |
259,7 |
285,7 |
0,0 |
1017,3 |
305,2 |
610,4 |
6589,6 | |
7 |
7 |
7 |
60 |
2000 |
4,15 |
26,2 |
546,9 |
1453,1 |
546,9 |
301,6 |
274,2 |
301,6 |
274,2 |
301,6 |
0,0 |
1017,3 |
335,7 |
671,4 |
6528,6 | |
8 |
8 |
8 |
60 |
2000 |
4,15 |
26,2 |
470,4 |
1529,6 |
470,4 |
317,5 |
288,6 |
317,5 |
288,6 |
317,5 |
0,0 |
1017,3 |
366,2 |
732,5 |
6467,5 | |
9 |
9 |
9 |
60 |
2000 |
4,15 |
26,2 |
393,9 |
1606,1 |
393,9 |
333,3 |
303,0 |
333,3 |
303,0 |
333,3 |
0,0 |
1017,3 |
396,8 |
793,5 |
6406,5 | |
10 |
10 |
10 |
60 |
0 |
4,15 |
26,2 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
269,8 |
113,3 |
0,0 |
0,0 | |
11 |
11 |
11 |
60 |
0 |
4,23 |
24,2 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
254,0 |
68,6 |
0,0 |
0,0 | |
12 |
12 |
12 |
30 |
500 |
4,23 |
24,2 |
371,4 |
128,6 |
71,4 |
128,6 |
71,4 |
78,6 |
71,4 |
78,6 |
0,0 |
285,7 |
68,6 |
34,3 |
1765,7 | |
13 |
13 |
12,5 |
30 |
500 |
4,23 |
24,2 |
361,1 |
138,9 |
69,4 |
138,9 |
69,4 |
76,4 |
69,4 |
76,4 |
0,0 |
269,4 |
60,6 |
30,3 |
1769,7 | |
14 |
14 |
13 |
30 |
500 |
4,23 |
24,2 |
350,8 |
149,2 |
67,5 |
149,2 |
67,5 |
74,2 |
67,5 |
74,2 |
0,0 |
253,2 |
53,2 |
26,6 |
1773,4 | |
15 |
15 |
13,5 |
30 |
500 |
4,23 |
24,2 |
340,5 |
159,5 |
65,5 |
159,5 |
65,5 |
72,0 |
65,5 |
72,0 |
0,0 |
236,9 |
46,2 |
23,1 |
1776,9 | |
16 |
16 |
14 |
30 |
500 |
4,23 |
24,2 |
330,2 |
169,8 |
63,5 |
169,8 |
63,5 |
69,8 |
63,5 |
69,8 |
0,0 |
63,5 |
11,4 |
5,7 |
1794,3 | |
17 |
17 |
14,5 |
30 |
500 |
4,23 |
24,231 |
319,84 |
180,2 |
61,508 |
180,2 |
61,5 |
67,659 |
61,508 |
67,659 |
0 |
61,5 |
10,1 |
5,1 |
1794,9 | |
18 |
18 |
15 |
30 |
0 |
4,23 |
24,231 |
0 |
0,0 |
0 |
0,0 |
0,0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 | |
Расчет потерь напряжения и мощности
Падение напряжение до поезда определяется из предположения нахождения на каждом пути зон подстанция - пост секционирования одновременно не более одного поезда. В случае нахождения поезда на участке подстанция А-пост секционирования падение напряжения для поезда N_1 в сечении i, определится по формуле Ui=I1i*(R0*(S-SA)+RA). Где I1i - суммарный ток первого фидера подстанции А с учетом токов всех поездов, находящихся в рассматриваемом сечении i. Потери мощности для одного поезда с током Ii в сечении i можно оценить по значению его тока ∆Pi=Ui*Ii. Мощность, потребляемая поездом, рассчитывается по формуле Pi=(UA0-Ui)*Ii . Значения суммарного тока фидера подстанции считывается с листа Сумма_поездов, а сам расчет производится на листах с именами Поезд_1, Поезд_2,. По значениям мощностей и потерь мощностей в тяговой сети вычисляется коэффициент полезного действия тяговой сети. КПД=Pi/(Pi+∆Pi).
В таблице 7 приведены суммарные токи при движении всех 6 поездов, а на рисунке 5 приведен суммарный график.
Таблица 7 – расчет токов фидеров от суммарной нагрузки
t |
IS1 |
IS2 |
IS3 |
IS4 |
IS5 |
IS6 |
сумма |
DP |
P |
h |
0,0 |
974,0 |
171,4 |
155,8 |
171,4 |
155,8 |
171,4 |
0,0 |
210,4 |
6269,6 |
96,8 |
1,0 |
968,7 |
249,2 |
338,7 |
255,6 |
232,3 |
255,6 |
0,0 |
292,0 |
7988,0 |
96,5 |
2,0 |
903,8 |
267,5 |
331,0 |
274,2 |
249,3 |
274,2 |
0,0 |
327,6 |
7952,4 |
96,0 |
3,0 |
839,0 |
285,7 |
323,4 |
292,9 |
266,2 |
292,9 |
0,0 |
355,9 |
7924,1 |
95,7 |
4,0 |
776,3 |
254,0 |
230,9 |
254,0 |
230,9 |
254,0 |
0,0 |
372,6 |
6827,4 |
94,8 |
5,0 |
699,9 |
269,8 |
245,3 |
269,8 |
245,3 |
269,8 |
0,0 |
377,9 |
6822,1 |
94,8 |
6,0 |
1017,3 |
588,7 |
593,1 |
619,0 |
562,8 |
619,0 |
0,0 |
1403,9 |
12996,1 |
90,3 |
7,0 |
1017,3 |
590,2 |
591,6 |
619,0 |
562,8 |
619,0 |
0,0 |
1403,9 |
12996,1 |
90,3 |
8,0 |
1017,3 |
591,6 |
590,2 |
619,0 |
562,8 |
619,0 |
0,0 |
1403,9 |
12996,1 |
90,3 |
9,0 |
1017,3 |
593,1 |
588,7 |
619,0 |
562,8 |
619,0 |
0,0 |
1403,9 |
12996,1 |
90,3 |
10,0 |
699,9 |
245,3 |
269,8 |
269,8 |
245,3 |
269,8 |
0,0 |
377,9 |
6822,1 |
94,8 |
11,0 |
776,3 |
230,9 |
254,0 |
254,0 |
230,9 |
254,0 |
0,0 |
372,6 |
6827,4 |
94,8 |
12,0 |
839,0 |
323,4 |
285,7 |
292,9 |
266,2 |
292,9 |
0,0 |
351,4 |
7928,6 |
95,8 |
13,0 |
905,8 |
320,7 |
269,4 |
276,4 |
251,3 |
276,4 |
0,0 |
323,8 |
7956,2 |
96,1 |
14,0 |
972,7 |
318,0 |
253,2 |
259,9 |
236,3 |
259,9 |
0,0 |
289,2 |
7990,8 |
96,5 |
15,0 |
1039,5 |
315,4 |
236,9 |
243,5 |
221,3 |
243,5 |
0,0 |
247,6 |
8032,4 |
97,0 |
16,0 |
63,5 |
169,8 |
63,5 |
69,8 |
63,5 |
69,8 |
0,0 |
5,7 |
1794,3 |
99,7 |
17,0 |
61,5 |
180,2 |
61,5 |
67,7 |
61,5 |
67,7 |
0,0 |
5,1 |
1794,9 |
99,7 |
18,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
|
19,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
|
20,0 |
974,0 |
171,4 |
155,8 |
171,4 |
155,8 |
171,4 |
0,0 |
210,4 |
6269,6 |
96,8 |
21,0 |
968,7 |
249,2 |
338,7 |
255,6 |
232,3 |
255,6 |
0,0 |
292,0 |
7988,0 |
96,5 |
22,0 |
903,8 |
267,5 |
331,0 |
274,2 |
249,3 |
274,2 |
0,0 |
327,6 |
7952,4 |
96,0 |
23,0 |
839,0 |
285,7 |
323,4 |
292,9 |
266,2 |
292,9 |
0,0 |
355,9 |
7924,1 |
95,7 |
24,0 |
776,3 |
254,0 |
230,9 |
254,0 |
230,9 |
254,0 |
0,0 |
372,6 |
6827,4 |
94,8 |
25,0 |
699,9 |
269,8 |
245,3 |
269,8 |
245,3 |
269,8 |
0,0 |
377,9 |
6822,1 |
94,8 |
26,0 |
1017,3 |
588,7 |
593,1 |
619,0 |
562,8 |
619,0 |
0,0 |
1403,9 |
12996,1 |
90,3 |
27,0 |
1017,3 |
590,2 |
591,6 |
619,0 |
562,8 |
619,0 |
0,0 |
1403,9 |
12996,1 |
90,3 |
28,0 |
1017,3 |
591,6 |
590,2 |
619,0 |
562,8 |
619,0 |
0,0 |
1403,9 |
12996,1 |
90,3 |
29,0 |
1017,3 |
593,1 |
588,7 |
619,0 |
562,8 |
619,0 |
0,0 |
1403,9 |
12996,1 |
90,3 |
30,0 |
699,9 |
245,3 |
269,8 |
269,8 |
245,3 |
269,8 |
0,0 |
377,9 |
6822,1 |
94,8 |
31,0 |
776,3 |
230,9 |
254,0 |
254,0 |
230,9 |
254,0 |
0,0 |
372,6 |
6827,4 |
94,8 |
32,0 |
839,0 |
323,4 |
285,7 |
292,9 |
266,2 |
292,9 |
0,0 |
351,4 |
7928,6 |
95,8 |
33,0 |
905,8 |
320,7 |
269,4 |
276,4 |
251,3 |
276,4 |
0,0 |
323,8 |
7956,2 |
96,1 |
34,0 |
972,7 |
318,0 |
253,2 |
259,9 |
236,3 |
259,9 |
0,0 |
289,2 |
7990,8 |
96,5 |
35,0 |
1039,5 |
315,4 |
236,9 |
243,5 |
221,3 |
243,5 |
0,0 |
247,6 |
8032,4 |
97,0 |
36,0 |
63,5 |
169,8 |
63,5 |
69,8 |
63,5 |
69,8 |
0,0 |
5,7 |
1794,3 |
99,7 |
37,0 |
61,5 |
180,2 |
61,5 |
67,7 |
61,5 |
67,7 |
0,0 |
5,1 |
1794,9 |
99,7 |
38,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
|
39,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
|
40,0 |
974,0 |
171,4 |
155,8 |
171,4 |
155,8 |
171,4 |
0,0 |
210,4 |
6269,6 |
96,8 |
41,0 |
968,7 |
355,6 |
232,3 |
255,6 |
232,3 |
255,6 |
0,0 |
282,5 |
7997,5 |
96,6 |
42,0 |
903,8 |
349,2 |
249,3 |
274,2 |
249,3 |
274,2 |
0,0 |
319,0 |
7961,0 |
96,1 |
43,0 |
839,0 |
342,9 |
266,2 |
292,9 |
266,2 |
292,9 |
0,0 |
349,1 |
7930,9 |
95,8 |
44,0 |
776,3 |
254,0 |
230,9 |
254,0 |
230,9 |
254,0 |
0,0 |
372,6 |
6827,4 |
94,8 |
45,0 |
699,9 |
269,8 |
245,3 |
269,8 |
245,3 |
269,8 |
0,0 |
377,9 |
6822,1 |
94,8 |
46,0 |
1017,3 |
619,0 |
562,8 |
619,0 |
562,8 |
619,0 |
0,0 |
1403,9 |
12996,1 |
90,3 |
47,0 |
1017,3 |
619,0 |
562,8 |
619,0 |
562,8 |
619,0 |
0,0 |
1403,9 |
12996,1 |
90,3 |
48,0 |
1017,3 |
619,0 |
562,8 |
619,0 |
562,8 |
619,0 |
0,0 |
1403,9 |
12996,1 |
90,3 |
49,0 |
1017,3 |
619,0 |
562,8 |
619,0 |
562,8 |
619,0 |
0,0 |
1403,9 |
12996,1 |
90,3 |
50,0 |
699,9 |
269,8 |
245,3 |
269,8 |
245,3 |
269,8 |
0,0 |
377,9 |
6822,1 |
94,8 |
51,0 |
776,3 |
254,0 |
230,9 |
254,0 |
230,9 |
254,0 |
0,0 |
372,6 |
6827,4 |
94,8 |
52,0 |
839,0 |
342,9 |
266,2 |
292,9 |
266,2 |
292,9 |
0,0 |
349,1 |
7930,9 |
95,8 |
53,0 |
905,8 |
338,9 |
251,3 |
276,4 |
251,3 |
276,4 |
0,0 |
321,7 |
7958,3 |
96,1 |
54,0 |
972,7 |
334,9 |
236,3 |
259,9 |
236,3 |
259,9 |
0,0 |
287,4 |
7992,6 |
96,5 |
55,0 |
1039,5 |
331,0 |
221,3 |
243,5 |
221,3 |
243,5 |
0,0 |
246,1 |
8033,9 |
97,0 |
56,0 |
63,5 |
169,8 |
63,5 |
69,8 |
63,5 |
69,8 |
0,0 |
5,7 |
1794,3 |
99,7 |
57,0 |
61,5 |
180,2 |
61,5 |
67,7 |
61,5 |
67,7 |
0,0 |
5,1 |
1794,9 |
99,7 |
Рисунок 5 – график движения поездов и токи фидеров
ВЫВОД
В данной части курсового проекта были получены навыки использования современного программного обеспечения для решения задач по расчёту системы тягового электроснабжения. Расчёт выполнялся в программе EXCEL. Результаты расчёта представлены на листах программы, для всех 6 поездов. В итоге были получены графики токов фидеров и графиков движения поезда.
Началом работы с данным пакетом является создание участка, т.е. ввод данных, необходимых для расчета:
Рисунок 6 – раздельные пункты
На графике показан продольный профиль движения поездов, с учетом особенностей заданного участка (скорости движения).
Рисунок 7 – продольный профиль движения нечетного поезда, с учетом особенностей заданного участка (скорости движения)
Схема участка 3 кВ
Участок состоит из 2 тяговых подстанций, одного поста секционирования на 10 км. Контактную подвеску выбирали таким образом, чтобы ее сопротивление соответствовало исходным данным. На обеих подстанциях установлены одинаковые трансформаторы:
Понижающий – ТДТГН-16000/110
Преобразовательный – ТДП-12500/10Ж-У1
В итоге получаем схему, представленную на рисунке 9.
График движения поездов
Рисунок 10 – график движения поездов
Расчеты рабочих режимов и пропускной способности системы 3 кВ
Расчет осуществляется по графику движения поездов. Задаем интервал времени от 0 до 60 минут и получаем следующее.
Таблица 8 - основные характеристики рабочего режима участка ТП А – ТП Б
Время расчета, мин: начало |
0 |
продолжительность 60 шаг 0,25 |
Температура воздуха, °C |
40 |
|
Использованы графики движения |
путей |
1-го, 2-го |
Расход энергии, кВт·ч: на тягу |
5743 |
потери в тяговой сети 204 (3,5%) |
рекуперация |
0 |
|
Ограничивающий ток выпрям., А |
1738 |
ЭЧЭ ТП А |
Огр. коэфф. нагрузки: выпрям. |
0,28 |
(доп. 1,5 2 мин) |
преобразовательный тр-р |
0,18 |
(доп. 1,0 30 мин) ЭЧЭ ТП А |
понижающий тр-р |
0,18 |
(доп. 1,5 10 мин) ЭЧЭ ТП А |
Напряжения, В: минимальное
|
3181 |
1-й путь зоны ТП А – ТП Б поезд № 1 на km 4,88 в 4,75 мин |
среднее 1-мин
|
3190 |
1-й путь зоны ТП А – ТП Б поезд № 1 на km 5,12 |
Огр. темпер., °C: в конт. сети |
48 |
(доп. 90° 20 мин) Ф5 ЭЧЭ ТП А |
в отсасывающей линии |
46 |
(доп. 90° 20 мин) ЭЧЭ ТП А |
Таблица 9 - нагрузки тяговых подстанций
Наименование подстанции |
0,25мин Ток, А |
2 |
15 |
30 |
средн. |
Uш.ср, В |
Расход, приём |
кВт·ч возврат |
ТП А |
1800 |
738 |
207 |
138 |
930 |
3488 |
3193 |
- |
ТП Б |
1481 |
455 |
923 |
892 |
743 |
3489 |
2550 |
- |
Таблица 10 - минимальные напряжения на токоприёмниках локомотивов
Межподстанционная зона |
Путь |
Uэ, В миним. |
1-мин |
Поезд №, на km |
ТП А |
1-й |
3181 |
3190 |
№ 1, 5,12 |
ТП Б |
2-й |
3256 |
3256 |
№ 2, 6,38 |
|
3-й |
– |
– |
– |
Таблица 11 - расход и потери электроэнергии, кВт·ч
Наименования энергосистем |
Приём |
Возврат |
Потери в трансформаторах | |
Подстанции |
нагруз. |
х. х. | ||
— |
5743 |
– |
||
ТП А |
3193 |
– |
8 |
96 |
ТП Б |
2550 |
– |
5 |
96 |
Всего по участку |
5743 |
– |
14 |
192 |
Вывод: в данной части курсового проекта были получены навыки использования современного программного обеспечения для решения задач по расчёту системы тягового электроснабжения. Расчёт выполнялся в программе КОРТЭС. Результаты расчёта представлены на листах программы, для всех 6 поездов. В итоге были получены токи потребления поездов, скорости движения, выполнен расчет пропускной способности.
Таблица 12 – сравнение результатов расчета Excel и КОРТЭС
Excel |
КОРТЭС |
Нагрузка тяговой подстанции ТП А, А | |
1800 |
1800 |
Минимальное напряжение на токоприемниках локомотивов, В | |
3111 (3300-189) Поезд №1 на 5 км в 5 минут |
3181 Поезд №1 на 4,88 в 4,75 минут |
Расход энергии на тягу, кВт*ч | |
6269,6 |
5743 |
Потери энергии в тяговой сети, кВт*ч | |
210,4 |
204 |
Как видно, результаты расчетов имеют незначительные расхождения. Объясняется это тем, что при расчете в КОРТЕС принимались различного рода допущения. Выбиралась подвеска с сопротивлением тяговой сети, соответствующим исходным данным. Также были подобраны соответствующие сопротивления тяговых подстанций.
В результате выполнения курсового проекта были получены навыки работы в таких программах, как EXCEL, КОРТЭС.
В проекте были определены мгновенные токи фидеров подстанций, средние и эффективные значения этих токов, а также потери мощности и напряжения при движении по 3-х путному участку пакета однотипных поездов.
Информация о работе Расчет системы тягового электроснабжения