Статья: Проект участка контактной сети переменного тока

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

Уральский государственный университет путей сообщения

Факультет электромеханический

Кафедра «Электроснабжение транспорта»

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

По дисциплине: «Контактные сети и ЛЭП»

Тема работы:

Проект участка контактной сети переменного тока

Выполнил А.Е. Менщиков

Студент 5 курса Группы СОэ-525(з)

Руководитель: Д.А. Ефимов

Екатеринбург - 2020

Задание на курсовой проект

Студент Менщиков А.Е. гр. СОэ-525(з)

Тема проекта (работы): Проект участка контактной сети переменного тока

Срок сдачи работы

Перечень вопросов, подлежащих исследованию или разработке:

1. Исходные данные

2. Определение нагрузок на провода контактной сети

3. Расчет натяжения несущих тросов

4. Расчет допустимых длин пролетов

5. Схема питания и секционирования контактной сети

6. Составление плана контактной сети станции и перегона

7. Механический расчет анкерного участка

8. Выбор способа прохода подвески в искусственном сооружении

9. Расчет и выбор опор контактной сети

10. Индивидуальное задание в рамках НИР: «Контактные провода, применяемые при скоростном и высокоскоростном движении в России и за рубежом, их механические и электрические характеристики»

Исходные данные приведены в разделе 1.

Руководитель Д.А. Ефимов

Задание принял к исполнению А.Е. Менщиков

План-график выполнения курсового проекта

Студент Менщиков А.Е. гр. СОэ-525(з)

Тема проекта: Проект участка контактной сети переменного тока

Подпись студента А.Е. Менщиков

Подпись руководителя Д.А. Ефимов

Реферат

В курсовом проекте всего: стр. 54, рис. 7, табл. 6, использованных источников 6.

В проекте выполнено определение нагрузок на провода и тросы контактной сети для различных расчетных режимов. Проведен расчет максимально допустимых длин пролетов и натяжений проводов, механический расчет анкерного участка и расчет опорных конструкций, произведен выбор способа прохода искусственного сооружения. Построен план контактной сети станции и перегона, составлена схема питания и секционирования станции.

Ключевые слова: контактная сеть, цепная подвеска, пикетаж, габарит, критический пролет, монтажная кривая, стрела провеса, искусственное сооружение, суммарный изгибающий момент, механический расчет контактной подвески

Содержание

• Введение
• 1. Исходные данные
• 2. Определение нагрузок на провода контактной сети
• 3. Расчет натяжения несущих тросов
• 4. Расчет допустимых длин пролетов
• 5. Схема питания и секционирования контактной сети
• 6. Составление плана контактной сети станции и перегона
• 7. Механический расчет анкерного участка
• 8. Выбор способа прохода подвески в искусственном сооружении
• 9. Расчет и выбор опор контактной сети
• 10. Контактные провода, применяемые при скоростном и высокоскоростном движении в России и за рубежом, их механические и электрические характеристики
• Заключение
• Список использованных источников

Введение

Контактная сеть магистрального железнодорожного транспорта в силу своей специфики не имеет резерва. Однако, в то же время она должна обеспечивать надежный токосъем в любых атмосферных условиях при установленных скоростях движения и весах поездов. Поэтому при проектировании контактной сети необходимо гарантировать высокую механическую прочность ее основных устройств: проводов, опорных и поддерживающих конструкций, - и надежное взаимодействие с токоприемником ЭПС.

В соответствии с этим необходимо правильно определять действующие на контактную подвеску нагрузки, точно рассчитывать максимальную длину пролета между фиксирующими устройствами и соблюдать ее при расстановке опор. Проектируемая система питания и секционирования должна обеспечивать как можно меньшие потери напряжения и энергии в нормальном режиме работы и минимальные нарушения графика движения поездов при выходе из работы какой-либо секции контактной сети.

При проектировании контактной сети также необходимо получить данные для производства монтажных работ и регулировки проводов при различных температурах, а также провести проверку вертикальных и горизонтальных габаритов, в том числе и при проходе искусственных сооружений.

В данном курсовом проекте производится проектирование участка контактной сети переменного тока, включающего станцию и примыкающий к ней справа перегон.

1. Исходные данные

1. Род тока переменный;

2. Тип подвески:

- на главных путях станции: полукомпенсированная с рессорными струнами, полукосая, марка провода М-95 + МФ-100;

- на боковых путях станции: полукомпенсированная со смещенными струнами, полукосая, марка провода М-95 + МФ-85;

- на перегоне: на прямых участках пути компенсированная с рессорными струнами, полукосая; на кривых участках пути компенсированная с рессорными струнами, вертикальная, марка провода М-95 + МФ-100.

3. Метеорологические условия:

Климатическая зона - 2а, минимальная температура воздуха раз в 10 лет t_min = -38^оС, максимальная температура воздуха раз в 10 лет t_max = 35^оС;

Ветровой район - 1, нормативная скорость ветра (повторяемость раз в 10 лет) V_Н = 20,6 мс, коэффициент ветра: для станционных путей - 0,9, для перегона - 1, для насыпи - 1,25;

Гололедный район - 3, нормативная толщина стенки гололеда (повторяемость 1 раз в 10 лет) b_Н = 15 мм, коэффициент гололеда: для станционных путей - 0,75, для перегона - 1, для насыпи - 1.

4. Станция:

На станции электрифицируются все пути, кроме подъездного к тяговой подстанции; стрелки и стрелочные улицы, примыкающие к главному пути, имеют марки 1/11, остальные стрелки марки 1/9; на схеме станции (рисунок 1.1), цифрами указаны условные пикеты (расстояние от оси пассажирского здания в метрах) остряков стрелок, входных светофоров, тупиков и пешеходного мостика.

Также показаны расстояния между осями смежных путей.

Рисунок 1.1 - Схема проектируемой станции

4. Перегон

Пикетаж основных объектов перегона двухпутного участка приведен в таблице 1. Расстояние от УГР (уровня головки рельса) до нижней части ветровых связей моста через реку составляет 6,2 м. На расстоянии 300 м по обоим сторонам моста через реку путь располагается на насыпи высотой 7 м.

Таблица 1

Пикетаж основных объектов перегона проектируемого участка

2. Определение нагрузок на провода контактной сети

Расчет линейных нагрузок выполняется для контактной подвески главного пути станции. Для остальных подвесок нагрузки рассчитываются аналогично. Нагрузка от собственного веса одного метра контактной подвески определяется по формуле

, (1.1)

где - нагрузка от собственного веса несущего троса, Н/м;

- то же, но от контактного провода [2] , Н/м;

- то же, но от струн и зажимов, g_c = 1 Н/м;

- число контактных проводов.

Нагрузка от собственного веса несущего троса или контактного провода определяется по формуле

, (1.2)

где - площадь поперечного сечения провода, м²;

- плотность материала провода, кг/м³;

- коэффициент, учитывающий конструкцию провода, для цельного провода , для многопроволочного (троса) .

В соответствии с [2] для несущего троса М-95 площадь поперечного сечения , плотность материала для контактного провода МФ-100 площадь поперечного сечения сечения , плотность материала

Нагрузка от собственного веса контактного провода

Нагрузка от собственного веса несущего троса

Нагрузка от собственного веса одного метра контактной подвески

Нагрузка от веса гололеда на один метр длины провода или троса при цилиндрической форме его отложения определяется по формуле

, (1.3)

где - толщина стенки гололеда, мм;

- диаметр провода [2], для несущего троса М-95 составляет 12,6 мм.

Так как обслуживающий персонал и токоприемники удаляют гололед с контактных проводов, то будем считать, что толщина стенки гололеда условно равна половине заданной по гололедному району. Весом гололеда на струнах можно пренебречь.

Расчетное значение толщины стенки гололеда определяется по формуле

(1.4)

где - коэффициент гололеда, для станции составляет 0,75;

- толщина гололедного слоя в соответствии с заданием, мм.

Расчетный диаметр контактного провода берется усредненный из высоты и ширины его сечения

, (1.5)

где H - высота сечения провода, для МФ-100 составляет 11,8 мм;

A - ширина сечения провода, для МФ-100 составляет 12,81 мм.

Нагрузка от веса гололеда на один метр длины провода и троса

Суммарный вес одного метра контактной подвески с гололедом определяется из выражения

, (1.6)

где - вес контактной подвески, Н/м;

- вес гололеда на несущем тросе и контактном проводе, соответственно, Н/м.

Суммарный вес одного метра контактной подвески с гололедом равен

Ветровая нагрузка на провод без гололеда определяется по формуле

, (1.7)

где - расчетная скорость ветра, находится по формуле , м/с;

- аэродинамический коэффициент лобового сопротивления, зависящий от формы и положения поверхности объекта, согласно [2] принимаем для несущего троса равным 1,25, для контактного провода - 1,25;

- диаметр провода, для контактного провода - высота его сечения (Н), м.

Ветровая нагрузка при наличии на проводе гололеда

, (1.8)

где - расчетная скорость ветра при гололеде, она равна , м/с;

- поправочный ветровой коэффициент, на станции принимается равным 0,9.

Ветровые нагрузки на главных путях станции на несущий трос и контактный провод при наличии и отсутствии гололеда по формулам (1.7) и (1.8) равны

Результирующая нагрузка на несущий трос цепной подвески определяется без учета ветровой нагрузки на контактный провод, так как ее основная часть воспринимается фиксаторами. И она определяется как

, (1.9)

То же при наличии гололеда, определяется по формуле

, (1.10)

Результирующая нагрузка на контактный провод при отсутствии гололеда определяется как

, (1.11)

То же, при наличии гололеда, определяется по формуле

, (1.12)

Результаты расчета приведены в таблице 2.

Для подвесок бокового пути, перегона и насыпи нагрузки рассчитываются аналогично. Результаты расчета приведены в таблице 2.

Таблица 2

Нагрузки на провода контактной сети