Дипломная (вкр): Проектирование тяговой подстанции №90 (рассмотрение вопросов по месторасположению подстанции, компоновки силового оборудования)

.2 Исходные расчётные данные и условия для расчёта тяговой сети

Для расчета тяговой сети необходимы следующие исходные данные:

а)   потребляемый расчетный ток единицы подвижного состава:

1)   I_тб = 133 А для троллейбусов типа ВМЗ - 5298-01;

2)   I_тм = 183 А для трамваев типа ЛВС-97;

б)   эксплуатационная скорость: V = 30 км/ч;

в)   допустимая потеря напряжения в сети согласно СНиП 2.05.09-90, ПТЭ трамвая и троллейбуса:

1)   ΔU = 90 В - в нормальном режиме,

2)   ΔU = 150 - 170 В - в аварийном (вынужденном) режиме;

г)   провод рабочий медный марки МФ-85 мм ²;

д)   питающие кабели постоянного тока марки АПв 2ЭПгу - ТС -1×800-1 ТУ 3530-001-31037770-2009;

е)   рабочая частота движения:

1)   для участка - продолжение Ленинского пр. от пр. Героев до Балтийского бульвара, N_тм = 30 машин/час;

2)   для участка (по Ленинскому пр. от пр. Героев до ул. Доблести), N_тб = 35 машин/час;

ж)  I_к - ток кабельной линии;

з)   I_к.с. - ток на участке контактной сети.

В вынужденном режиме временно отключается какой-либо элемент системы электроснабжения: питающая линия, преобразовательный агрегат или источник питания собственных нужд тяговой подстанции. В этом случае нормальная работа будет обеспечиваться за счет заложенного в системе резерва.

В аварийном режиме работа системы электроснабжения при расчетных размерах движения становится невозможной из-за нарушения технических нормативов, в связи с чем движение на линии частично или полностью прекращается.

.3 Секционирование контактной сети трамвая и троллейбуса

Схемы секционирования контактной сети и расположение пунктов присоединения питающих линий определяют в соответствии с результатами электрического расчета.

Схема питания должна обеспечивать минимальные потери электроэнергии в сети и высокое качество электроэнергии, передаваемой к подвижному составу. Средние потери напряжения от подстанции до токоприемника в любой точке сети в нормальных условиях не должны превышать согласно СНиП 2.05.09-90, ПТЭ трамвая и троллейбуса 15% от номинального напряжения сети, т.е. 90 В.

В вынужденных и разгрузочных режимах средние потери напряжения от подстанции до наиболее удаленных точек участка должны быть не более 170 В.

Эффективная нагрузка контактного провода вблизи питающего пункта в длительном режиме работы не должна превышать значений, приведенных в таблице 6.

Таблица 6- Допустимая токовая нагрузка на контактный провод

Для провода МФ, согласно ПТЭ трамвая и троллейбуса, в расчетном вынужденном режиме допускается повышение плотности тока до 6,5 А/мм ², т.е. увеличение на 30%.

Схема питания должна быть гибкой, позволяющей:

-    при выводе из строя любой питающей линии быстро переключить ее участок контактной сети на питание от одной или нескольких соседних питающих линий;

-    локализовать место повреждения контактной сети с целью скорейшего его обнаружения и организации движения на смежных участках, а при имеющихся возможностях и по обходным путям;

-    снять напряжение с небольшого участка сети для ремонтных работ при сохранении напряжения на остальной сети.

4.4 Расчет тяговой сети для варианта секционирования №1

Схема секционирования для варианта №1 приведена на рисунке 7.

Рисунок 7 - Схема электроснабжения троллейбусной и трамвайной линий

Фидер №1 тяговой подстанции №90:

Протяжение кабельной линии - L_{К 1} = 2×647 м. Протяжение участка контактной сети - L_КС = 415 м.

Фидер №1 питает участок контактной сети троллейбусной линии от разворотного кольца на Балтийском бульваре, по Балтийскому бульвару до Ленинского проспекта.

Ток в контактной сети троллейбуса, А:

 (18)

где 2 - коэффициент, учитывающий движение в оба направления; I_тб - токовая нагрузка троллейбуса на 1 т×км×брутто, А; L_КС - длина участка контактной сети, км; N_тб - частота движения на участке, тб/ч; V_тб - средняя скорость движения троллейбуса на участке, км/ч.

Ток в контактной сети троллейбуса на участке 1 по формуле (18):

Потеря напряжения в сети, В:

 (19)

где I_К - ток кабельной линии, А; L_К - длина кабельной линии, м; J_К - допустимый длительный ток кабельной линии, А; S_к - сечение кабельной линии, мм ²; I_КС - ток на участке контактной сети, А; L_КС - длина участка контактной сети, м; J_КС - допустимая токовая нагрузка на контактный провод, А; S_КС - сечение контактного провода, с учетом 10 % износа, мм ².

Потеря напряжения на 1-м участке контактной сети по формуле (19):

Фидер №2 от тяговой подстанции №90:

Протяжение кабельной линии - L_К2 = 2×17 м. Протяжение участка контактной сети - L_КС = 646 + 781 = 1427 м.

Фидер №2 питает участок контактной сети троллейбусной линии на Ленинском пр. от проспекта Патриотов до улицы Доблести.

Ток в контактной сети троллейбуса на участке 2, 3 по формуле (18):

Потеря напряжения на 2-м и 3-м участке контактной сети по формуле (19):

Фидер №3 тяговой подстанции №90:

Протяжение кабельной линии - L_К3 = 2×99 м. Протяжение участка контактной сети - L_{КС 4} = 863 м.

Фидер №3 питает участок контактной сети троллейбусной линии от Ленинского проспекта, по проспекту Героев до Дудергофского канала.

Ток в контактной сети троллейбуса на участке 4 по формуле (18):

Потеря напряжения на 4-м участке контактной сети по формуле (19):

Фидер №4 тяговой подстанции №90:

Протяжение кабельной линии - L_К4 = 2×821 м. Протяжение участка контактной сети - L_КС5 = 656 м.

Фидер №4 питает участок контактной сети троллейбусной линии по Ленинскому проспекту, от улицы Доблести до проспекта Кузнецова.

Ток в контактной сети троллейбуса на участке 5 по формуле (18):

Потеря напряжения на 5-м участке контактной сети по формуле (19):

Фидер №5 тяговой подстанции №90:

Протяжение кабельной линии - L_{К 5} = 2×838 м. Протяжение участка контактной сети - L_{КС 6} = 1030 м.

Фидер №5 питает участок контактной сети трамвайной линии от проспекта Кузнецова до проспекта Героев по улице Маршала Казакова.

Ток в контактной сети трамвая на участке 6 по формуле (18):

Потеря напряжения на 6-м участке контактной сети по формуле (19):

Фидер №6 тяговой подстанции №90:

Протяжение кабельной линии - L_К6 = 2×422 м. Протяжение участка контактной сети - L_КС7 = 1032 м.

Фидер №6 питает участок контактной сети трамвайной линии от улицы Доблести до проспекта Патриотов по улице Маршала Казакова.

Ток в контактной сети трамвая на участке 7 по формуле (18):

Потеря напряжения на 7-м участке контактной сети по формуле (19):

Фидер №7 тяговой подстанции №90:

Протяжение кабельной линии - L_К7 = 2×532 м. Протяжение участка контактной сети - L_КС8 = 953 м.

Фидер №7 питает участок контактной сети трамвайной линии от улицы Маршала Казакова по проспекту Патриотов.

Ток в контактной сети трамвая на участке 8 по формуле (18):

Потеря напряжения на 8-м участке контактной сети по формуле (19):

4.5 Расчет тяговой сети варианта №1 в аварийных режимах

При выводе из строя фидера №1 нагрузку принимает фидер №2, который будет питать участок по Балтийскому бульвару от разворотного кольца, по Ленинскому проспекту от Балтийского бульвара до улицы Доблести. Схема электроснабжения троллейбусной и трамвайной линий, при выводе из строя фидера №1 представлена на рисунке 8.

Рисунок 8 - Схема электроснабжения троллейбусной и трамвайной линий, при выводе из строя фидера №1

Протяженность кабельной линии L_К = 2×17 м. Протяженность участка контактной сети - L_КС = 415 м + 646 м + 781 м = 1842 м.

Ток в контактной сети на участке:

Потеря напряжения на участке контактной сети по формуле (19):

При выводе из строя фидера №2 нагрузку принимает фидер №1, который будет питать участок по Балтийскому бульвару от разворотного кольца, по Ленинскому проспекту от Балтийского бульвара до улицы Доблести. Схема электроснабжения троллейбусной и трамвайной линий, при выводе из строя фидера №2 показана на рисунке 9.

Рисунок 9 - Схема электроснабжения троллейбусной и трамвайной линий, при выводе из строя фидера №2

Протяженность кабельной линии L_К = 2×647 м. Протяженность участка контактной сети - L_КС = 415 м + 646 м + 781 м = 1842 м.

Ток в контактной сети на участке:

Потеря напряжения на участке контактной сети по формуле (19):

При выводе из строя фидера №3 нагрузку принимает фидер №2, который будет питать участок по Ленинскому проспекту от улицы Доблести до проспекта Патриотов. Схема электроснабжения троллейбусной и трамвайной линий, при выводе из строя фидера №3 показана на рисунке 10.

Рисунок 10 - Схема электроснабжения троллейбусной и трамвайной линий, при выводе из строя фидера №3

Протяженность кабельной линии L_К = 2×17 м. Протяженность участка контактной сети - L_КС = 646 м + 863 м + 781 м = 2290 м.

Ток в контактной сети на участке:

Потеря напряжения на участке контактной сети по формуле (19):

При выводе из строя фидера №4 нагрузку принимает фидер №2, который будет питать участок по Ленинскому проспекту от Балтийского бульвара до проспекта Кузнецова. Схема электроснабжения троллейбусной и трамвайной линий, при выводе из строя фидера №4 показана на рисунке 11.

Рисунок 11 - Схема электроснабжения троллейбусной и трамвайной линий, при выводе из строя фидера №4

Протяженность кабельной линии L_К = 2×17 м. Протяженность участка контактной сети - L_КС = 646 м + 781 м + 656 м = 2083 м.

Ток в контактной сети на участке:

Потеря напряжения на участке контактной сети по формуле (19):

При выводе из строя фидера №5 нагрузку принимает фидер №6, который будет питать участок по улице Маршала Казакова от проспекта Патриотов до улицы Доблести. Схема электроснабжения троллейбусной и трамвайной линий, при выводе из строя фидера №5представлена на рисунке 12.

Протяженность кабельной линии L_К = 2×422 м. Протяженность участка контактной сети - L_КС = 1030 м + 1032 м = 2062 м.

Ток в контактной сети на участке:

Потеря напряжения на участке контактной сети по формуле (19):

При выводе из строя фидера №6 нагрузку принимает фидер №7, который будет питать участок по проспекту Патриотов до улицы Маршала Казакова. По улице Маршала Казакова до проспекта Героев. Схема электроснабжения троллейбусной и трамвайной линий, при выводе из строя фидера №6 представлена на рисунке 13.

Рисунок 13 - Схема электроснабжения троллейбусной и трамвайной линий, при выводе из строя фидера №6

Протяженность кабельной линии L_К = 2×532 м. Протяженность участка контактной сети - L_КС = 953 м + 1032 м = 1985 м.

Ток в контактной сети на участке:

Потеря напряжения на участке контактной сети по формуле (19):

При выводе из строя фидера №7 нагрузку принимает фидер №6, который будет питать участок по улице Маршала Казакова от проспекта Героев до проспекта Патриотов и по проспекту Патриотов до улицы Маршала Захарова. Схема электроснабжения троллейбусной и трамвайной линий, при выводе из строя фидера №7 показана на рисунке 14.

Рисунок 14 - Схема электроснабжения троллейбусной и трамвайной линий, при выводе из строя фидера №7

Протяженность кабельной линии L_К = 2×422 м. Протяженность участка контактной сети - L_КС = 953 м + 1032 м = 1985 м.

Ток в контактной сети на участке:

Потеря напряжения на участке контактной сети по формуле (19):

Вывод: потеря напряжения на участках контактной сети троллейбуса по выбранной схеме электроснабжения от тяговой подстанции № 90 находится в пределах допустимых норм в соответствии со СНиП 2.05.09-90 и ПТЭ трамвая и троллейбуса.