СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
I.РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ ………………………………………………………….
1. Определение нагрузок на провода контактной подвески…………………...
1.1 Исходные данные…………………………………………………………….
1.2 Нагрузка от собственного веса проводов контактной подвески………….
1.3 Горизонтальная нагрузка на несущий трос от давления ветра……………
1.4 Горизонтальная нагрузка на контактный провод от давления ветра……..
1.5 Результирующая (суммарная) нагрузка на несущий трос…………………
1.6 Вертикальная нагрузка от веса гололеда на несущий трос………………..
1.7 Вертикальная нагрузка от веса гололеда на контактный провод…………
1.8 Полная вертикальная нагрузка от веса гололеда на проводах контактной подвески…………………………………………………………………………..
1.9 Горизонтальная ветровая нагрузка на несущий трос, покрытый гололедом………………………………………………………………………….
1.10 Результирующая нагрузка на несущий трос……………………………….
2. Определить максимально допустимых длин пролетов………………………
2.1 Длина пролета………………………………………………………………….
2.2 Средняя длина струны…………………………………………………………
2.3 Удельная эквивалентная нагрузка, учитывающая взаимодействие несущего троса и контактного провода при ветровом их отклонении…………
2.4 Длины пролета…………………………………………………………………
II. ГРАФИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ………………………………………………………
1. Схема питания и секционирования………………………………………
2. Монтажный план станции…………………………………………………
III. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ…………………………………………
IV. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ…………………………………………
ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………………........
Список литературы……………………………………………………………
ВВЕДЕНИЕ
Сегодня российские железные дороги включают в себя 17 дорог, общая эксплуатационная длина которых совсем недавно составила 86,2 тыс. км. Электрифицированные железные дороги составляют примерно 51% общей протяженности Российских железных дорог, выполняя при этом 84,5% перевозок и обеспечивая большую часть пригородных перевозок пассажиров. Протяженность электрифицированных линий равна 42,9 тыс. км, из них 24,7 тыс. км на переменном токе, что составляет 50,6 % всей длины железнодорожных путей.
Как известно первой тягой, которая применялась на железных дорогах, была паровозная, затем тепловозная. Но вскоре потребность в увеличении грузовых и пассажирских перевозок привела к тому, что встал вопрос об использовании электрической тяги. Решение этого вопроса давала большую перспективу развития железнодорожного транспорта в целом, ведь переход к применению электроэнергии имеет свои положительные стороны:
- отсутствие загрязнения окружающей среды;
- больший коэффициент полезного действия;
- снижение себестоимости.
Электрифицированная железная дорога одновременно решает еще одну важную задачу – осуществляет электроснабжение районов, прилегающих к дороге: промышленных и сельскохозяйственных предприятий. Для сравнения: в 1975 г. нетранспортным потребителям передано 26 млрд. кВт-ч при общем потреблении 48,9 млрд. кВт-ч т.е. более 50 %.
Электрификация железной дороги повышает пропускную способность, надежность работы, сокращает эксплуатационные расходы, позволят сделать железнодорожный транспорт более комфортабельным. На электрифицированных железных дорогах имеется возможность возврата части электроэнергии в контактную сеть при движении поезда на спусках и при торможении.
Электрифицированные железные дорогиотносят к первой категории, поскольку перерыв в их работе приносит значительный ущерб народному хозяйству. Для таких потреблений должно быть использовано питание от двух независимых источников электроэнергии. Таковыми считаются отдельные районные подстанции, разные секции шин одной и той же подстанции районной или тяговой. В соответствии с этими схемами питания тяговых подстанций от энергосистемы на дорогах РФ во всех случаях должна быть такой, чтобы выход из работы одной из районной подстанции или линии передачи не мог бы явится причиной выхода из строя более одной тяговой подстанции.
В общем случае схема питания тяговых подстанций зависит от конфигурации районных сетей, резерва мощности электрических станций и подстанций и их возможностей. При этом, во всех случаях, для большей надежности стремятся иметь схему двустороннего питания тяговых подстанций, или питают подстанцию от одного источника двумя параллельными линиями передачи или одной двухцепной линией.
При двустороннем питании тяговых подстанций от двухцепной линии передачи две цепи линии заводятся только на так называемые опорные тяговые подстанции. Остальные подстанции – промежуточные – получают питание через отпайку, либо включаются в рассечку линии передачи поочередно к разным цепям линии (проходные).
I.РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ
Определение нагрузок на провода контактной подвески
Исходные данные
Таблица 1
| На главных путях станции и перегоне | На боковых путях | ||
| М - 120 | БрФ-100 | ПБСМ-70 | МФ-85 |
| d=14 мм | H = 11.8 мм | d=11 мм | H = 10.8 мм |
 = 1.06 даН/м
| А = 12,81 мм | =0.61 даН/м
| А = 11.76 мм |
 =0.89 даН/м
| =0.78даН/м
|
где d – диаметр несущего троса, м;
– нагрузка собственного веса 1-го погонного метра контактного провода, мм;
Н – высота контактного провода, мм;
А – ширина контактного провода, мм;
Ветровой район –II;
Гололедный район –I
Выемка h – 7м
Насыпь – 5м.
Нагрузка от собственного веса несущего троса и контактного провода. В режиме минимальной температуры несущий трос воспринимает только вертикальную нагрузку от собственного веса контактной подвески.
1.2.Вертикальная нагрузка от собственного веса несущего троса и контактного провода:
= + n 
( + 
)
где – нагрузка от собственного веса струн и зажимов, распределенная по длине пролета, принимаемая равной 0,05 даН/м для каждого провода;
n -число контактных проводов
а) Вертикальная нагрузка от собственного веса проводов контактной подвески на главных путях станции и на перегоне.
= 1.06 + 1,0 (0,89 + 0 05) = 2даН/м
б) Вертикальная нагрузка от собственного веса проводов контактной подвески на боковых путях станции
= 0,61+ 1,0 (0,76 + 0 05) = 1,42 даН/м
1.3Горизонтальная ветровая нагрузка на несущий трос от давления ветра.В режиме максимального ветра на несущий трос и на контактный провод действуют как вертикальная (на несущий трос), так и горизонтальные нагрузки от давления ветра (на несущий трос и контактный провод).
Горизонтальная ветровая нагрузка на несущий тросопределяется по формуле:
где 
– аэродинамический коэффициент лобового сопротивления несущего троса ветру (табл.№6 МУ = 1,25)
– нормативная скорость ветра наибольшей интенсивности, повторяемостью 1 раз в 10 лет, м/с;
– коэффициент, учитывающий порывистость местности;
– диаметр несущего троса, мм.
а) Горизонтальная ветровая нагрузка на несущий трос на главных путях станции, 
0,78 ([2] с.173, прил.7)
б) Горизонтальная ветровая нагрузка на несущий трос на боковых путях станций 
0,78 ([2] с.173, прил.7)
в) Горизонтальная ветровая нагрузка на несущий трос на перегоне и выемке h=7 м 0,98 ([2] с.173, прил.7)
г)Горизонтальная ветровая нагрузка на несущий трос на перегоне и насыпиh=5 м, 1,35([2] с.173, прил.7)
1.4 Горизонтальная ветровая нагрузка на контактный провод, определяется по формуле:
где – аэродинамический коэффициент лобового сопротивления ветру контактного провода; равный 1.2
– высота контактного провода, мм., равная 11,8 мм для БФР-100 и 10,8 мм для МФ-85
а) Горизонтальная ветровая нагрузка на контактный провод на главных путях станции
б) Горизонтальная ветровая нагрузка на контактный провод на боковых
путях станции
в) Горизонтальная ветровая нагрузка на контактный провод на перегоне в нулевых местах и выемке, глубиной до 7м
г) Горизонтальная ветровая нагрузка на контактный провод на перегоне на насыпи, h=5м
1.5 Результирующая (суммарная) нагрузка на несущий трос, определяется по формуле:
= 
При определении результирующей нагрузки на несущий трос ветровая нагрузка на контактный провод не учитывается, т.к она, в основном, воспринимается фиксаторами.
а) Результирующая (суммарная) нагрузка на главных путях станции
= 
= 2,1даН/м
б)Результирующая (суммарная) нагрузка на боковых путях станции
= 
= 1,5даН/м
в)Результирующая (суммарная) нагрузка на перегоне на выемке, h=7м
= 
= 2,3даН/м
б)Результирующая (суммарная) нагрузка на перегоне на насыпи, h=5м
= 
= 3,1даН/м
1.6 Вертикальная нагрузка от веса гололеда на несущий трос, определяется по формуле:
Вертикальная нагрузка от веса гололеда на несущий трос в ДаН/м:
= 0.0009 nГ 
bТ (d + bТ)
где nГ – коэффициент нагрузки
bТ – толщина стенки гололеда на несущим тросе, мм, определяемая по формуле:
= 
,
где bН - нормативная толщина стеки гололеда, ([2] с.175, прил.9)
ˊ – поправочный коэффициент в стенке гололеда, ([2] с.176, прил.10)
а) Вертикальная нагрузка от веса гололеда на несущий трос на главных путях станции, ˊ = 0,8; bТ 
10 × 0,8
= 0,0009 × 1 × 3,14× 10 × (14 + 10) = 0,49даН/м
б) Вертикальная нагрузка от веса гололеда на несущий трос на боковых путях станции, ˊ = 0,8; bТ 10× 0,8
= 0,0009 × 1 × 3,14 × 8 × (11 + 8) = 0,42даН/м
в) Вертикальная нагрузка от веса гололеда на несущий трос на перегоне на выемке, h=7м, ˊ = 0,6; bТ 10,8 × 0,6
= 0,0009 × 0,75 × 3,14 × 6 × (14 + 6) = 0,25даН/м
г) Вертикальная нагрузка от веса гололеда на несущий трос на перегоне на насыпи, h=5м, ˊ = 1,1; bТ 10 × 1,1
= 0,0009 × 1,25 × 3,14 × 11 × (14 + 11) = 0,97даН/м
1.7 Вертикальная нагрузка от веса гололеда на контактный провод, определяется по формуле:
= 0.0009 × nГ × 
×(
× (
+ ()
где, - средний диаметр контактного провода, мм.
= А+Н/2
для БрФ-100 – 12,3мм
для МФ-85 – 1мм
а) Вертикальная нагрузка от веса гололеда на контактный провод на главных путях станции
= 0,0009 × 1,0 × 3,14 × (5/2) × (12,5 + (5/2)) = 0,105 даН/м
б) Вертикальная нагрузка от веса гололеда на контактный провод на боковых путях станции
= 0,0009 × 1,0 × 3,14 × (5/2) × (11,28 + (5/2)) = 0,097 даН/м
в) Вертикальная нагрузка от веса гололеда на контактный провод на перегоне на выемке, h=7м
= 0,0009 × 0,75 × 3,14 × (5/2) × (12,5 + (5/2)) = 0,073даН/м
б) Вертикальная нагрузка от веса гололеда на контактный провод наперегоне на насыпи, h=5м
= 0,0009 × 1,25 × 3,14 × (5/2) × (12,5 + (5/2)) = 0,132даН/м
1.8 Полная вертикальная нагрузка от веса гололеда на проводах контактной подвески в даН/м, определяется по формуле:
где n – число контактных проводов;n=1
– равномерно распределенная по всей длине пролета вертикальная нагрузка от веса гололеда на струнах и зажимах при одном контактном проводе, равная 0,06 даН/м;
а) Полная вертикальная нагрузка от веса гололеда на проводах контактной подвески на главных путях станции
=0,49 + 1 × (0,104+ 0,06) = 0,65 даН/м
б) Полная вертикальная нагрузка от веса гололеда на проводах контактной подвески на боковых путях станции
=0,42 + 1 × (0.09 + 0,06) = 0,57даН/м
в) Полная вертикальная нагрузка от веса гололеда на проводах контактной подвески на перегоне на выемке, h=7м
=0,31 + 1 × (0,07 + 0,06) = 0,44 даН/м
г) Полная вертикальная нагрузка от веса гололеда на проводах контактной подвески на перегоне на насыпи, h=5м
=0,97 + 1 × (0,132 + 0,06) = 1,16даН/м
1.9 Результирующая ветровая нагрузка на несущий трос, покрытый гололедом, определяется по формуле:
где, 
- нормативная скорость при гололеде, равная 15 м/с., при IIIветровом районе;([1], с.11)
а) Горизонтальная ветровая нагрузка на несущий трос, покрытый гололедом, на главных путях станции
б) Горизонтальная ветровая нагрузка на несущий трос, покрытый гололедом, на боковых путях станции
в) Горизонтальная ветровая нагрузка на несущий трос, покрытый гололедом, на перегоне на выемке, h=7м
г) Горизонтальная ветровая нагрузка на несущий трос, покрытый гололедом, на перегоне на насыпи,h=5м
1.10Результирующая ветровая нагрузка на контактный провод, покрытый гололедом, определяется по формуле:
а) Горизонтальная ветровая нагрузка на контактный провод, покрытый гололедом на главных путях станции
б) Горизонтальная ветровая нагрузка на контактный провод, покрытый гололедом на боковых путях станции
в) Горизонтальная ветровая нагрузка на контактный провод, покрытый гололедом на перегоне на выемке, h=7м
г) Горизонтальная ветровая нагрузка на контактный провод, покрытый гололедом на перегоне на насыпи,h=5м
1.11. Результирующая (суммарная) нагрузка на несущий трос, определяется по формуле:
а) Результирующая нагрузка на несущий трос на главных путях станции
б) Результирующая нагрузка на несущий трос на боковых путях станции
в) Результирующая нагрузка на несущий трос на перегоне на выемке,h=7м
г) Результирующая нагрузка на несущий трос на перегоне на насыпи,h=5м
Таблица 2 Результаты вычислений
| Участок местности | Нагрузки, действующие на контактную подвеску | ||||||||||||
|
|
| 
| PTV | PKV | qtv | PTГ | PКГ |
|
|
| 
| |
| даН/м | |||||||||||||
| Главные пути | 1,06 | 0,89 | 0,06 | 0,82 | 0,69 | 2.1 | 0.23 | 0,31 | 0.49 | 0,105 | 0,65 | 0,68 | |
| Боковые пути | 0,61 | 0,76 | 0,06 | 1,42 | 0,65 | 0,63 | 1.5 | 0.208 | 0,16 | 0.42 | 0,097 | 0,57 | 0,604 |
| Выемка | 1,06 | 0,89 | 0,06 | 1,3 | 1,1 | 2.3 | 0.31 | 0,26 | 0,25 | 0,073 | 0.44 | 0,52 | |
| Насыпь | 1,06 | 0,89 | 0,06 | 2,48 | 2,09 | 3.1 | 0.62 | 1,08 | 0,97 | 0,132 | 1,16 | 1,31 |
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДЛИН ПРОЛЕТА
Длина пролета контактной подвески определяется исходя из максимального отклонения контактного провода от оси пути. Это отклонение не должно быть более 500 мм для прямых и 450 мм для кривых участков пути. По условиям токосъема длина пролета не должна быть больше 60 м.
3.1 Определение допустимой длины пролета на прямых участках
на кривых
где К – номинальное натяжение контактных проводов, даН. Значение натяжения контактных проводов принимают в зависимости от марки проводов
для БрФ-100 – 1300 даН;
- наибольшее допустимое горизонтальное отклонение контактных проводов от оси токоприемника в пролете:
= 0,5 – на прямых и = 0,45 – на кривых:
а – зигзаг контактного провода: а = 0,3м – на прямых; а = 0,4м – на кривых;
–ветровая нагрузка на контактный провод даН/м:
= 900 м – радиус кривой:
а) Длина пролета на главных путях станций и перегоне
б) Длина пролета на перегоне на кривой радиусом R1=900м
2.2 Определение средней длины струны по формуле:
где h – конструктивная высота подвески, равная 2,2 м;
– нагрузка на несущий трос от всеа всех проводов цепной подвески;
- натяжение несущего троса при беспросветном положении контактного провода и равное для ПБСМ-95 1700
– допустимая длина пролета, м.
а) Средняя длина струны на главных путях станции и перегоне
д) Средняя длина струны на на кривой радиусом R1=900м
2.3 Удельная эквивалентная нагрузка, учитывающая взаимодействие несущего троса и контактного провода при их ветровом отклонении, определяется по формуле:
где Т = 
–натяжение несущего троса контактной подвески в расчетном режиме
–ветровая нагрузка на несущий трос, даН/м;
– длина подвесной гирлянды изоляторов, равная 0,16 м;
– результатирующая нагрузка на несущий трос, даН/м;
, 
– упругий прогиб опоры, м;
– длина пролета, м.
а) Удельная эквивалентная нагрузка, учитывающая взаимодействие несущего троса и контактного провода при ветровом их отклонении на главных путях станции
б) Удельная эквивалентная нагрузка, учитывающая взаимодействие несущего троса и контактного провода при ветровом их отклонении на кривой радиусом R1=900м
2.4 Длина пролета с учетом удельной эквивалентной нагрузкиопределяется по формуле:
на прямых участках пути:
на кривых:
а) Длина пролета с учетом удельной эквивалентной нагрузки на главных путях станции
б)Длина пролета с учетом удельной эквивалентной нагрузки на кривой радиусом R1=900м
Таблица 3.1 Результаты вычислений
| Участок местности |
| 
|
| 
| |
| Станция | Главные пути | 80,7 | 0,96 | 1,68 | -0,0026 |
| Боковые пути | 68,3 | 1,57 | 1,8 | -0,037 | |
| Перегон | Выемка | 63,9 | 1,42 | 1,1 | -0,0012 |
| Насыпь | 46,4 | 1,79 | 1,95 | -0,047 | |
| Кривая R1 = 900м | 63,85 | 2,09 | 2,07 | -0,087 | |
| Кривая R2= 1250м | 70,84 | 2,08 | 2,02 | -0,068 |
2.5 Определение значений максимальных длин пролетов монограмм ([1] c.177, прил.12)
| Vо max | Vгн | bн | Kv | kb | Vmax | Vг | bтр | bк | L | ПринятаяL | ||
| V max | Vг | |||||||||||
| Ст.гл. пути | 0,73 | 0,8 | 26,28 | 9,49 | ||||||||
| Стбоковые пути | 0,73 | 0,8 | 26,28 | 9,49 | ||||||||
| Перегон нулевое место | 0,73 | 1,1 | 26,28 | 9,49 | 5,5 | 2,75 | ||||||
| выемка | 0,98 | 0,6 | 35,28 | 12,74 | 1,5 | |||||||
| Насыпь | 1,1 | 1,1 | 50,4 | 18,2 | 5,5 | 2,75 | ||||||
| Кривая R=900 | 1,1 | 1,1 | 45,36 | 16,38 | 5,5 | 2,75 | ||||||
| Кривая R=1250 | 1,1 | 1,1 | 45,36 | 16,38 | 5,5 | 2,75 |
Последние значения Lmaxокругляем до целого числа в целую сторону и выбираем наименьшее значение с учетом требований 2.6.2 ПУТЭКС
V max = v0max × Kvbmp = bн×Kb
1) Vmax =36×0.73 =26,28 1) bmp= 5×0.8 = 4
2) Vmax =36×0.73 =26,28 2)bmp= 5×0.8 = 4
3) Vmax =36×0.73 =26,28 3)bmp= 5×1.1 = 5.5
4) Vmax =36×0.98 =35,28 4)bmp= 5×0.8 = 3
5) Vmax =36×1,4 =50,4 5) bmp= 5×1.1 = 5.5
6) Vmax =36×1.26=45,36 6) bmp= 5×1.1 = 5.5
7) Vmax =36×1.26=45,367) bmp= 5×1.1 = 5.5
Vг = Vгн × Kvbk = (bн × Kb): 2
1) V г = 13 × 0.73= 9,49 1)bk = (5 × 0.8): 2 = 2
2) V г = 13 × 0.73= 9,49 2)bk = (5 × 0.8): 2 = 2
3) V г = 13 × 0.73= 9,49 3)bk = (5 ×1,1): 2 = 2,75
4) V г = 13 × 0.98= 14.7 4)bk = (5 × 0.6): 2 = 1,5
5) V г = 13 × 1.4= 18,02 5)bk = (5 ×1,1): 2 = 2,75
6) Vг = 13 × 1.26= 16,386)bk = (5 ×1,1): 2 = 2,75
7) Vг = 13 × 1.26= 16,387)bk = (5 ×1,1): 2 = 2,75
II ГРАФИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
В данном курсовом проекте составлено две схемы:
1. Схема питания и секционирования
2. Монтажный план станции
В монтажном плане станции питание подается от тяговой подстанции переменного тока по главным путям на станцию и перегон. В начале станции установлена нейтральная вставка и два секционных разъединителя нормально отключенных, а в конце станции изолирующее сопряжение и один нормально отключенный разъединитель. Изолированные второстепенные пути питаются от главных путей с помощью нормально включенных поперечных разъединителей П12 и П13.