ВВЕДЕНИЕ

РЕФЕРАТ

Пояснительная записка содержит: 38 страниц, 3 таблицы, 2 рисунка, 3 чертежа.

Приведены общие принципы организации электропитания устройств СЦБ и связи на железнодорожном транспорте, даны характеристики основных сис­тем электропитания. Произведен выбор систем электропитания для станцион­ных и перегонных устройств автоматики и телемеханики.

Разработана структурная схема электропитающей установки поста ЭЦ, выполнены расчеты основных элементов ЭПУ, разработана функцио­нальная схема электропитающей установки поста ЭЦ. Рассчитаны и выбраны устройства электропитания автоблокировки и автоматической пере­ездной сигнализации.

Разработаны мероприятия по охране труда при эксплуатации устройств электропитания.

ВВЕДЕНИЕ

Основными источниками электрической энергии, необходимой для рабо­ты любых электротехнических устройств, являются тепловые (ТЭС), гидро (ГЭС) и атомные (АЭС) электростанции объединенные в единую энергетиче­скую систему. Источниками электрической энергии могут являться химические источники тока, термогенераторы, солнечные и атомные батареи и другие уст­ройства. Все источники электроэнергии являются преобразователями различ­ных видов энергии в электрическую.

Для работы различных электротехнических устройств требуется электри­ческая энергия с определенными параметрами (напряжением, частотой, числом фаз) и определенными показателями качества (нестабильностью, амплитудной пульсации напряжения и другими). Источники электрической энергии согла­суются с приемниками различными преобразователями. Преобразователями электрической энергии являются устройства, преобразующие электрическую энергию с одним значением параметра или показателя качества в электриче­скую энергию с другим значением параметра или показателя качества. В зави­симости от назначения преобразователи подразделяются на выпрямители, ин­верторы, преобразователи частоты и числа фаз, стабилизаторы напряжения и тока.

Для уменьшения капитальных затрат и эксплуатационных расходов аппа­ратуру связи на железнодорожном транспорте объединяют и помещают в спе­циально оборудованных помещениях. При организации первичной сети связи оборудование устанавливают в линейно-аппаратных цехах (ЛАЦах), а при ор­ганизации вторичных сетей связи — в помещениях телефонных и телеграфных станций. Все оборудование связи на крупных станциях и железнодорожных уз­лах размещается в отдельных служебно-технических зданиях, выполняемых по типовым проектам, называемых домами связи. Оборудование диспетчерской и электрической централизации также располагают в типовых зданиях постов ДЦ и ЭЦ. Электрическая энергия, необходимая для нормального функционирова­ния аппаратуры автоматики, телемеханики и связи и других устройств в домах связи и постах ЭЦ и ДЦ, обеспечивается электроустановками (ЭУ), которые со­держат:

- устройства электроснабжения, состоящие из линий электропередачи (ЛЭП) и трансформаторных подстанций (ТП), обеспечивающих связь энерго­системой, преобразование и распределение напряжений переменного тока;

- собственные электростанции, осуществляющие резервное электроснаб­жение;

- сети электросилового оборудования и освещения, обеспечивающие элек­троэнергией системы вентиляции, отопления, оборудование мастерских и рабо­чее освещение производственных помещений;

- электропитающие установки (ЭПУ) предназначены для преобразования, регулирования, распределения и обеспечения бесперебойной подачи различных напряжений переменного и постоянного тока, необходимых для нормальной работы устройств автоматики и связи.

Электропитающие установки включают в себя: выпрямительные и преоб­разовательные устройства, аккумуляторные батареи, стабилизаторы напряже­ния и тока, токораспределительные сети (ТРС), а также устройства коммута­ции, защиты и сигнализации. Эти установки должны обеспечивать надежное питание аппаратуры автоматики и связи напряжением необходимой стабильно­сти с допустимой амплитудой пульсации, быть экономичными, обладать доста­точно высокими КПД и коэффициентом мощности, быть максимально автома­тизированными, допускать возможность развития предприятия без замены ос­новного силового оборудования.

Внедрение на транспорте автоматической блокировки, электрической и диспетчерской централизации, автоматических телефонных станций, многока­нальных систем передачи и других устройств требовало применения более со­вершенных источников электропитания. Начинают применять установки с по­лупроводниковыми выпрямителями, используют буферные системы питания. В настоящее время уменьшают число аккумуляторных батарей, повышают роль дистанционного питания, внедряют полностью автоматические электропитающие установки.

Технико-экономические показатели повышаются за счет использования новейших электротехнических материалов, применение интегрально-гибридной технологии; высоковольтных полупроводниковых приборов; повы­шение частоты тока в преобразователях электроэнергии; разработка новых ме­тодов проектирования с использованием возможностей вычислительной техни­ки.

Целью курсового проекта является разработка электропитающей установки; выбор системы электропитания станционных устройств; разработка структурно-функционального состава ЭПУ поста ЭЦ; расчет и выбор элементов ЭПУ поста ЭЦ; разработка схемы фазирования питания станционных рельсовых цепей; разработка организации эксплуатации и безопасного обслуживания устройств электропитания.

1 ЭКСПЛУАТАЦИОННАЯ ЧАСТЬ

1.1 Характеристика технической оснащенности станции

Техническую оснащенность станции составляют: род тяги поездов – переменный ток; условия внешнего электроснабжения поста ЭЦ — электроснабжение осуществляется от двух независимых источников (основной источник питания - ЛЭП, резервный – ЛЭП, ДГА, GB); тип поста ЭЦ - Сз-57; количество стрелок, вклю­ченных в централизацию - 74, переводимых на местное самоуправление - 4; наличие маршрутных указателей: направления – нет , пути отправления - нет; число подходов к станции - 2; тип климатической зоны, в которой находится станция – влажная, подверженная снежным заносам; тип устройств автома­тики, которыми оборудована заданная станция - БМРЦ; тип рельсовых цепей - фазочувствительные 25 Гц с путевыми реле типа ДСШ, кодируемые по главным и безостановочного пропуска путям токами АЛС частотой 25Гц; тип стрелочных электроприводов на станции - СП-6 с электродвигате­лями типа МСТ-0,25;

1.2 Выбор системы электропитания станционных устройств.

Структурно-функциональный состав ЭПУ поста ЭЦ

Все устройства автоматики, телемеханики и связи и входящие в их ком­плекс другие потребители энергии (электроприемники) по надежности функ­ционирования и требованиям к электроснабжению подразделяются на три кате­гории.

К I категории относятся потребители, нарушение электроснабжения ко­торых может привести к возникновению аварийной ситуации или нарушить выполнение технологического процесса. Такими потребителями являются уст­ройства ЭЦ стрелок и сигналов на промежуточных станциях (с числом стрелок до 30), устройства АБ и АПС, устройства связи, поездной и станционной ра­диосвязи, сети гарантированного освещения, вентиляция и освещение аккуму­ляторных помещений и др.

Ряд устройств выделен в особую группу I категории: посты ЭЦ станций с числом стрелок более 30, дома связи, центральные посты ДЦ, радиорелейные станции, приемные и передающие центры KB радиосвязи.

К потребителям электроэнергии II категории относятся: устройства стан­ционной блокировки на малодеятельных линиях, пункты списывания вагонов на сортировочных станциях, аппаратура громкоговорящей связи (оповещения), аппаратура передачи данных.

К потребителям электроэнергии III категории относятся: освещение необ­служиваемых усилительных пунктов, сети общего освещения всех служебно-технических зданий, контрольно-испытательные пункты, электрооборудование мастерских, гаражей и других административных зданий.

К приемникам I категории электроэнергия должна подаваться от двух не­зависимых источников. Перерыв в электроснабжении может быть допущен только на время автоматического ввода резервного питания (АВР) - не более 1,3 с.

К приемникам особой группы I категории электроэнергия должна подво­диться от трех независимых источников. Для некоторых потребителей (релей­ные схемы ЭЦ, электронные АТС и др.) перерыв в питании недопустим.

Электропитание приемников II категории должно осуществляться от двух независимых источников. Перерывы в питании допустимы только на время включения резервного источника или на время устранения повреждений.

Электропитание приемников III категории может осуществляться от од­ного источника, если перерывы в питании не превышают одних суток.

Электроснабжение потребителей I и II категорий должно осуществляться от подстанций или ЛЭП, входящих в централизованную энергосистему. ЛЭП разбиваются на отдельные участки - плечи питания длиной не более 50 км, ко­торые обеспечиваются двусторонней подачей электроэнергии. Для резервиро­вания электроснабжения устройств СЦБ и связи в качестве местных электро­станций применяют автоматизированные дизель-генераторные установки (АД-ГА).

Для питания устройств ЭЦ на промежуточных станциях может быть при­менена батарейная система электропитания. В этом случае электроснабжение осуществляется от одного внешнего источника питания. В качестве второго ис­точника служит устанавливаемый на посту ЭЦ ДГА. А в качестве третьего ис­точника - аккумуляторная батарея напряжением 24 В, емкость которой увели­чивается и рассчитывается на резервное питание стрелочных электроприводов, контрольных цепей стрелок, ламп пригласительных огней станционных свето­форов через полупроводниковые (тиристорные) преобразователи. При числе стрелок 15 применяются две аккумуляторные батареи напряжением по 24 В ка­ждая, причем одна из них используется как контрольная.

Устройства ЭЦ крупных станций (с числом стрелок более 30) относятся к потребителям особой группы 1 категории, поэтому они должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых источников питания и от местной элек­тростанции (АДГ А) с автозапуском при выключении обоих внешних источни­ков. В этом случае используется безбатарейная система электропитания, при которой питание основных объектов ЭЦ (светофоров, стрелок, рельсовых це­пей) осуществляется только переменным током 220 В непосредственно от сети или через выпрямители (преобразователи частоты). Для исключения кратко­временных перерывов в работе устройств ЭЦ используется контрольная бата­рея напряжением 24 В.

Емкость контрольной батареи должна обеспечивать питание реле и ава­рийного освещения в течении 2 часов и резервное питание ламп красных огней входных светофоров в течение 12 часов. В настоящее время для резервирования питания ламп красных и пригласительных огней входных светофоров контрольная батарея не используется, а резервирование осуществляется от аккуму­ляторных батарей, устанавливаемых у входных светофоров.

При безбатарейной системе электропитания устройств ЭЦ в настоящее время используются щитовые электропитающие установки (ЭПУ), устанавли­ваемые на посту ЭЦ и комплектуемые типовыми панелями питания. Применя­ются панели серии ЭЦК следующих типов: ПВ-ЭЦК - вводная; ПР-ЭЦК - рас­пределительная; ПВП-ЭЦК - выпрямительно-преобразовательная; ПСТ-ЭЦК - стрелочная; ПП25-ЭЦК - преобразовательная рельсовых цепей.

Вводная панель ПВ-ЭЦК предназначена для ввода, контроля и начально­го распределения питания 380/220 В по основным видам нагрузок: устройствам СЦБ, связи, маневровым постам, гарантированному и негарантированному ос­вещению и силовой нагрузке. Вводная панель обеспечивает:: подключение двух фидеров от внешних источников и одного фидера от резервной электростан­ции; автоматическое переключение нагрузки с одного фидера на другой при исчезновении напряжения или снижение его ниже допустимого; автоматиче­ский запуск резервного ДГА при нарушении питания основных источников; оптическую и акустическую сигнализацию отсутствия напряжения в фидерах и перегорания предохранителей; подсчет числа отключений фидеров.

Распределительная панель ПР-ЭЦК служит распределения питания пере­менного тока по отдельным нагрузкам ЭЦ, изолирования нагрузок от заземлен­ной сети переменного тока, а также переключения светофоров, маршрутных указателей и табло на различные режимы питания.

Выпрямительно-преобразовательная панель ПВП-ЭЦК служит для вы­прямления трехфазного переменного тока в постоянный ток, автоматического заряда и содержания в буферном режиме аккумуляторной батареи 24 В, преоб­разования постоянного тока батареи в переменный ток с частотой 50 Гц и на­пряжением 220 В при отключении внешних сетей для гарантированного пита­ния определенных нагрузок ЭЦ по переменному току, а также для питания ап­паратуры постоянного тока напряжением 24 и 220В.

Стрелочная панель ПСТ-ЭЦК предназначена для питания рабочих цепей стрелочных электроприводов трехфазным переменным током, а также электро­обогрева контактов автопереключателей стрелочных электроприводов. Стре­лочные панели выпускаются четырех модификаций: панели типа ПСТН-ЭЦК1 не рассчитаны на электрообогрев стрелочных электроприводов и применяются в районах с сухим климатом; панели типа ПСТН-ЭЦК2, ПСТН-ЭЦКЗ обеспе­чивают электрообогрев стрелочных электроприводов и рассчитаны на мощ­ность цепей обогрева соответственно 4,5 и 9 кВА; панели типа ПСТР-ЭЦК вы­полнены с учетом резервирования электропитания цепей перевода стрелок от аккумуляторной батареи через преобразователь и применяются при батарейной системе питания.

Преобразовательная панель ПП25-ЭЦК предназначена для питания фазо-чувствительных рельсовых цепей с путевыми реле типа ДСШ переменным то­ком частотой 25 Гц. Панель работает от сети однофазного переменного тока 220 В и обеспечивает: преобразование переменного тока 50 Гц в переменный ток 25 Гц, фазировку (сдвиг фаз) преобразователей частоты типа ПЧ50/25, распре­деление питания 25 Гц по цепям местных элементов путевых реле ДСШ и лучам путевых трансформаторов рельсовых цепей, контроль исправной работы фази­рующих устройств, автоматическое или ручное включение лучей питания рель­совых цепей, контроль перегорания предохранителей.

Щит включения питания типа ЩВП-73 устанавливается на посту ЭЦ в целях противопожарной безопасности и предназначен для быстрого и надежно­го одновременного отключения всех источников питания.

Вывод: По заданию - станция относится к особой группе первой категории. Соответственно необходимо использование безбатарейной схемы питания.

2 ТЕХНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Расчет и выбор элементов ЭПУ поста ЭЦ

2.1.1 Расчет преобразователя ППВ-1 (полупроводниковый преобразова-­

тель выпрямитель).

От полупроводникового преобразователя типа ППВ – 1, установленного на панели ПВП – ЭЦК, получают питание в случае отключения всех источников переменного тока нагрузки гарантированного переменного тока приведенные в таблице 1, стр.16. Также в таблице 1 приведены номинальные мощности этих нагрузок и указаны среднесуточные коэффициенты включения К, характеризующие какую часть времени суток включена нагрузка.

В целях повышения КПД преобразователя ППВ – 1 предусмотрена возможность настройки преобразователя на номинальные мощности 0,3; 0,6; и 1,0 кВт. Настройка производится по результатам расчета максимальной мощности нагрузок .

Произведем расчет мак­симальной (пиковой) мощности нагрузки ППВ-1, см.стр16:

; [ВА] (1)

где Р_м - максимальная активная мощность нагрузок ППВ-1;

- максимальная реактивная мощность нагрузок ППВ-1.

ВА.

Исходя из полученного значения, настройка преобразователя произво­дится на номинальную мощность Р_ном =600 Вт.

Определим коэффициент мощности нагрузки:

; (2)

.

Так как cosj_M > 0,9, то допустимая мощность нагрузки может быть выше номинальной и определяется по формуле:

[Вт]; (3)

Вт

Определим коэффициент загрузки преобразователя:

; (4)

где Р_Н - суммарная активная средняя мощность;

.

Средний коэффициент мощности нагрузок вычислим по формуле:

; (5)

.

Определим КПД преобразователя:

; (6)

где - частное значение КПД с учетом значения соsj_Н, ⁼ 0,83;

= 0,83 (приложение 1, стр.39);

.

С учетом полученных значений определим величину тока преобразовате­ля потребляемого им от аккумуляторной батареи в аварийном режиме:

, [А]; (7)

где U_б - номинальное напряжение аккумуляторной батареи, U_б = 24 В;

А.

Таблица 1- Расчет нагрузок полупроводникового преобразователя-выпрямителя типа ППВ-1

2.1.2 Расчет аккумуляторной батареи 24 В.

Расчет батареи заключается в определении ее емкости и выборе типа аккумуляторов по индексу. При определении емкости аккумуляторов следует исходить из условий эксплуатации батареи в основном и дополнительном режимах резервирования. Основной режим резервирования соответствует питанию в течение 2ч от батареи всех гарантированных нагрузок ЭЦ в аварийных условиях при отключении источников переменного тока, в том числе и ДГА.

Разрядный ток батареи в режиме основного резервирования определим по формуле:

, [А] (8)

где I_a - ток, потребляемый релейной аппаратурой электрической централизации в расчете на одну стрелку, I_а = 0,262 А;

n_с - количество централизованных стрелок на станции, n_с=74;

I_ЛС - ток, потребляемый лампами повторителей входных светофоров в расчете на 1 подход, I_ЛС = 0,175 А;

n_вх - количество подходов к станции, n_вх = 2

I_ЛП - ток, потребляемый контрольными лампочками табло и панелей питания, I_ЛП = 0,175 А;

I_ПР - ток, потребляемый приборами электропитающих установок, I_ПР=0,432 А;

А.

Расчетное время основного режима резервирования t_po = 2 ч выбрано с учетом времени, необходимого для устранения неисправности в ДГА. Если в течение этого времени неисправность не устранена, аккумуляторная батарея переводится на дополнительный режим резервирования, при этом отключа­ются релейные устройства поста электрической централизации.

Разрядный ток в дополнительном режиме резервирования определяется по формуле:

, [А]; (9)

А.

Для обеспечения данных значений токов фактическая разрядная емкость Q_ф составит:

, [A*ч]; (10)

где t_рд - продолжительность дополнительного режима резервирования, t_рд=10ч;

А*ч.

Определим емкость аккумулятора, обеспечивающего фактическое значение разрядной емкости с учетом условий эксплуатации, по формуле:

,[А*ч]; (11)

где - расчетная номинальная емкость батареи;

К_с - коэффициент снижения емкости от старения, К_с = 0,85;

K_t — температурный коэффициент емкости, K_t = 0,008;

t - температура в аккумуляторном помещении, t=15 °С;

р - коэффициент интенсивности разряда.

Значения расчетного коэффициента интенсивности разряда определяется исходя из расчета работы аккумуляторной батареи в режиме основного заряда, при этом длительность разряда определяется по формуле:

, [ч]; (12)

ч

По полученному значению расчетного режима заряда определим коэффициент интенсивности разряда батареи по графику:

;

А*ч.

По номинальной расчетной емкости определим тип аккумуляторов СК – их индексный номер и паспортную номинальную емкость . Выбираем =288 А*ч, то есть аккумулятор типа СК – 8

Определим индексный номер аккумулятора исходя из следующего соотношения:

; (13)

где - номинальная емкость аккумулятора типа СК с индексом 1, ; =36А*ч.

.

Количество аккумуляторов в контрольной батарее:

; (14)

где U_K — напряжение аккумуляторной батареи в конце разряда, U_K =1,8 В;

.

Вывод: Необходимо 14 аккумуляторов СК – 8 с номинальной емкостью =288 А*ч

2.1.3 Расчет и распределение нагрузок панели ПР-ЭЦК.

При расчете мощности нагрузок панели ПР-ЭЦК учитываются следующие ограничения:

а) мощность каждой обмотки трансформаторов ТС 1 и ТС2 не должна пре­вышать 1,5 кВА;

б) вторичные обмотки трансформаторов ТС1 и ТС2 должны быть загружены как можно более равномерно;

в) если общая мощность нагрузок S_np > 9 кВА, необходимо на посту ЭЦ устанавливать вторую панель ПР-ЭЦК.

2.1.3.1 Лампочки табло и питающих панелей.Этой нагрузкой определяется мощность вторичной обмотки «а» ТС1.

Нагрузка, создаваемая лампочками табло и питающих панелей, в среднем на одну стрелку Вт и ВАр [1,стр.15].

Тогда общая нагрузка будет:

[Вт]; (15)

[ВАр]; (16)

[ВА]; (17)

Вт;

ВАр;

ВА.

2.1.3.2 Светофоры.Для более равномерного распределения нагрузки светофоров на питающие устройства в панели ПР – ЭЦК предусмотрена возможность разделения светофоров на четыре группы, которые подключаются к обмоткам «а», «b» и «с» ТС2, а также к обмотке «с» ТС1.

Общую мощность нагрузки от всех светофоров станции определим по формуле:

[ВА]; (18)

где - полная мощность светофора, Вт;

- количество светофоров на станции.

,

,

ВА.

2.1.3.3 Контрольные цепи стрелок.Для питания контрольных цепей стрелок используется напряжение 220 В, получаемое от обмотки «b» ТС1.

Полная мощность цепей контроля стрелок:

[ВА]; (19)

где - мощность цепей контроля в расчете на одну стрелку. Вт, ВАр [1,стр.16].

ВА.

2.1.3.4 Стрелки местного управления.Цепи передачи стрелок на местное управление питаются от обмотки «b» ТС1 через трансформатор Т5 при напряжении 110 В.

Мощность устройств передачи стрелок на местное управление:

[ВА]; (20)

где - мощность устройств передачи на местное управление одной стрелкой, ВА [1,стр.16].

- число стрелок двойного управления, .

ВА.

2.1.3.5 Дешифрирующие устройства автоблокировки.Мощность дешифраторов автоблокировки , питаемых от обмотки «а» ТС2, определим по формуле:

, [ВА]; (21)

где - мощность дешифрирующих устройств в расчете на один подход. Вт, ВАр [1,стр.16].

- количество подходов к станции, .

ВА.

2.1.3.6 Лампочки пультов ограждения составов.Питание ламп пультов ограждения составов на путях их осмотра и ремонта осуществляется напряжением (24 – 36)В, получаемым через трансформатор Т8 от обмотки «а» ТС2. На станциях до 130 стрелок мощность ламп пультов ограждения на посты ЭЦ принимают Вт и ВАр [1,стр.17].

2.1.3.7 Трансмиттерные реле и трансмиттеры.Нагрузка , создаваемая трансмиттерными реле и кодовыми трансмиттерами на обмотку «b» ТС2, может быть принята в расчете на пост ЭЦ равной Вт и ВАр.

2.1.3.8 Внепостовые цепи.Мощность внепостовых цепей по переменному току 220В, питаемых от обмотки «а» ТС2 через панель ПВП – ЭЦК, определяется по данным расчета нагрузок ППВ – 1 и составляет Вт и ВАр.

2.1.3.9 Кодирующие трансформаторы 50 Гц.Нагрузка от кодирующих трансформаторов 50 Гц может включаться на обмотку «а» или «b» ТС2. Мощность кодирующих трансформаторов определяется по формуле

, [ВА]; (22)

где - мощность одной рельсовой цепи при кодировании ее частотой 50Гц, Вт, ВАр [1,стр.17].

- количество кодируемых рельсовых цепей, .

ВА.

Результаты расчетов сведем в таблицу 2, стр.23.

Определим полную мощность нагрузки панели ПР – ЭЦК:

, [ВА]; (23)

где - КПД силовых трансформаторов, .

ВА.

Вывод: Так как кВА, то в состав электропитающей установки будет входить одна панель ПР – ЭЦК.

Таблица 2. Расчет и распределение мощности нагрузок панели ПР-ЭЦК

2.1.4 Расчет нагрузки выпрямителей ПВП-ЭЦК.

На основании расчета нагрузки выпрямителей устанавливается режим эксплуатации зарядного устройства ВП1 (типа УЗАТ-24-30) и преобразователя выпрямителя ПП (типа ППВ-1).

При наличии напряжения переменного тока УЗАТ-24-30 и ППВ-1, работающие в этом случае в режиме выпрямления, используются для питания на­грузок постоянного тока 24В.

Такими нагрузками являются: релейные схемы поста ЭЦ и аккумуляторная батарея 24В.

Максимальный ток, отдаваемый выпрямителями панели, составляет 50А, в том числе ВП1-ЗОА, ПП-20А.

Ток, потребляемый релейными схемами ЭЦ, определим по формуле:

, [А]; (24)

где I_ап - среднесуточный ток, потребляемый релейными схемами поста ЭЦ в нормальном режиме, в расчете на одну стрелку, I_ап = 0,445А;

А.

Ток, потребляемый аккумуляторной батареей от выпрямительных устройств, зависит от режима ее работ.

В режиме постоянного (непрерывного) подзаряда составляет:

, [А]; (25)

где Q_ном - номинальная емкость аккумуляторной батареи;

А.

В режиме форсированного заряда зарядный ток батарей определяется по формуле:

, [А]; (26)

где t_вв - время восстановления батареи, t_вв = 72 ч;

h_а - КПД аккумуляторов, h_а=0,8.

А.

Ток выпрямителей в режиме постоянного подзаряда определяется по формуле:

,[А]; (27)

А.

Ток выпрямителей в режиме форсированного заряда:

,[А]; (28)

А.

На основании произведенных расчетов при работе панели ПВП-ЭЦК используются в режиме постоянного подзаряда.

В режиме форсированного заряда не ограничивается зарядный ток аккумуляторной батареи, так как I_ФЗ<50 А и используются оба выпрямителя.

Вывод: По результатам расчета в систему ЭПУ входит одна панель ПВП-ЭЦК. Выбраны две панели, с учётом развития путей.

2.1.5 Расчет стрелочной панели.

При расчете мощности стрелочной панели необходимо исходить из мак­симального суммарного тока рабочих цепей стрелок, который определяется по формуле:

,[А]; (29)

где I_ЭП - ток, потребляемый одним электроприводом стрелочного перево­да, I_ЭП = 3,2 А [1,стр.21];

n_cо - количество одновременно переводимых стрелок, n_cо=6;

А.

Мощность цепей электрообогрева стрелочных электроприводов опреде­ляется по формуле:

,[А]; (30)

где S_эс - мощность электрообогрева, приходящаяся на одну стрелку;

ВА;

Вывод: По результатам расчета в состав ЭПУ входит одна стрелочная панель ПСТН-ЭЦК2.

2.1.6. Расчет мощности рельсовых цепей и преобразовательных панелей ПП25-ЭЦК.

Питание рельсовых цепей осуществляется от путевых и местных преобразователей частоты.

Определим мощности, потребляемые путевыми трансформаторами рельсовой цепи S_пит, ВА, и местными элементами путевых реле S_п:

; (31)

где S_птс и S_мэс — полные мощности путевых трансформаторов и местных элементов в расчете на одну стрелку;

ВА;

ВА;

.

На основании полученных значений определим требуемое количество пу­тевых и местных преобразователей, входящих в панель ПП25-ЭЦК:

; (32)

где S_ппэ и S_мпэ - расчетные мощности путевого и местного преобразовате­лей, S_ппэ = 290 ВА, S_мпэ = 300 ВА;

.

Определим фактическую загрузку преобразователя:

; (33)

.

Вывод: По результатам расчета в состав электропитающей установки входит 1 панель ПП25-ЭЦК. На Э1 изображены две ПП25-ЭЦК с учётом развития путей.

2.1.7 Расчет вводной панели ПВ-ЭЦК, нагрузки на внешние сети переменного тока и выбор ДГА.

Максимальная мощность одной панели ПВ – ЭЦК составляет 80 кВА. При превышении этой мощности устанавливают две панели ПВ – ЭЦК.

Мощность панели определяется следующими видами нагрузок: устройствами СЦБ и связи, устройствами освещения и вентиляции, а так же мощностью нагрузок вспомога­тельной службы.

Мощность нагрузок СЦБ определяется нагрузками панелей ПР – ЭЦК, ПВП – ЭЦК, ПСПН – ЭЦК и ПП25 – ЭЦК.

Создаваемая панелью ПР – ЭЦК нагрузка на ПВ – ЭЦК состоит из общей мощности нагрузок ПР – ЭЦК , , и мощности потерь в трансформаторе ТС1 и ТС2. =540 Вт, =750 ВАр [1,стр. 24].

Нагрузка на ПВ – ЭЦК от панели ПВП – ЭЦК создается на время наиболее неблагоприятного послеаварийного периода ее работы в режиме восстановления емкости контрольной батареи 24 В.

Активную составляющую этой нагрузки определяется по формуле:

,[Вт]; (34)

где U_ЗБ - напряжение батареи при форсированном заряде, U_ЗБ=31В [1,стр.24];

h_вз - КПД выпрямительных (зарядных) устройств, h_вз =0,6 [1,стр.24];

Вт.

Реактивная составляющая этого вида нагрузок на станциях с числом стрелок до 100 принимается равной [1,стр.24].

Полная мощность нагрузки:

.

Нагрузка на ПВ – ЭЦК от стрелочной панели ПСПН – ЭЦК определяется мощностью питания рабочих цепей стрелок при их переводе.

Мощность цепей перевода стрелок зависит от числа одновременно переводимых стрелок и с учетом потерь может быть принята в целом на пост ЭЦ на станциях от 60 до 100 стрелок равной [1,стр.24].

Нагрузка на панели ПВ – ЭЦК от панели ПП25 – ЭЦК определяется количеством панелей, схемой их включения, а также родом тяги.

На участках с электротягой переменного тока используются фазочувствительные рельсовые цепи, рассчитанные на питание их от сдвинутых друг относительно друга напряжений по фазе на 90 . Поэтому путевые и местные преобразователи на таких участках должны быть включены в сеть переменного тока противофазно.

При противофазном включении местных и путевых преобразователей в панели расчетная мощность ее определяется следующим образом.

Так как в общем случае одна панель содержит 2 местных и 6 путевых преобразователей (путевые преобразователи включаются между собой синфазно), то расчетная мощность на частоте 50 Гц двух пар преобразователей панели (по одному местному и одному путевому) определяется по данным приложения 3 [1] в зависимости от их суммарной загрузки.

Расчетная мощность противофазно включенных преобразователей панели определим по формуле:

[ВА]; (35)

где - расчетная мощность одной пары противофазно включенных

преобразователей.

.

.

Расчетная мощность остальных путевых преобразователей панели , как включенных синфазно, определим по формуле:

[ВА]; (36)

где - расчетная мощность преобразователя на частоте 50 Гц со стороны 25Гц, [1,приложение 2].

- количество задействованных преобразователей в панели, .

ВА.

Общую мощность панели определим следующим образом

, [ВА]; (37)

ВА.

Результаты расчетов сведем в таблицу 3.

Таблица 3. Расчетная таблица мощности вводной панели ПВ – ЭЦК

Определим мощность нагрузок ДГА:

, [ВА]; (38)

где S_ПВ - полная мощность нагрузки вводной панели;

S_НСН - полная мощность негарантированной силовой нагрузки;

S_НО - полная мощность негарантированного освещения;

ВА.

Исходя из полученного значения, на посту электрической централизации установлен дизель-генераторный агрегат типа ДГА – 48 с номинальной мощностью 48 кВА [1,стр.27].

Определим расчетный ток в каждой фазе питающего фидера:

,[А]; (39)

где U_ф - фазное напряжение, U_ф = 220 В;

А.

Вывод: Для защиты внешней сети переменного тока, исходя из расчетов, необхо­димо использовать плавкую вставку типа 80 А.

2.2 Схема фазирования питания станционных рельсовых цепей.

Для оптимальных условий работы реле типа ДСШ на частоте 25 Гц необ­ходимо, чтобы напряжение местной обмотки опережало напряжение путевой обмотки на 90°. С целью достижения постоянного фазового сдвига 90° исполь­зуют два преобразователя частоты ПЧ типа ПЧ50/25-300 (рис. 1) и подключают их противофазно к сети напряжением 220 В, частотой 50 Гц. Поскольку в пер­вичных цепях преобразователей ПЧ установлены диоды, ток накачки ПЧ1 дей­ствует от одной полуволны, а ток накачки ПЧ2 - от другой, т.е. с фазовым сдвигом 180°. На выходе ПЧ, где частота 25 Гц, этот фазовый сдвиг равен 90°. Но при подключении ПЧ к сети напряжением 220 В и частотой 50 Гц преобра­зователи могут начать работать не от первой полуволны, а от второй. Это обу­славливает случайность относительного расположения векторов напряжений первого и второго преобразователей, сдвинутых на угол 90°. Чтобы сделать расположение векторов строго определенным, разработана схема автоматиче­ского фазирования выходных цепей первого и второго преобразователей (рис. 2). В этой схеме роль фазового анализатора выполняют тиристоры VS1 и VS2, анодные цепи которых с последовательно включенными нейтральными реле соединены с выходом ПЧ2, а управляющие электроды через импульсный трансформатор ИТ подключены к выходу ПЧ1. Фазовый сдвиг 90° в цепи управления тиристорами обеспечивается конденсатором С1. Если импульс управления тиристора VS1 совпадает с положительным напряжением на его аноде, имеет место правильное фазовое соотношение между векторами выход­ных напряжений преобразователей, включается реле ПФ и подает напряжение в рельсовые цепи для путевых элементов реле типа ДСШ. При совпадении им­пульса управления тиристора VS2 и анодного напряжения на нем включается реле ОФ, которое фиксирует обратное расположение векторов и преобразует в правильное расположение, переключая инверсно провода на выходе ПЧ2.

Рисунок 1. Схема включения двух преобразователей частоты типа ПЧ50/25-300.

Рисунок 2. Схема автоматического фазирования выходных цепей первого и второго преобразователей.

3. ОРГАНИЗАЦИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ И БЕЗОПАСТНОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ УСТРОЙСТВ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ

Электроустановки автоматики, телемеханики и связи должны удовлетво­рять следующим основным требованиям: обеспечивать надёжность и беспере­бойность питания аппаратуры связи с напряжением необходимой стабильности и допустимой пульсацией; строится на базе использования типового промыш­ленного оборудования и быть экономичными в эксплуатации и строительстве; обладать достаточно высокими значениями к.п.д. и cos j; быть максимально автоматизированными (необслуживаемыми или требовать минимального ухо­да). Последнее достигается за счёт автоматизации: управления переключением вводов электроснабжения, работы резервных электростанций, работы выпрямительно-аккумуляторных подстанций.

Выпрямительное и различное распределительно-коммутационное обору­дование в настоящее время выпускается одностороннего обслуживания. По­этому в ряде случаев оно может устанавливаться непосредственно у стены или задними сторонами друг к другу в рядах. При этом расстояния между лицевы­ми сторонами щитового и шкафного оборудования должно быть не менее 1,5 м, между лицевой стороной одного ряда и задней стороной другого ряда - 1,2 м и между задними сторонами двух рядов - 0,05 м. Проход между торцом ряда с выпрямителями и стеной должен быть не менее 0,5 м. Рекомендуется также размещать ряды щитового и шкафного оборудования амфитеатром, обращён­ным лицевой стороной к окнам. Длинна щитового ряда не должна быть более 7 м. При длине ряда более 7 м необходимо устраивать между оборудованием проход шириной 0,8 м. Каждый из оборудованных таким образом рядов должен закрываться с боку перфорированной листовой сталью.

Настенное оборудование блочной системы электропитания, требующее ручного обслуживания, как правило, размещается на высоте 1,2-1,3 м от пола так, чтобы высота рукояток рубильников над полом была не более 1,75 м. Ав­томатическое настенное оборудование может устанавливаться на стене одно над другим. Измерительные приборы, вмонтированные в это оборудование, должны быть на высоте не менее 0,7 и не более 2,1 м от пола.

В целях обеспечения безопасности при работе и обслуживании устройств электропитания предусмотрены такие формы обучения работников, как: ввод­ный, первичный, периодический и внеочередной инструктаж; стажировка и подготовка непосредственно на производстве; первичная и периодическая про­верка знаний и периодические занятия по охране труда.

Вводный инструктаж проводят с лицами, вновь поступающими на ра­боту (за исключением работников, переводимых на другую должность внутри станции), в период оформления (обучения, практики), до издания приказа о на­значении, с целью ознакомления с общими положениями по охране труда, ус­ловиями работы и правилами внутреннего распорядка.

Первичный инструктаж на рабочем месте проводят с вновь принимаемы­ми на работу лицами и при переводе с одной должности на другую с целью ознакомления их с конкретной производственной обстановкой на данном рабочем месте и безопасным приёмам труда.

Периодические занятия по охране труда проводят с целью изучения во­просов техники безопасности и производственной санитарии в связи с внедре­нием новой техники и технологий, введением новых правил, инструкций, а также повторного изучения вопросов охраны труда. Изучение вопросов охраны труда входит в общую систему технической учёбы на станции по общему пла­ну.

Периодический инструктаж на рабочем месте, проводят с работающими с целью разъяснения мер безопасности при выполнении работ и ознакомления с приказами и указаниями по охране труда. Периодический инструктаж прово­дится в рабочее время по мере необходимости (изменение условий труда, осо­бые требования в связи с изменением метеорологических условий и т.п.), но не реже одного раза в квартал.

Внеочередной инструктаж проводят в связи с имевшими место производ­ственной травмой или нарушением требования техники безопасности, которое могло бы привести к несчастному случаю. Внеочередной инструктаж проводят не позднее трёх дней после совершившегося нарушения.