Расчет системы тягового электроснабжения

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 29 Мая 2015 в 17:39, курсовая работа

Описание работы

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;

Файлы: 1 файл

пояснительная записка.docx

— 533.48 Кб (Скачать файл)

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

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.

 

2 КОРТЭС

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.

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

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.

Библиографический список

  1. Методические указания к курсовому проекту по дисциплине «Алгоритмизация и САПР». Расчет системы тягового электроснабжения А.И. Бурьяноватый, В.Г. Жемчугов, О.А. Степанская. Санкт-Петербург 2004.
  2. Требования к оформлению курсовых и дипломных проектов: учебно-метод. пособие / В.В. Ефимов. – 2-е изд. – СПБ.: Петербургский гос. ун-т путей сообщения, 2012. – 46 с.

 

 

 


Информация о работе Расчет системы тягового электроснабжения