Министерство транспорта Российской Федерации
Федеральное агентство железнодорожного транспорта
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
Омский государственный университет путей сообщения
Кафедра “Телекоммуникационные, радиотехнические системы и сети”
РАСЧЕТ ВЛИЯНИЯ ВНЕШНИХ ИМПУЛЬСНЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ НА УСТРОЙСТВА СВЯЗИ И МЕРЫ ЗАЩИТЫ
Пояснительная записка к курсовому проекту
по дисциплине “Электромагнитная совместимость и средства защиты”
Студентки группы 23Б
_________Е.А. Шевелило
Руководитель -
к.т.н. кафедры “ТРСиС”
_________К.В. Авдеева
Омск 2016
Реферат
Курсовой проект содержит 44 страницы, 19 рисунков, 2 таблицы, 1 приложение, 6 источников.
ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ СОВМЕСТИМОСТЬ, КОНТАКТНАЯ СЕТЬ, ВОЛНОВОД, МАГИСТРАЛЬНЫЙ, МЕСТНЫЙ И ПИТАЮЩИЙ КАБЕЛИ, ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ, КОНТУР ЗАЗЕМЛЕНИЯ, ТОК МОЛНИИ, КАСКАДНАЯ ЗАЩИТА, СРЕДСТВА ЗАЩИТЫ, РАЗРЯДНИКИ.
Объектом исследования являются устройства связи железнодорожного участка.
Цель работы - на основании исходных данных рассчитать параметры и получить характеристики источников влияния на цепи узла связи. Рассчитать и выбрать элементы каскадной защиты. В процессе выполнения курсовой работы были использованы программы Microsoft Office Word 2007, Microsoft Office Visio 2007, MathCad 15.
Введение
Напряжения и токи, возникающие в цепях линии связи от влияния различных источников, в отличие от полезных токов и напряжений, несущих информацию, называются посторонними. На воздушные и кабельные линии связи большое влияние оказывают атмосферное электричество, линии электропередач, контактные сети электрифицированных железных дорог постоянного и переменного токов и т. д.
Электрифицированные железные дороги переменного тока могут оказывать на линии проводной связи и проводного вещания магнитное, электрическое и гальваническое влияния.
Магнитное влияние обусловливается прохождением по тяговой сети переменного электрического тока. Магнитному влиянию подвержены все линии проводной связи проводного вещания как воздушные, так и кабельные. импульс электросвязь станционный спектр
Электрическое влияние обусловливается наличием в тяговой сети переменного электрического напряжения. Электрическому влиянию подвержены воздушные линии и воздушные кабельные линии, выполненные кабелем без металлической оболочки.
Гальваническое влияние обусловливается протеканием в земле тяговых токов. Гальваническому влиянию подвержены заземленные металлические оболочки кабелей и цепи, использующие в качестве обратного провода землю. Гальваническое влияние следует учитывать также при наличии лишь одного заземления в любой точке цепи.
Влияния могут быть опасными, мешающими или одновременно опасными и мешающими.
Меры, применяемые для защиты ЛС и включенной в них аппаратуры от опасных и мешающих влияний внешних аппаратуры от опасных и мешающих влияний внешних электромагнитных полей, зависят от видов влияний, типа ЛС, влияющих линий, аппаратуры, величин, допускаемых напряжений и конкретных условий прокладки линий связи. Меры защиты выбираются при проектировании на основании технико-экономического сравнения различных вариантов защиты.
1. Описание плана расположения основных станционных и линейных объектов района промежуточной малой станции
План расположения железнодорожного участка, дежурного по станции (ДСП), тяговой подстанции (ТП), ЛЭП, комплектной трансформаторной подстанции (КТП), волновода, кабеля связи представлен на рисунке 1.
Рисунок 1 - План станции с расположением тяговой подстанции, ЛЭП, КТП и здания ДСП с размещенным в нем узлом связи
Трансформаторная подстанция - электроустановка, предназначенная для приема, преобразования (повышения или понижения) напряжения в сети переменного тока и распределения электроэнергии в системах электроснабжения потребителей сельских, поселковых, городских, промышленных объектов. Состоит, в основном, из силовых трансформаторов, распределительного устройства, устройства автоматического управления и защиты, а также вспомогательных сооружений.
Трансформаторные подстанции классифицируются на повышающие и понижающие. Повышающие трансформаторные подстанции (сооружаемые обычно при электростанциях) преобразовывают напряжение, вырабатываемое генераторами, в более высокое напряжение (одного или нескольких значений), необходимое для передачи электроэнергии по линиям электропередачи(ЛЭП). Понижающие трансформаторные подстанции преобразуют первичное напряжение электрической сети в более низкое вторичное.
В зависимости от назначения и от величины первичного и вторичного напряжений понижающие трансформаторные подстанции подразделяются на районные, главные понижающие и местные (цеховые). Районные трансформаторные подстанции принимают электроэнергию непосредственно от высоковольтных ЛЭП и передают её на главные понижающие трансформаторные подстанции, а те (понизив напряжение до 6, 10 или 35 кВ) - на местные и цеховые подстанции, на которых осуществляется последняя ступень трансформации (с понижением напряжения до 690, 400 или 230В) и распределение электроэнергии между потребителями[3].
Трансформаторные подстанции изготовляют, как правило, на заводах и доставляют на место установки в полностью собранном виде или же отдельными блоками. Такие трансформаторные подстанции называют комплектными или КТП.
Тяговая подстанция - в общем случае, электроустановка для преобразования и распределения электрической энергии.
Тяговые подстанции предназначены для понижения электрического напряжения и последующего преобразования (выпрямления)тока (для подстанций постоянного тока) с целью передачи его в контактную сеть для обеспечения электрической энергией электровозов, трамваев и троллейбусов. Тяговые подстанции бывают постоянного и переменного тока. В нашем случае используется контактная сеть переменного тока, следовательно, и тяговая подстанция переменного тока.
Контактная сеть - техническое сооружение электрифицированных железных дороги других видов транспорта (метро, трамвая, троллейбуса, фуникулёра), служащее для передачи электроэнергии стяговых подстанций на электроподвижной состав.
Кроме того, с помощью контактной сети обеспечивается снабжение не тяговых железнодорожных потребителей (освещение станций, переездов, питание путевого инструмента)[3].
Линии электропередачи (далее ЛЭП) - один из компонентов электрической сети, система энергетического оборудования, предназначенная для передачи электроэнергии посредством электрического тока. Также электрическая линия в составе такой системы, выходящая за пределы электростанции или подстанции. В России протяженность распределительных и системообразующих сетей напряжением от 6 до 1150 кВ составляет свыше 4,5 млн. км. Источником излучения энергии в окружающее пространство являются в данном случае провода ЛЭП. Несмотря на то, что электромагнитная энергия поля промышленной частоты 50 Гц в значительной мере поглощается почвой, напряженность поля под проводами и вблизи них может быть значительной. Напряженность полей под линией зависит от класса напряжения ЛЭП (электрическое поле), нагрузки (магнитное поле), от высоты подвески, расстояния между проводами, рельефа местности под линией.
Волновод - искусственный или естественный направляющий канал, в котором может распространяться волна. При этом поток мощности, переносимый волной, сосредоточен внутри этого канала или в области пространства, непосредственно примыкающей к каналу.
По природе распространяющихся волн различают электромагнитные и акустические волноводы. Частным случаем первых являются оптоволоконные линии передачи. Наиболее часто под термином “волновод” подразумеваются металлические трубки, предназначенные для передачи энергии электромагнитных волн диапазонов СВЧ и КВЧ. Такой волновод - линия передачи, имеющая одну или несколько проводящих поверхностей, с поперечным сечением в виде замкнутого проводящего контура, охватывающего область распространения электромагнитной энергии.
В соответствии с приказом от 21 декабря 2010 г. N 286 “Об утверждении правил технической эксплуатации железных дорог Российской Федерации”, дежурный по станции (далее ДСП) - это сменный помощник начальника станции, единолично распоряжающийся приемом, отправлением и пропуском поездов, а также маневровыми передвижениями в пределах одного раздельного пункта сети железных дорог. ДСП предоставлены исключительно большие права. Дежурный по станции единолично распоряжается движением поездов на станции и прилегающими к ней перегонами. Никто, кроме дежурного по станции не имеет права отдавать распоряжений о приеме, пропуске и отправлении поездов и производстве манёвров на путях, по которым следуют организованные поезда или с которых возможен выход на пути или маршруты следования поездов. Начальник станции и вышестоящие лица могут отдавать свои распоряжения только через дежурного по станции.
В распоряжении дежурного по станции находятся локомотивы, вагоны, постоянные устройства пути, сигнализации, связи и т. п. Он является единственным полномочным командиром смены. В его подчинении находится дежурный штат станции. Все работники смены, а также бригады поездных и маневровых локомотивов в оперативном порядке подчинены дежурному по станции и обязаны беспрекословно выполнять все его распоряжения. Дежурный по станции должен организовать работу так, чтобы обеспечить четкое и своевременное выполнение плана перевозок.
Дежурный по станции обязан четко знать и соблюдать Правила Технической Эксплуатации на железных дорогах Российской Федерации, Инструкцию по Сигнализации на железных дорогах Российской Федерации, Инструкцию по движению поездов и маневровой работе на железных дорогах Российской Федерации, техническо-распорядительный акт станции, соответствующие должностные инструкции по службам (пути, сигнализации и связи, тяги и т. д.). Должен быть в курсе всех нововведений к документам, приказов и телеграмм, актуальных на длительный период времени[3].
План расположения железнодорожного участка, дежурного по станции (ДСП), тяговой подстанции (ТП), ЛЭП, комплектной трансформаторной подстанции (КТП), волновода, кабеля связи представлен на рисунке 1.
Исходя из плана расположения основных станционных и линейных объектов района промежуточной малой станции, примем следующие исходные данные:
?) контактная сеть переменного тока с током короткого замыкания (КЗ)равным 4 кА;
?) ЛЭП-110 кВ с током КЗ 46 кА;
?) длина магистрального кабеля связи (МКПАБп) - 16 км;
?) длина кабеля связи, заходящего на тяговую подстанцию (ТПП) - 2,1 км;
?) длина кабеля электропитания от КТП (СБПБ) до узла связи - 0,25 км;
?) длина волновода КВ - радиостанции - 23 км;
?) - расстояние между кабелем МКПАБп и КС;
?) - расстояние между кабелем ТПП и КС;
?) - расстояние между кабелем СБПБ и КС;
?) - расстояние между КС и ЛЭП 110 кВ;
?) - расстояние между кабелем МКПАБп и ЛЭП 110 кВ;
?) - расстояние между кабелем ТПП и ЛЭП 110 кВ;
?) - расстояние между кабелем СБПБ и ЛЭП 110 кВ;
?) - расстояние между волноводом и КС.
2. Характеристика основных источников влияния на узел связи
Высоковольтные линии и электрифицированные железные дороги могут оказывать влияния на цепи ЛС за счет электромагнитной индукции, гальванической связи и при случайном соприкосновении проводов. На работу кабельных ЛС оказывает влияние ряд посторонних источников: линии электропередачи (ЛЭП), контактные сети электрифицированных железных дорог, атмосферное электричество (удары молний), передающие радиостанции, системы сотовой и спутниковой связей. Указанные источники создают в цепях кабельных линий опасные и мешающие влияния.
ЛЭП переменного тока используют трехфазный ток.
При рассмотрении влияний на цепи связи различают три режима работы:
?) нормальный режим работы - режим, при котором линия работает постоянно;
?) вынужденный режим - режим, при котором линия вынуждена работать определенный промежуток времени в режиме отличающемся от нормального;
?) аварийный режим возникает при нарушении нормальной работы высоковольтной линии передач, например, при обрыве и заземлении провода одной из фаз трехфазной линии передач с изолированной нейтралью возникает неуравновешенное напряжение, равное 1,73 линейного напряжения.
Линии электропередач и электрифицированные железные дороги часто объединяются термином высоковольтные линии (ВЛ). Под действием внешних электромагнитных полей в сооружениях связи могут возникать напряжения и токи: