Курсовая работа: Проектирование электропитающей установки постов электрической централизации крупных станций

· Питания внепостовых схем постоянным током.

· Питания электропневматических клапанов (ЭПК) для обдува и очистки стрелочных электроприводов.

Стрелочные панели ПСП-ЭЦК и ПСТ-ЭЦК предназначены для питания электродвигателей постоянного (ПСП-ЭЦК) и трехфазного (ПСТ-ЭЦК) тока.

Панели ПСПН-ЭЦК1 (ПСТН-ЭЦК1) не имеют устройств обогрева стрелочных электроприводов и применяются в районах с сухим теплым климатом.

Панели ПСПН-ЭЦК2 (ПСТН-ЭЦК2) и ПСПН-ЭЦК3 (ПСТН-ЭЦК3) имеют соответственно один и два трехфазных трансформатора для изоляции от земли цепей питания электрообогрева стрелочных приводов и применяются в районах среднего и сурового климата.

Панели ПСПР-ЭЦК (ПСТР-ЭЦК) выполнены с учетом возможности резервирования питания рабочих стрелок от аккумуляторной батареи через конвертор. Панели применяются при батарейной, а в отдельных случаях, при безбатарейной системе питания.

Преобразовательная панель ПП25-ЭЦК предназначена для питания переменным током частотой 25 ГЦ фазочувствительных рельсовых цепей с реле типа ДСШ.

Структурная схема ЭПУ представлена в Приложении рис. 1, функциональная схема ЭПУ представлена в приложении на рис. 2.

3. Расчет и распределение нагрузок панели ПР-ЭЦК

Целью расчетов при проектировании ЭПУ постов ЭЦ является выбор типов и величин нагрузок, необходимых для работы станции с заданными исходными данными, распределение этих нагрузок между элементами электропитающей аппаратуры (панели питания, выпрямители, преобразователи, трансформаторы и др.) и определение необходимого количества этих устройств.

Структурная схема панели ПР-ЭЦК - см. Приложение рис. 3, таблица расчёта нагрузок панели ПР-ЭЦК - см. Приложение табл. 1

3.1 Лампы табло, пульта и питающих панелей

Пульт и табло служат для управления ДСП устройствами ЭЦ станции. Табло обеспечивает контроль изолированных участков, а также контроль за положением стрелок и показаниями сигналов.

Для индикации используются коммутаторные лампы мощностью P= 2,5 Вт на номинальное напряжение 24В.

1) Мощность ламп табло непрерывного питания (80%) определяется по формуле:

P_лн=P_лсн•n_с=7•40=280 (Вт), где:

P_лнс=2,5•3,5•0,8=7(Вт) - мощность ламп табло непрерывного питания в расчете на одну стрелку.

n_с- число централизованных стрелок на станции.

2) Мощность ламп табло с импульсным питанием 40 имп / мин (около 15%) определяется:

P_л40=P_л40с•n_с=1,31•40=52,4 (Вт), где:

P_л40с=2,5•3,5•0,15=1,31 (Вт) - мощность ламп табло в импульсным питанием 40 имп/ мин

3) Мощность ламп табло с импульсным питанием 60 имп /мин (около 5%):

P_л60=P_л60с•n_с=0,43•40= 17,2(Вт), где:

P_л60с=2,5•3,5•0,05=0,43 (Вт) - мощность ламп табло с импульсным питанием 60 имп/ мин в расчете на одну стрелку.

Наибольшая нагрузка от ламп табло будет, когда ДСП проверяет положение стрелок. В этом случае он дополнительно включает подсветку стрелочных участков на табло.

4) Мощность ламп подсветки стрелочных участков:

P_лп=P_лпс•n_с=5,25•40=210(Вт), где:

P_лпс=(14/2,5-3,5)•2,5=5,25 (Вт) - мощность ламп табло отнесенная на одну стрелку.

P_л =P_лн + P_л40 +P_л60 + P_лп P_{л мах}559,6 Вт 1500 Вт

3.2 Устройства гарантированного питания

В качестве таких нагрузок могут быть приняты различные устройства, для которых необходимо обеспечить надежное питание переменным током. В данном случае устройства гарантированного питания на станции используются. Их мощность составляет:

S=250 (В•А), при cosц=0,76

Т.к. cosц=P/S, а значит:

P=250•0,76=190 (Вт).

Из соотношения между полной, активной и реактивными мощностями подсчитаем, что:

Резервное питание нагрузка получает от преобразователя ППВ-1 по цепи ПХГКС.

3.3 Стрелки двойного управления

Часть стрелок станции может быть передана на местное управление. Полная мощность устройств передачи стрелок на местное управление определяется:

S_мс=S_мсс•n_мс=10•4=40 (В•А),

S_мсс - мощность устройств передачи на местное управление одной стрелки (составляет 10ВА, при cosц=0,8),

n_мс - число стрелок передаваемых на местное управление.

Т.к. cosц=P/S, а значит:

P_мс=P_мсс•n_мс=9•4=36 (Вт)

Из соотношения между полной, активной и реактивными мощностями подсчитаем, что:

Резервное питание нагрузка получает от преобразователя ППВ-1 по цепи ПХГКС.

3.4 Контрольные цепи стрелок

Полная мощность цепей контроля стрелок S_кс определяется из соотношения:

S_кс=S_ксс•n_c=9,35•40=374 (В•А),

- мощность цепей контроля в расчете на одну стрелку (составляет P_ксс=7,7 (Вт), Q_ксс=5,5 (В•А)р

P_кс=7,7•40=308 (Вт)

Q_кс=5,3•40=212 (В•А)р

Нагрузка получает питание от обмотки «b» ТС1 по цепи ПХКС.

3.5 Дешифраторные ячейки

Полная мощность дешифрирующих устройств на станции S_да зависит от числа подходов к станции и определяется по формуле:

S_д=S_дп•n_п=23,62•3=70,86 (В•А),

=23,62 (В•А) - мощность дешифрирующих устройств в расчете на один подход (составляет P_дп=16,6 (Вт), Q_дп=16,8 (В•А)р,

n_п - число подходов к станции.

P_д=16,6•3=49,8 (Вт)

Q_д=16,8•3=50,4 (В•А)р

Нагрузки получают питание от обмотки «a» ТС2 через трансформатор Т7 (СОБС-2А), понижающий напряжение до 12В или 16В, по цепям ПХ12 и ПХ16.

3.6 Внепостовые цепи

В качестве нагрузок этого вида к панелям могут быть подключены устройства контроля перегонов, прилегающих к станции, устройства смены направлений и др. Мощность этих нагрузок в среднем в расчете на пост ЭЦ, при числе стрелок до 130 равна:

P_вц=80 (Вт), Q_вц=26,3 (В•Ар).

Найдём полную мощность:

Нагрузки получают питание от обмотки «a» ТС2 по цепи ПХ220, далее на панель ПВП-ЭЦК через Т1 и выпрямитель В.

3.7 Электропневматические клапаны (ЭПК)

ЭПК используются для пневматической очистки стрелок от снега, на станциях, подверженных снежным заносам (см. исходные данные разд.1). Мощность нагрузки при обдуве одновременно двух стрелок в разных районах станции определяется по усредненным данным в целом на пост ЭЦ и может быть принята равной:

P_эпк=26 (Вт); Q_эпк=94 (В•Ар).

Найдём полную мощность:

Нагрузка получает питание от обмотки «a» ТС2 по цепи ПХ220, далее на панель ПВП-ЭЦК через Т2 , выпрямитель В, постоянный ток напряжением 220В поступает к нагрузкам по цепи ПБ ЭПК.

3.8 Лампы пульта ограждения составов

Мощность ламп пультов ограждения составов на путях их осмотра и ремонта, определяется усредненными данными в целом на пост ЭЦ и равна:

P_по=90 (Вт), Q_по=20 (В•А)р

Найдем полную мощность: S_по= P_по• Q_по=92.2 (В•А)

Нагрузка получает питание от обмотки “а” ТС2 через трансформатор Т8, понижающий напряжение до 24-36В по цепям: непрерывное-через цепь ОПХ, импульсное - через БСК4 по цепи ОПХМ.

3.9 Трансмиттерные реле и трансмиттеры

Мощность нагрузки, создаваемой трансмиттерными реле и кодовыми трансмиттерами, определяется по усредненным данным в целом на пост ЭЦ и равна: S_тр=110 (В•А), при сosц=0,8.

Найдем активную и реактивную мощность:

Р_тр=сosц?S_тр=0,8•110=88 (Вт);

Из соотношения между полной, активной и реактивными мощностями подсчитаем, что Q_тр=66 (В•А)р.

Нагрузка получает питание от обмотки «b» ТС2 через трансформатор Т6, понижающий напряжение до 110В, по цепи ПХТР.

3.10 Маршрутные указатели

Лампы маршрутных указателей рассчитаны на ток напряжением 220В. Поэтому для них трансформаторы не устанавливают и коэффициент мощности примерно равен единице. Мощность маршрутных указателей P_м определяется по усредненным данным, в целом на пост ЭЦ, и составляет на станциях с числом стрелок до 140 (40 стрелок) - 700Вт. Для питания маршрутных указателей используют фазные обмотки «b» ТС1 и ТС2. При этом для питания маршрутных указателей направления используют цепи ПХУ1, ПХУ2 и ПХУ3, из них ПХУ2 напряжением 232В - для удалённых объектов. В режиме ДСН (двойное снижение напряжения) маршрутные указатели пути отправления получают питание напряжением 50В от трансформатора Т3.

3.11 Светофоры

Лампы станционных светофоров являются одной из основных нагрузок панелей питания. Их питание осуществляется током напряжением 12В через индивидуальные понижающие трансформаторы, установленные около светофоров.

Установлено, что средняя мощность, необходимая для питания светофоров в расчёте на одну централизованную стрелку, равна 28,6 (В•А) при сosц = 0,95)

1) Часть светофоров (около 10%) работает с импульсным питанием мигающих огней.

Мощность светофоров с импульсным питанием мигающих огней определяется по формуле:

S_си=S_сис•n_с=2,86•40= 114,4 (В•А),

S_сис - мощность светофоров с импульсным питанием в расчете на одну стрелку

(S_снс=28,6•0,1=2,86 (Вт) при сosц=0,95).

P_си=114,4•0,95=108,68 (Вт),

2) Большая часть светофоров (около 90%) получает непрерывное питание.

Мощность светофоров непрерывного питания определяется по формуле:

S_снс - мощность светофоров с непрерывным питания в расчете на одну стрелку

(S_снс=28,6•0,9=25,74 (Вт) при сosц=0,95).

S_сн=S_снс•n_с=25,74•22= 566,3 (В•А) - ПСХ1

S_сн=25,74•6=154,45 (В•А) - ПСХ2, ПСХ3, ПСХ4

P_сн=566,3•0,9=509,7 (Вт) - ПСХ1

P_сн=154,45•0,9=138,6 (Вт) - ПСХ2, ПСХ3, ПСХ4

- ПСХ1

- ПСХ2, ПСХ3, ПСХ4

Для обеспечения более равномерной загрузки обмоток трансформаторов ТС1 и ТС2 мощность светофоров непрерывного питания можно распределить между обмотками: «c» ТС1(цепь ПХС1 - 22 объекта); «a», «b», «с» ТС2 (цепи ПХС2 - 6 объектов, ПХС3 - 6 объектов и ПХС4 - 6 объектов). Цепь гарантированного питания (ПХР) в настоящее время не используется для питания входных светофоров, в связи с переводом их красных и пригласительных огней на местное резервирование. Эта цепь может быть использована для питания других нагрузок.

Таблица 3