Контактные сети
Введение
В нашей стране проведена огромная работа по развитию электроэнергетики. Широкое применение получила комбинированная выработка электрической и тепловой энергии. Большие успехи достигнуты в использовании наиболее экономичных гидроэнергоресурсов. Особенно следует отметить сооружения уникальных гидроэлектростанций на реках Ангаре и Енисее. Одновременно с развитием генерирующих мощностей широко проводились работы по сетевому строительству, созданию и объединению энергосистем.
Электрификация железнодорожного транспорта – неотъемлемая часть электрификации народного хозяйства страны. Устройства электроснабжения электрифицированных железных дорог, от которых получает питание не только тяга, но и другие потребители районов, прилегающих к железной дороге, в том числе и нетяговые железнодорожного транспорта, являются составной частью электроснабжающих систем страны. Электрическая тяга стала основным видом тяги на железнодорожном транспорте.
Получили применение специальные типы контактной подвески, обеспечивающие возможность высокоскоростного движения поездов, начали практически использоваться угольные вставки на токоприемниках электроподвижного состава, при которых резко снижаются износ контактных проводов и радиопомех при токоснимании.
Одним из важнейших мероприятий явилось широкое внедрение устройств автоматики и телемеханики, имеющих малогабаритные бесконтактные элементы повышенной надежности. При помощи этих устройств осуществляется управление на расстоянии тяговыми подстанциями, постами секционирования и основными разъединителями контактной сети.
При электрификации железнодорожных линий широко применяются типовое проектирование, централизованное изготовление узлов и современные индустриальные методы выполнения строительных и монтажных работ. Имеются огромные возможности к дальнейшему совершенствованию, повышению надежности и улучшению экономических показателей работы устройств электроснабжения и электрифицированных железных дорог в целом.
В данном курсовом проекте произведен расчет участка контактной сети постоянного тока, определены нагрузки и длины пролетов, подобраны необходимые поддерживающие устройства, составлен монтажный план контактной сети станции и перегона.
Расчет нагрузок на провода цепной подвески
1. Расчет нагрузок на главных путях станции.
1.1 Определяем вертикальные нагрузки: вес проводов, вес арматуры и гололеда.
gпров = gкп+gнт+gстр,
где gпров – вес проводов, даН/м;
gкп – вес несущего троса, даН/м;
gстр – вес струн и зажимов, даН/м.
gпров = 0,606+0,89+0,05=1,546 даН/м
По заданному гололедному району определяем нормативную стенку гололеда (стр. 86 Горошков)
bн = 10 мм
Расчетную стенку гололеда определяем по формуле
bр = bн * k΄г * k΄΄г,
где k΄г – коэффициент, учитывающий высоту насыпи, на которой расположена
подвеска, k΄г = 1,0;
k΄΄г – коэффициент, учитывающий диаметр троса, dт= 11 мм, k΄΄г=0,99.
bрт = 10 * 1,0 * 0,99 = 9,9 мм
Стенка гололеда на контактном проводе принимается 50 % от стенки гололеда на тросе
bрк = 0,5 * bрт = 0,5 * 9,9 = 4,95 мм
Определяем вес гололеда по формуле
gгт=0,0009π bрт(dт+ bрт)=0,0009*3,14*9,9*(11+9,9)=
dк= А+Н = 12,81+11,80 =12,305мм
2 2
gгк= 0,0009π bрк(dк+ bрк) = 0,0009*3,14*4,95*(12,31+4,95)=
1.2 Определяем горизонтальные нагрузки.
По заданному ветровому району определяем нормативную скорость ветра (стр. 89 Горошков)
Vн=22 м/с
Расчетная скорость ветра
Vр=Vн*kв= 22*1=22 м/с,
где kв – коэффициент, учитывающий высоту насыпи, на которой расположена
подвеска, kв=1.
Определяем ветровые нагрузки для двух режимов:
режим максимального ветра vmax
Рк Vmax= Cх Vр2 dк =1,25 * 222 * 12,305 = 0,465 даН/м
16000 16000
Рт Vmax= Cх Vр2 dт =1,25 * 222 * 11 = 0,416 даН/м
16000 16000
где Сх – коэффициент аэродинамического сопротивления проводов, для контактного провода Сх=1,25, для несущего троса Сх=1,25.
режим гололеда с ветром г+v
Vг=0,6* Vр=0,6*22=13,2 м/с
Рк г+v = Сх Vг2(dк+2 bк) = 1,25 * 13,22 (12,305+2*4,95) = 0,302 даН/м
16000
Рт г+v = Сх Vг2(dт+2 bт) = 1,25 * 13,22 (11+2*9,9) = 0,42 даН/м
16000
1.3 Определяем результирующие нагрузки на несущий трос:
в режиме максимального vmax
qт vmax= √( gпров)2+( Рт Vmax)2 = √ 1,5462+0,4162 = 1,6 даН/м
в режиме гололеда с ветром г+v
qт г+v= √( gпров+ gгк+ gгт)2+( Рт г+v)2 = √(1,546+0,58+0,24)2+0,422=2,4 даН/м
2. Расчет нагрузок на боковых путях станции.
2.1 Определяем вертикальные нагрузки
Вес проводов
gпров = gкп+gнт+gстр=0,606+0,76+0,05=
По заданному гололедному району определяем нормативную стенку гололеда (стр. 89 Горошков)
bн = 10 мм
Расчетную стенку гололеда определяем по формуле
bрт = bн * k΄г * k΄΄г=10 * 1 * 0,99 = 9,9 мм
Определяем стенку гололеда на контактном проводе
bрк = 0,5 * bрт = 0,5 * 9,9 = 4,95 мм
Определяем вес гололеда по формуле
gгт=0,0009π bрт(dт+ bрт)=0,0009*3,14*9,9*(11+9,9)=
dк= А+Н = 11,76+10,80 =11,28 мм
2 2
gгк=0,0009π bрк(dк+ bрк)=0,0009*3,14*4,95*(11,3+4,
2.2 Определяем горизонтальные нагрузки.
По заданному ветровому району определяем нормативную скорость ветра (стр. 89 Горошков)
Vн=22 м/с
Расчетная скорость ветра
Vр=Vн*kв= 22*1=22 м/с,
Определяем ветровые нагрузки для двух режимов:
режим максимального ветра vmax
Рк Vmax= Cх Vр2 dк =1,25 * 222 * 11,28 =0,427 даН/м
16000 16000
Рт Vmax= Cх Vр2 dт =1,25 * 222 * 11 =0,416 даН/м
16000 16000
режим гололеда с ветром г+v
Vг=0,6* Vр=0,6*22=13,2 м/с
Рк г+v = Сх Vг2(dк+2 bк) = 1,25 * 13,22 (11,28+2*4,95) = 0,29даН/м
16000
Рт г+v = Сх Vг2(dт+2 bт) = 1,25 * 13,22 (11+2*9,9) = 0,42 даН/м
16000
2.3 Определяем результирующие нагрузки на несущий трос:
в режиме максимального vmax
qт vmax= √( gпров)2+( Рт Vmax)2 = √ 1,4162+0,4162 = 1,48 даН/м
в режиме гололеда с ветром г+v
qт г+v= √( gпров+ gгк+ gгт)2+( Рт г+v)2 = √(1,546+0,24+0,58)2+0,42 2=2,4даН/м
3. Расчет нагрузок на насыпи
3.1 Определяем вертикальные нагрузки: вес проводов, вес арматуры и гололеда.
gпров = gкп+gнт+gстр=0,606+0,89+0,05=
По заданному гололедному району определяем нормативную стенку гололеда (стр. 89 Горошков)
bн = 10 мм
Расчетную стенку гололеда определяем по формуле
bрт = bн * k΄г * k΄΄г=5 * 1,0 * 0,99 = 9,9 мм
Стенка гололеда на контактном проводе принимается 50 % от стенки гололеда на тросе
bрк = 0,5 * bрт = 0,5 * 9,9 = 4,95 мм
Определяем вес гололеда по формуле
gгт=0,0009π bрт(dт+ bрт)=0,0009*3,14*9,9*(11+9,9)=
dк= А+Н = 12,81+11,80 =12,305 мм
2 2
gгк=0,0009π bрк(dк+ bрк)=0,0009*3,14*4,95*(12,31+
3.2 Определяем горизонтальные нагрузки.
По заданному ветровому району определяем нормативную скорость ветра (стр. 89 Горошков)
Vн=22 м/с
Расчетная скорость ветра
Vр=Vн*kв= 22*1,25=27,5 м/с,
Определяем ветровые нагрузки для двух режимов:
режим максимального ветра vmax
Рк Vmax= Cх Vр2 dк =1,25 *27,52 * 12,305 =0,73 даН/м
16000 16000
Рт Vmax= Cх Vр2 dт =1,25 *27,52 * 11 =0,64 даН/м
16000 16000
режим гололеда с ветром г+v
Vг=0,6* Vр=0,6*27,5=16,5 м/с
Рк г+v = Сх Vг2(dк+2 bк) = 1,25 * 16,252(12,305+2*4,95) = 0,46 даН/м
16000
Рт г+v = Сх Vг2(dт+2 bт) = 1,25 * 16,252(11+2*9,9) =0,64 даН/м
16000
3.3 Определяем результирующие нагрузки на несущий трос:
в режиме максимального vmax
qт vmax= √( gпров)2+( Рт Vmax)2 = √ 1,5462+0,642 = 1,7 даН/м
в режиме гололеда с ветром г+v
qт г+v= √( gпров+ gгк+ gгт)2+( Рт г+v)2 = √(1,546+0,24+0,58)2+0,64 2=2,5даН/м
4. Расчет нагрузок на выемке
4.1 Определяем вертикальные нагрузки: вес проводов, вес арматуры и гололеда.
gпров = gкп+gнт+gстр=0,606+0,89+0,05=
По заданному гололедному району определяем нормативную стенку гололеда (стр. 89 Горошков)
bн = 10 мм
Расчетную стенку гололеда определяем по формуле
bрт = bн * k΄г * k΄΄г=10 * 1,0 * 0,99 = 9,9 мм
Стенка гололеда на контактном проводе принимается 50 % от стенки гололеда на тросе
bрк = 0,5 * bрт = 0,5 * 9,9 = 4,95 мм
Определяем вес гололеда по формуле
gгт=0,0009π bрт(dт+ bрт)=0,0009*3,14*9,9*(11+9,9)=
dк= А+Н = 12,81+11,80 =12,305 мм
2 2
gгк=0,0009π bрк(dк+ bрк)=0,0009*3,14*4,95*(12,305+
4.2 Определяем горизонтальные нагрузки.
По заданному ветровому району определяем нормативную скорость ветра (стр. 89 Горошков)
Vн=22 м/с
Расчетная скорость ветра
Vр=Vн*kв= 22*0,9=19,8 м/с,
Определяем ветровые нагрузки для двух режимов:
режим максимального ветра vmax
Рк Vmax= Cх Vр2 dк =1,25 *19,82 * 12,305 =0,38 даН/м
16000 16000
Рт Vmax= Cх Vр2 dт =1,25 *19,82 * 11 = 0,34 даН/м
16000 16000
режим гололеда с ветром г+v
Vг=0,6* Vр=0,6*19,8=11,88 м/с
Рк г+v = Сх Vг2(dк+2 bк) = 1,25 * 11,882(12,305+2*4,95) = 0,25 даН/м
16000
Рт г+v = Сх Vг2(dт+2 bт) = 1,25 * 11,882(11+2*9,9) = 0,34 даН/м
16000
4.3 Определяем результирующие нагрузки на несущий трос:
в режиме максимального vmax
qт vmax= √( gпров)2+( Рт Vmax)2 = √ 1,5462+0,342 = 1,59 даН/м
в режиме гололеда с ветром г+v
qт г+v= √( gпров+ gгк+ gгт)2+( Рт г+v)2 = √(1,546+0,24+0,58)2+0,34 2=2,4даН/м
5. Расчет нагрузок на открытом ровном месте
5.1 Определяем вертикальные нагрузки: вес проводов, вес арматуры и гололеда.
gпров = gкп+gнт+gстр=0,606+0,89+0,05=
По заданному гололедному району определяем нормативную стенку гололеда (стр. 89 Горошков)
bн = 10 мм
Расчетную стенку гололеда определяем по формуле
bрт = bн * k΄г * k΄΄г=10 * 1,0 * 0,99 = 9,9 мм
Стенка гололеда на контактном проводе принимается 50 % от стенки гололеда на тросе
bрк = 0,5 * bрт = 0,5 * 9,9 = 4,95 мм
Определяем вес гололеда по формуле
gгт=0,0009π bрт(dт+ bрт)=0,0009*3,14*9,9*(11+9,9)=
dк= А+Н = 12,81+11,80 =12,305мм
2 2
gгк=0,0009π bрк(dк+ bрк)=0,0009*3,14*4,95*(12,31+
5.2 Определяем горизонтальные нагрузки.
По заданному ветровому району определяем нормативную скорость ветра (стр. 89 Горошков)
Vн=22 м/с
Расчетная скорость ветра
Vр=Vн*kв= 22*1,15=25,3 м/с,
Определяем ветровые нагрузки для двух режимов:
режим максимального ветра vmax
Рк Vmax= Cх Vр2 dк =1,25 * 25,32 * 12,305 =0,62 даН/м
16000 16000
Рт Vmax= Cх Vр2 dт =1,25 * 25,32 * 11 =0,55 даН/м
16000 16000
режим гололеда с ветром г+v
Vг=0,6* Vр=0,6*25,3=15,2 м/с
Рк г+v = Сх Vг2(dк+2 bк) = 1,25 * 15,22(12,305+2*4,95) = 0,4 даН/м
16000
Рт г+v = Сх Vг2(dт+2 bт) = 1,25 * 15,22(11+2*9,9) = 0,56 даН/м
16000 16000
5.3 Определяем результирующие нагрузки на несущий трос:
в режиме максимального vmax
qт vmax= √( gпров)2+( Рт Vmax)2 = √ 1,5462+0,552 = 1,64 даН/м
в режиме гололеда с ветром г+v
qт г+v= √( gпров+ gгк+ gгт)2+( Рт г+v)2 = √(1,546+0,24+0,58)2+0,56 2=2,43даН/м
Расчет длин пролетов
6. Расчет длин пролетов на главных путях станции
6.1. Для определения расчетного режима, при котором определяем длины пролета, сравниваем ветровые нагрузки на контактный провод в режиме максимального ветра и в режиме гололеда с ветром. Так как
Рк Vmax > Рк г+v
0,465 даН/м > 0,302 даН/м,
то расчет длины пролета производим в режиме максимального ветра.
6.2.Определяем длину пролета при условии, что Рэ=0
lmax=2 К [bк доп – γк+(bк доп – γк)2 – а2],
Рк
где К – нажатие контактного провода – 1000 кг;
Рк – ветровая нагрузка на контактный провод для режима максимального
ветра 0,465 даН/м;
bк доп – допустимое отклонение контактного провода от оси пути 0,5м;
γк – прогиб опоры на уровне крепления контактного провода 0,01 м;
а – зигзаг контактного провода; а=0,3 м – на прямой, а=0,4 м – на кривой.
lmax=2 1000 [0,5 – 0,01+(0,5 – 0,01)2 – 0,32]=87 м,
0,465
6.3. Определяем нагрузку Рэ
Рк Т – Рт К – 8 К Т ( hи Рт + γт – γк)
Рэ= l2 qт
Т + К + 10,6*С*К*Т
gк l2
где Рк – ветровая нагрузка на контактный провод для режима максимального
ветра 0,465 даН/м;
Рт – ветровая нагрузка на трос в режиме максимального ветра 0,416 даН/м;
Т – натяжение троса; Т=1600;
l – длина пролета при Рэ=0 (т.е. lmax);
hи – высота гирлянды изоляторов в точке подвеса несущего троса 0,73 м;
qт – результирующая нагрузка на трос в режиме максимального ветра 1,6 даН/м;
γт – прогиб опоры на уровне крепления несущего троса 0,015 м;
С – длина электрической струны определяется по формуле:
С=h – 0,115 gпров l2 =2 – 0,115 1,546 *872 =1,04
Т0
где h – конструктивная высота подвески 2,0 м;
gпров – вес проводов цепной подвески 1,546 даН/м;
l – длина пролета при Рэ=0 (т.е. lmax);
То – натяжение троса при беспровесном положении контактного
провода (для главных путей Т0=1390, для боковых Т0=1280);
gк – вес контактного провода 0,89 даН/м
0,465*1600 – 0,416*1000 – 8*1600*1000 (0,73*0,416 + 0,015 – 0,01)
Рэ=
1600 + 1000 + 10,6*1,04*1600*1000
6.4.Уточняем расчет окончательной длины пролета с Рэ по формуле:
lmax=2 К [bк доп – γк+(bк доп – γк)2 – а2] =
Рк – Рэ
2 1000 [0,5–0,01+(0,5–0,01)2 –0,32] = 82 м
0,465–(–0,058)
7. Расчет длин пролетов на боковых путях станции
7.1.Для определения расчетного режима сравниваем ветровые нагрузки на контактный провод в режиме максимального ветра и в режиме гололеда с ветром. Так как
Рк Vmax > Рк г+v
0,427 даН/м > 0,29 даН/м,
то расчет длины пролета производим в режиме максимального ветра.
7.2. Определеяем длину пролета при условии, что Рэ=0
lmax=2 К [bк доп – γк+(bк доп – γк)2 – а2] =
Рк
=2 850 [0,5 – 0,01+(0,5 – 0,01)2 – 0,32]=83,7 м,
0,427
7.3. Определяем нагрузку Рэ
Рк Т – Рт К – 8 К Т ( hи Рт + γт – γк)
Рэ= l2 qт
Т + К + 10,6*С*К*Т
gк l2
0,427*1600–0,416*850 – 8*850*1000 (0,73*0,416 + 0,015 – 0,01)
=
С=h – 0,115 gпров l2 =2– 0,115 1,416*83,082 = 1,11
То
7.4. Уточняем расчет окончательной длины пролета с Рэ по формуле:
lmax=2 К [bк доп – γк+(bк доп – γк)2 – а2] =
Рк – Рэ
2 850 [0,5–0,01+(0,5–0,01)2 –0,32] =85,3 м
0, 411–(–0,054)
8. Расчет длин пролетов на перегоне
8.1 Расчет длин пролетов на выемке
8.1.1 Для определения расчетного режима сравниваем ветровые нагрузки на контактный провод в режиме максимального ветра и в режиме гололеда с ветром. Так как
Рк Vmax > Рк г+v
0,38 даН/м > 0,25 даН/м,
то расчет длины пролета производим в режиме максимального ветра.
8.1.2 Определяем длину пролета при условии, что Рэ=0
lmax=2 К [bк доп – γк+(bк доп – γк)2 – а2] =
Рк
=2 1000 [0,5 – 0,01+(0,5 – 0,01)2 – 0,32]=96,3 м,
0,38
8.2.3 Определяем нагрузку Рэ
Рк Т – Рт К – 8 К Т ( hи Рт + γт – γк)
Рэ= l2 qт
Т + К + 10,6*С*К*Т
gк l2
0,38*1600– 0,34*1000– 8*1600*1000 (0,73*0,34 + 0,015 – 0,01)
=
1600 + 1000 + 10,6*0,7*1600*1000
С=h – 0,115 gпров l2 =2 – 0,115 1,546*96,32 = 0,7
То
8.1.4 Уточняем расчет окончательной длины пролета с Рэ по формуле:
lmax=2 К [bк доп – γк+(bк доп – γк)2 – а2] =
Рк – Рэ
2 1000 [0,5–0,01+(0,5–0,01)2 –0,32] =97,5 м
0,38–0,012
8.2 Расчет длин пролетов на насыпи
8.2.1 Для определения расчетного режима сравниваем ветровые нагрузки на контактный провод в режиме максимального ветра и в режиме гололеда с ветром. Так как
Рк Vmax > Рк г+v
0,73 даН/м > 0,46 даН/м,
то расчет длины полета производим в режиме максимального ветра.
8.2.2 Определеяем длину пролета при условии, что Рэ=0
lmax=2 К [bк доп – γк+(bк доп – γк)2 – а2] =
Рк
=2 1000 [0,5 – 0,01+(0,5 – 0,01)2 – 0,32]=69 м,
0,73
8.2.3 Определяем нагрузку Рэ
Рк Т – Рт К – 8 К Т ( hи Рт + γт – γк)
Рэ= l2 qт =
Т + К + 10,6*С*К*Т
gк l2
0,73*1600 – 0,64*1000 – 8*1600*1000 (0,73*0,64 + 0,015– 0,01)
=
1600 + 1000 + 10,6*1,7*1600*1000
С=h – 0,115 gпров l2 =2 – 0,115 1,546*692 = 1,7
То 1280
8.2.4 Уточняем расчет окончательной длины пролета с Рэ по формуле:
lmax=2 К [bк доп – γк+(bк доп – γк)2 – а2] =
Рк – Рэ
2 1000 [0,5–0,01+(0,5–0,01)2 –0,32] =71,4 м
0,73–(–0,04)
8.3 Расчет длин пролетов на открытом ровном месте
8.3.1 Для определения расчетного режима сравниваем ветровые нагрузки на контактный провод в режиме максимального ветра и в режиме гололеда с ветром. Так как:
Рк Vmax > Рк г+v
0,62 даН/м > 0,4 даН/м,
то расчет длины пролета производим в режиме максимального ветра.
8.3.2 Определяем длину пролета при условии, что Рэ=0
lmax=2 К [bк доп – γк+(bк доп – γк)2 – а2] =
Рк
=2 1000 [0,5 – 0,01+(0,5 – 0,01)2 – 0,32]=75,3 м
0,62
8.3.3 Определяем нагрузку Рэ
Рк Т – Рт К – 8 К Т ( hи Рт + γт – γк)
Рэ= l2 qт
Т + К + 10,6*С*К*Т
gк l2
0,62*1600 – 0,55*1000 – 8*1600*1000 (0,73*0,55 + 0,015– 0,01)
=
1600 + 1000 + 10,6*1,2*1600*1000
С=h – 0,115 gпров l2 =2 – 0,115 1,546*75,32 = 1,2
То
8.3.4 Уточняем расчет окончательной длины пролета с Рэ по формуле:
lmax=2 К [bк доп – γк+(bк доп – γк)2 – а2] =
Рк – Рэ
2 1000 [0,5–0,01+(0,5–0,011)2 –0,32] =80,7 м
0,62–(–0,08)
8.4 Расчет длин пролетов на кривой
Для расчета данные берем из «открытого ровного места»
8.4.1 Определеяем длину пролета при условии, что Рэ=0
lmax=2 2К [bк доп – γк+ а] =
Рк+К
R
=2 2*1000 [0,45 – 0,02+0,4]=45,8 м,
0,62+1000
400
где R – радиус кривой, м.
8.4.2 Определяем нагрузку Рэ
Рк Т – Рт К – 8 К Т ( hи Рт + γт – γк)
Рэ= l2 qт
Т + К + 10,6*С*К*Т
gк l2
0,62*1600 – 0,55*1000 – 8*1600*1000 (0,73*0,55 + 0,015 – 0,01)
=
1600 + 1000 + 10,6*1,7*1600*1000
С=h – 0,115 gпров l2 =2 – 0,115 1,546*45,82 = 1,7
То
8.4.3 Уточняем расчет окончательной длины пролета с Рэ по формуле:
lmax=2 2К [bк доп – γк + а] =
Рк – Рэ+ К
R
2 2*1000 [0,45–0,02 + 0,4] =46,3 м
0,62–(–0,07)+1000
400
Результаты расчетов длин пролетов сводим в таблицу
Место расчета | Длина пролета | ||||
Рэ = 0 | с Рэ | Окончательная длина | |||
Станция | |||||
Главные пути | 87 | 82 | 82 | ||
Боковые пути | 83,7 | 85,3 | 85 | ||
Перегон | |||||
Выемка | 96,3 | 97,5 | 96 | ||
Насыпь | 69 | 71,4 | 71 | ||
Открытое ровное место | 75,3 | 80,7 | 81 | ||
Кривая R=400 м | 45,8 | 46,3 | 46 | ||
- Контарольная работа по " Муниципальному праву"
- Контейнерные перевозки
- Контейнерные системы перевозок
- Контекстная диаграмма потоков данных и ее декомпозиция
- Контекстное меню в операционной системе Windows
- Контекстные диаграммы отпуска товара со склада
- Контент анализ
- Консультирование подростков употребляющих наркотики
- Консультирование по реализму
- Консультирование при переживании утраты
- Консультирование родителей по поводу проблем детей раннего возраста
- Консьюмеризм
- Контактная точечная сварка (КТС)
- Контактные детали для электровозов