Курсовая работа (т): Проектирование контактной сети

Проектирование контактной сети

ФГБОУ ВПО

ДВГУПС

Кафедра «Электроснабжение транспорта»

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

На тему: Проектирование контактной сети

Выполнил: Бя Нам Су

Шифр: 11-ЭЛЖД-829

Проверил: Ли В.Н.

ХАБАРОВСК 2014

Введение

Контактная сеть, является одним из основных и дорогостоящих элементов системы электроснабжения электрифицированных железных дорог, работает в сложных метеорологических условиях, не имеет резерва, но должна обеспечивать надёжный токосъем при заданных скоростях движения и весах поездов. Поэтому при её проектировании необходимо обеспечить механическую прочность и устойчивость всех её элементов: проводов, опорных и поддерживающих устройств с учётом экономической целесообразности их практического применения. Для проектирования задаётся станция железной дороги переменного тока, для которой необходимо спроектировать контактную сеть.

Исходные данные

Климатические условия и другие данные

Примечание: 1. Температура гололёдных образований -50С; 2. Температура при максимальном ветре - +50С; 3. Принять гололёд цилиндрической формы с плотностью 0,9 г/см3

1.      
Определение расчётных нагрузок на контактные провода и тросы и выбор их натяжения

1.1.    Режим максимального ветра

Расчет производим для контактной подвески главных путей ПБСМ-95+МФ-100.

Вертикальная нагрузка на несущий трос, даН/м, от веса проводов контактной подвески:

                                                                 (1.1)

где  - нагрузка от веса 1м. несущего троса ПБСМ - 95;

 - нагрузка от веса 1м. контактного провода МФ-100 [1];

 - число контактных проводов;

 - приближённое значение нагрузки от веса рессорного троса, струн, зажимов, отнесённого на 1м. подвески.

Горизонтальные нагрузки от воздействия ветра, даН/м.

На несущий трос:

                                                                     (1.2)

где  - максимальная скорость ветра;

 - диаметр несущего троса ПБСМ-95 [1];

 - аэродинамический коэффициент лобового сопротивления провода ветру для одиночных контактных проводов и несущих тросов контактной подвески с учётом зажимов и струн.

На контактный провод:

                                                                    (1.3)

где  - максимальная скорость ветра;

 - высота сечения контактного провода МФ-100 [1];

 - аэродинамический коэффициент лобового сопротивления провода ветру для одиночных контактных проводов и несущих тросов контактной подвески с учётом зажимов и струн.

Результирующая нагрузка на несущий трос:

                                                                          (1.4)

где  - вертикальная нагрузка на несущий трос, от веса проводов контактной подвески;

 - горизонтальные нагрузки от воздействия ветра на контактный провод.

1.2.    Режим гололёда с ветром

Вертикальная нагрузка от веса гололёда.

На несущий трос:

                                                       (1.5)

где  - толщина гололёда несущего троса;

 - диаметр несущего троса.

На контактный провод:

                                                         (1.6)

где  - толщина стенки гололёда контактного провода;

 - средний диаметр контактного провода.

Полная вертикальная нагрузка от веса гололёда на проводах контактной подвески:

                                                           (1.7)

где  - равномерное распределённая по длине пролёта вертикальная нагрузка от веса гололёда на струнах и зажимах.

Горизонтальная нагрузка от ветрового воздействия на покрытые гололёдом.

На несущий трос:

(1.8)

На контактный провод

(1.9)

Результирующая нагрузка на несущий трос:

              (1.10)

2.      
Определение допустимых длин пролётов

Для расчёта допустимой длины пролёта подвески главного пути используем методику последовательного приближения.

Формула для расчёта максимальной длины пролёта:

                    (2.1)

где  - натяжение контактного провода;

 - коэффициент динамичности;

 - наибольшее допустимое отклонение КП от оси токоприемника;

 - зигзаг контактного провода;

 - прогиб опоры на уровне контактного провода.

.1 Первый случай: когда

.2 Второй случай: известно ,

Определим коэффициент динамичности:

                                                                        (2.2)

где  - коэффициент, учитывающий упругие деформации при отклонении провода;

 - коэффициенты, зависящие от длины пролета;

 - коэффициенты, зависящие от скорости ветра;

 - коэффициенты, зависящие от нагрузки отвеса контактных проводов .

Определим среднюю длину струны в средней части пролета:

                                                                    (2.3)

где  - конструктивная высота подвески;

 - натяжение несущего троса в безпровесном положении.

Удельная эквивалентная нагрузка, учитывающая взаимодействие несущего троса и контактного провода при ветровом их отклонении:

                                (2.4)

где  - натяжение несущего троса контактной подвески в расчётном режиме (для ПБСМ-95 [1]);

м. - длина гирлянды изоляторов несущего троса из трех изоляторов; м. - прогиб опор на уровне контактного провода [1];

м. - прогиб опор на уровне несущего троса [1].

Сравнивая значения  и  разница составляет 8 м, необходимо рассмотреть следующий случай.

2.3.    Третий случай

Определим коэффициент динамичности:

                                                                        (2.5)

где  - коэффициент, учитывающий упругие деформации при откло-нении провода;  - коэффициенты, зависящие от длины пролета;

 - коэффициенты, зависящие от скорости ветра;

 - коэффициенты, зависящие от нагрузки отвеса контактных проводов .

Удельная эквивалентная нагрузка, учитывающая взаимодействие несущего троса и контактного провода при ветровом их отклонении:

                                (2.6)

где  - натяжение несущего троса контактной подвески в расчётном режиме (для ПБСМ-95 [1]);

м. - длина гирлянды изоляторов несущего троса из трех изоляторов;

м. - прогиб опор на уровне контактного провода [1];

м. - прогиб опор на уровне несущего троса [1].

Сравнивая, значения  и  разница составляет 0,2 м данное значение проходит по требованию. Следует выбрать максимальные допустимые длины пролетов по монограмме представленная в [1]. Аналогичный расчет и для подвески боковых путей, результаты расчетов сводим в таблицу 2.1.

Таблица 2.1 Длины пролетов

Из таблицы выбираем наименьшее значение длины, так для ПБСМ-95+МФ-100 длина пролета составляет 52 м, а для ПБСМ-70+МФ-85 будет 49 м.

3. Составление схемы питания и секционирования

Схема питания и секционирования представлена на Рис.1. Условные графические обозначения элементов представлены в приложении. На схеме предусмотрено питание контактной сети станции от прилегающих перегонов (продольное секционирование). Первое выполнено с помощью изолирующих сопряжений анкерных участков, а второе при помощи секционных изоляторов. При поперечном секционировании предусмотрено раздельное питание двух главных путей (существующего и предполагаемого в перспективе). Боковые пути выделены в отдельную секцию. Это решение продиктовано условиями надёжности, поскольку при исчезновении напряжения с одного пути, можно будет перейти на питание от другого. Присоединение контактных подвесок путей, где могут производится работы вблизи контактной сети (тупики и подъездной путь к складу) присоединены секционными разъединителями с заземляющими ножами.

4. Трассировка контактной сети на станции

Планы контактной сети и перегонов являются чертежами, выполняемыми проектными организациями. По ним производятся строительно-монтажным поездом строительные работы, т. е. установка фундаментов, опор, опорных плит, лежней, анкеров, анкерных оттяжек, ригелей жестких поперечин, и электромонтажным поездом монтажные работы, т. е. раскатка и подвеска проводов контактной подвески, усиливающих и питающих проводов, монтаж анкеровок, и средних анкеровок, устройство сопряжения анкерных участков и воздушных стрелок, монтаж гибких и армирование жестких поперечин, установка разъединителей, секционных изоляторов, разрядников, поперечных и продольных соединителей, монтаж заземлений и искровых промежутков.