NN

п/п

Наименование исходных данных

Характеристика

исходных данных

1

Вариант схемы станции

14

2

Номера районов

ветрового

VI (V^н= 39 м/с)

гололёдного

I (b^н= 5 мм)

3

Температура воздуха

в тени, ⁰С

минимальная

-50

максимальная

+45

4

Высота насыпи, м

0.6

Пески крупные

5

Расчётное сопротивление грунта, МПа

0.2

6

Характер местности

Открытая местность с редким лесом

7

Максимальная скорость движения

ЭПС на станции, км/ч

по главному пути

115

по второстепен-

ным путям

40

8

Система электрической тяги

Постоянный ток 3 кВ

9

Расчетный тип токоприёмников ЭПС

Т

10

Марки, сечения и

количест-во

проводов

контактной подвески на главном пути станции

М-120+2МФ-100

контактной подвески на каждом электрифицируемом второстепенном пути станции

ПБСА-50/70+МФ-100

ВЛ-10 кВ

3×АС-50/8,0

низковольтной линии 380/220 В

4×АС-50/8,0

каждой питающей линии

3А-185

отсасывающей линии

6А-185

троса группового заземления

ПБСМ1-70

Марки проводов

М-120

ПБСМ1-70

ПБСА-50/70

МФ-100

АС-50/8,0

А-185

Фактическое сечение S, мм²

117

72,2

45,2/71,8

100

48,20/8,04

182,8

Расчетный диаметр d_i, мм

14

11

14

-

9,60

17,5

Высота сечения Н_к, мм

-

-

-

11,8

-

-

Ширина сечения, мм

-

-

-

12,81

-

-

Средний диаметр d_ср, мм

-

-

-

12,31

-

-

Нагрузка от собственного веса g_i, даН/м

1,037

0,586

0,669

0,873

0,191

0,492

aES, даН/⁰С

21,56

14,01

20,50

-

7,44

22,11

24a×10^-6,1/⁰С

408

319

330

408

461

552

Наименование натяжений, режимов и проводов

Формулы для определения ориентировочных натяжений

Значения натяжений, даН

Максимально допустимое

натяжение НТ, Т_max

М-120

-

1960

ПБСА-50/70

-

1960

Номинальное натяжение КП, К

2МФ-100

-

1960

МФ-100

-

980

Натяжение НТ в режиме беспровесного положения КП, Т₀

М-120

Т₀=0,75Т_max

1470

ПБСА-50/70

Т₀=0,80Т_max

1568

Натяжение НТ в режиме ветра максимальной интенсивности

(с учетом t_min=-50⁰C), Т_в

М-120

Т_в=0,70Т_max

1370

ПБСА-50/70

Т_в=0,80Т_max

1570

Натяжение НТ в режиме гололеда с ветром

(b_max=5.5 мм), Т_г

М-120

Т_г=0,85Т_max

1670

ПБСА-50/70

Т_г=0,85Т_max

Наименование нагрузок

Формулы для

расчета

Значения нагрузок,

даН/м

От собственного веса провода, g_i

По справочным данным [1]

М-120, g_н=1.037

ПБСА-50/70, g_н=0,669

МФ-100, g_к=0,873

На НЕСУЩИЙ ТРОС от веса всех проводов контактной подвески

(вес подвески), g_п

g_п=g_н+g_к×n_к+0.1×n_к

[1]

М-120+ 2МФ-100,

g_п=1.037+0,873·2+0.1·2=2,983

ПБСА-50/70+МФ-100,

g_п=0.669+0.873×1+0.1×1=1.642

От ветра на НТ подвески, р_нв

р_нв=0.615×С_х××d_i×10^-4

[1]

М-120,

р_нв=0.615×1.25×37²×14×10^-4=1.473

ПБСА-50/70,

р_нв=0.615×1.25×37²×14×10^-4=1,473

От ветра на КП, р_кв

р_кв=0.615×С_х××Н_к×10^-4

[1]

2МФ-100,

р_кв=0.615×1,55×37²×11,8×10^-4=1,54

МФ-100

р_кв=0.615×1.15×37²×11,8×10^-4=1,14

Результирующая нагрузка на НТ контактной подвески, q_нв

q_нв=

[1]

М-120,

q_нв=

ПБСА-50/70,

q_нв=

Наименование нагрузок

Формулы для

расчета

Значение нагрузок,

даН/м

От веса гололеда на НЕСУЩИЙ ТРОС, g_гн

g_гн=2.77×b_max(d_i+b_max)×10^-3

[1]

М-120,

g_гн=2.77×5,5×(14+5,5)×10^-3=0,297

ПБСА-50/70,

g_гн=2.77×5.5×(14+5.5)×10^-3=0,297

От веса гололеда на одном КП, g_гк

g_гк=2.77×

×

[1]

МФ-100,

g_гк=2.77×5,5/2×

×(12.31+5.5/2)×10^-3=0,115

От веса одного КП с гололедом, g_кг

g_кг=g_к+g_гк

[1]

2. Определение максимально допустимых длин пролетов с учетом ограничений

Максимально допустимая длина пролета на прямой в режимах ветра максимальной интенсивности и гололеда с ветром

, (2.1)

где р_к - нормативная ветровая нагрузка на контактный провод, даН/м;

К₁ - коэффициент, учитывающий динамические процессы при воздействии ветровой нагрузки на провода;

р_э - эквивалентная нагрузка, характеризующая влияние несущего троса на отклонение контактного провода, даН/м;

b_к.доп - максимально допустимое отклонение контактного провода от оси токоприемника на прямой, м;

g_к - изменение прогиба опоры на уровне контактного провода под действием ветровой нагрузки, м;

а - абсолютное значение зигзага контактного провода на прямой, одинаковое на соседних опорах, м.

К₁=К₂+2hdx, (2.2)

где К₂ - коэффициент, учитывающий упругие деформации провода при его отклонении;

h и d - коэффициенты, учитывающие пульсации ветра;

g - коэффициент динамичности.

Коэффициенты h,d и g определены по материалам [1].

К₂=К₃×К₄×К₅, (2.3)

где К₃, К₄, К₅ - коэффициенты, определенные по материалам [1].

Эквивалентная нагрузка р_э определена

р_э=, (2.4)

где Т - натяжение несущего троса, даН;

р_н - нормативная ветровая нагрузка на несущий трос, даН/м;

h_и - длина гирлянды подвесных изоляторов, принятая по материалам [1] 0.42 м;

q_н - результирующая нагрузка на несущий трос, даН/м;

g_н - изменение прогиба опоры на уровне несущего троса под действием ветровой нагрузки, м;

е_ср - средняя длина струн в средней части пролета l_max, м;

g_к - нагрузка от веса одного контактного провода, даН/м;

n_к - число контактных проводов.

е_ср=h₀ – 0.115×, (2.5)

где h₀ - конструктивная высота подвески, м;

g_п - нагрузка от веса всех проводов подвески на несущий трос при отсутствии гололеда, даН/м.

Расчет произведен сначала для подвески М-120+2МФ-100. В режиме ветра максимальной интенсивности по табл. 2.2 и 2.3: К=1960 даН, р_кв=1,54 даН/м, b_к.доп=0.5 м, g_кв=0.025 м, а=0.3 м. При К₁=1 и р_эв=0.

м.

По материалам [1] найдены значения коэффициентов для определения К'₁ при l_max.в=65,52 м: h=0.58 d=0.225, x=1,015, К₃=0.65, К₄=1,33, К₅=1.075.

К'₂=0,65·1,33·1,075=0.929. К'₁=0.929+2×0.58×0.225×1,015=1.194.

h₀=2.0 м, g_п=2.983 даН/м, Т₀=1470 даН.

е'_ср=2 - 0.115×=0,998 м.

По [1] и табл. 2.2 и 2.3: Т_в=1370 даН, р_нв=1.473 даН/м, h_и=0.42 м, q_нв=3.327 даН/м, g_нв=0.034 м, g_к=0.873 даН/м, n_к=2.

р'_эв= даН/м.

Новое значение длины пролета с учетом К'₁ и р'_эв

м.

Разница между значениями длины пролета получилась более 5%

, поэтому расчет продолжен.

l’_max.в=56.3 м: h=0.62 d=0.225, x=1,015, К₃=0.67, К₄=1,33, К₅=1.075.

К'₂=0,67·1,33·1,075=0.958. К'₁=0.958+2×0.62×0.225×1,015=1.241.

е''_ср=2 - 0.115×=1.26 м.

р''_эв= даН/м.

Новое значение длины пролета с учетом К''₁ и р''_эв

м.

Разница между значениями длины пролета получилась менее 5%

, поэтому расчет прекращен и окончательно принято l_max.в=55.36 м.

В режиме гололеда с ветром по [1] и табл. 2.2 и 2.4: К=1960 даН, р_кг=0.249 даН/м, b_к.доп=0.5 м, g_кг=0.005 м, а=0.3 м. При К₁=1 и р_эг=0.

м.

По материалам [1] найдены значения коэффициентов для определения К'₁ при l_max.г=167.28 м: h=0.51, d=0.115, x=1.03, К₃=0.44, К₄=1.5, К₅=1.075.

К'₂=0.44×1.5×1.075=0.71. К'₁=0.71+2×0.51×0.115×1.03=0.83

h₀=2.0 м, g_п=2.983 даН/м, Т₀=1470 даН.

е'_ср=2 - 0.115×=0.857 м.

Т_г=1670 даН, р_нг=0.29 даН/м, h_и=0.42 м, q_нг=3.52 даН/м, g_нг=0.007 м, g_кг=0.988 даН/м, n_к=2.

р'_эг= даН/м.

Новое значение длины пролета с учетом К'₁ и р'_эг

м.

Разница между значениями длины пролета получилась менее 5%

, поэтому расчет прекращен и окончательно принято l_max.г=166.42 м..

Для подвески ПБСА-50/70+МФ-100. В режиме ветра максимальной интенсивности по табл. 2.2 и 2.3: К=980 даН, р_кв=1,14 даН/м, b_к.доп=0.5 м, g_кв=0.025 м, а=0.3 м. При К₁=1 и р_эв=0.

м.

По материалам [1] найдены значения коэффициентов для определения К'₁ при l_max.в=53,85 м: h=0.63, d=0.225, x=0.92, К₃=0.67, К₄=1.33, К₅=1.00.

К'₂=0.67·1.33×1.00=0.891. К'₁=0.891+2×0.63×0.225×0.92=1.152.

h₀=2.0 м, g_п=1.642 даН/м, Т₀=1570даН.

е'_ср=2,0 - 0.115×=1.65 м.

Т_в=1570 даН, р_нв=1.473 даН/м, h_и=0.42 м, q_нв=2.206 даН/м, g_нв=0.007 м, g_к=0.873 даН/м, n_к=2.

р'_эв= даН/м.

Новое значение длины пролета с учетом К'₁ и р'_эв

м.

Разница между значениями длины пролета получилась более 5%

, поэтому расчет продолжен.

l’_max.в=48.4 м: h=0.66, d=0.225, x=0.92, К₃=0.69, К₄=1.33, К₅=1.00.

К'₂=0.69·1.33×1.00=0.918. К'₁=0.918+2×0.66×0.225×0.92=1.191.

е''_ср=2 - 0.115×=1.718 м.

р''_эв= даН/м.

Новое значение длины пролета с учетом К''₁ и р''_эв

м.

Разница между значениями длины пролета получилась менее 5%

, поэтому расчет прекращен и окончательно принято l_max.в=47.66 м..

В режиме гололеда с ветром по [1] и табл. 2.2 и 2.4: К=980 даН, р_кг=0.185 даН/м, b_к.доп=0.5 м, g_кг=0.005 м, а=0.3 м. При К₁=1 и р_эг=0.

м.

По материалам [1] найдены значения коэффициентов для определения К'₁ при l_max.г=137.228 м: h=0.51, d=0.115, x=0.93, К₃=0.52, К₄=1.5, К₅=1.00.

К'₂=0.52×1.5×1.00=0.78. К'₁=0.78+2×0.51×0.115×0.93=0.889.

h₀=2.0 м, g_п=1.642 даН/м, Т₀=1570 даН.

е'_ср=2,0 - 0.115×=1.411 м.

Т_г=1670 даН, р_нг=0.29 даН/м, h_и=0.42 м, q_нг=2.07 даН/м, g_нг=0.007 м, g_к=0.988 даН/м, n_к=2.

р'_эг= даН/м.

Новое значение длины пролета с учетом К'₁ и р'_эв

м.

Разница между значениями длины пролета получилась менее 5% ,

поэтому расчет прекращен и окончательно принято l_max.г=143.2 м..

Для контактного провода существуют ограничения его положения по высоте от уровня головки рельса в любых точках пролета и эксплуатационных условиях на станциях и перегонах:

• максимально допустимая высота - 6.8 м;

• минимально допустимая высота - 5.75 м.

Из этого следует, что максимально допустимый интервал перемещения КП по вертикали (Dh_доп) равен 1.05 м.

Длина пролета, при которой интервал перемещений контактного провода в заданных условиях равен максимально допустимому, будет максимально допустимый по условию соблюдения вертикальных габаритов контактного провода.

Сначала необходимо установить, в каких режимах контактный провод будет занимать наивысшее и наинизшее положения. Наивысшее положение контактный провод будет занимать в режиме минимальной температуры, так как провес несущего троса в этом режиме будет наименьшим. Наинизшее положение контактного провода может занимать либо в режиме максимальной температуры, либо в режиме гололеда с ветром.

Режим с наинизшим положением контактного провода можно установить путем сравнения значений максимальной и критической температуры. Если максимальная температура равна или больше критической, то наибольший провес несущего троса будет иметь место в режиме максимальной температуры, а если меньше, то в режиме гололеда с ветром.

Значение критической температуры t_кр для несущего троса полукомпенсированной подвески приближенно определено по формуле

t_кр=t_г+. (2.6)

Значения произведения aЕS для несущего троса приняты по данным [1].

Если наинизшее положение контактного провода будет в режиме максимальной температуры, то максимальная длина пролета, при которой обеспечивается соблюдение вертикальных габаритов контактного провода в середине пролета, определено

l_max=, (2.7)

где А=, (2.8)

Б=, (2.9)

Д=, (2.10)

Г=. (2.11)

В приведенных формулах:

- значения натяжения несущего троса при соответственно максимальной и минимальной температурах, даН;

К - номинальное натяжение контактного провода, даН;

с - расстояние от оси опоры до первой струны на несущем тросе, м.

Для несущего троса подвески М-120+2МФ-100

t_кр= -5+= +6.6⁰С;

Для несущего троса подвески ПБСА-50/70+МФ-100

t_кр= -5+= +11⁰С.

Из сравнения полученных значений критической температуры с принятым в проекте значением максимальной температуры (+45⁰С) видно, что наибольший провес несущего троса каждой подвески будет иметь в режиме максимальной температуры.

Максимально допускаемая длина пролета для подвески

М-120+2МФ-100 определена по формулам (2.7-2.11).

По данным [2] =0.35×1960=686даН, с=10 м.

Г== -0.0004957 1/даН;

А==0.0001069 1/м;

Б== -0.009858;

Д==-1.149 м;

l_max==67.347 м.

Максимально допускаемая длина пролета для подвески

ПБСА-50/70+МФ-100 определена по формулам (2.7-2.11).

По данным [2]=0.35×1960=686даН, с=2 м.

Г== -0.0008412 1/даН;

А==0.00008671 1/м;

Б== -0.0008621;

Д==-1.052 м;

l_max==105.273 м.

Все данные о максимально допустимых и окончательно принятых длинах пролетов для обеих подвесок представлены в табл. 2.5.

Т а б л и ц а 2.5

Максимально допустимые длины пролетов для разных подвесок, режимов, условий и окончательно принятые

3.РАЗРАБОТКА СХЕМЫ ПИТАНИЯ И СЕКЦИОНИРОВАНИЯ КОНТАКТНОЙ СЕТИ И ВЛ НА СТАНЦИИ

3.1 Общая характеристика заданной станции и назначение путей

На станции расположен главный путь, два приемоотправочных и тупики № 4,5, предназначенные для для систематической погрузки-выгрузки,№7,предназначенный для маневровой работы. Приемоотправочный путь № 3 рассматривается как перспективный второй путь. На станции расположено пассажирское здание, высокая пассажирская платформа, пешеходный мост и тяговая подстанция с питающими и отсасывающими линиями.

3.2Описание и обоснование предлагаемой схемы питания и секционирования. Основные сведения о примененных секционных изоляторах, разъединителях и приводах к ним

Схема питания и секционирования контактной сети и ВЛ разработана с учетом рекомендаций, приведенных в [1.3] и конкретной станции так, чтобы были обеспечены возможно меньшие потери напряжения и энергии в сети при номинальном режиме работы и минимальные нарушения графика движения поездов при выходе из строя какой-либо секции контактной сети и ВЛ.

Количество секционных изоляторов и разъединителей должно быть минимально возможным. Выделение участков контактной сети станции в отдельные секции, количество и взаимное расположение секций проектируется так, чтобы при отсутствии напряжения на какой-либо секции была обеспечена возможность работы по приему и отправлению поездов на других секциях с выходом на главный путь.

Схема питания и секционирования контактной сети и ВЛ на станции разработана в следующем порядке:

• проанализировано назначение путей; определены пути, подлежащие электрификации;

• вычерчена схема путевого развития заданной станции с учетом перспективного второго главного пути;

• выполнено продольное и поперечное секционирование контактной сети с учетом электрификации перспективного второго главного пути;

• определено число питающих линий с учетом электрификации перспективного второго главного пути (четыре питающих линии), выводы питающих линий относительно отсасывающей линии в РУ-3.3 кВ тяговой подстанции расположены так, чтобы слева и справа от отсасывающей линии было не более четырех выводов питающих линий; показаны подключения от тяговой подстанции: питающих линий (с учетом перспективных) к контактной сети, отсасывающей линии к перемычке между средними точками ближайшей к тяговой подстанции пары дроссель-трансформаторов;

• показана продольная линия ВЛ 10 кВ монтируемая с полевой стороны опор контактной сети, и выполнено продольное секционирование;

• проведено наименование всех разъединителей контактной сети и ВЛ и нумерация секционных изоляторов контактной сети.

Схема питания и секционирования контактной сети и ВЛ 10 кВ на станции однопутного участка постоянного тока приведена в приложении 1.

В приложении 1:

• все секционные изоляторы - ЦНИИ7МАУ;

• разъединители А, Б, Ф₁, Ф₃, Ф₅, Ф_5-1 – РС – 3000/3.3 с моторным приводом УМП-11;

• разъединитель П_I-4 ,П_I-5 – РС – 3000/3.3 с заземляющим контактом и моторным приводом УМП-11;

• разъединители Л₁ – Л₄, ЛС – РЛНДА – 1-10/400 с моторным приводом УМП-11.

4.ПОДБОР ПОДДЕРЖИВАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ. ОБЕСПЕЧЕНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ В ГРУНТЕ

4.1 Подбор типовых консолей и жестких поперечин

Подбор типовых поддерживающих и фиксирующих устройств выполняется при проектировании контактной сети путем привязки разработанных конструкций к конкретным условиям их установки.

Неизолированные консоли изготовляемые из двух швеллеров, обозначаются буквами НР (с растянутой тягой) и НС (со сжатой тягой). Кроме того в обозначении типа консоли римскими цифрами указывается вид ее геометрических размеров, арабскими - номер использованных для изготовления консоли швеллеров.

Подбор типовых неизолированных консолей постоянного тока выполняется в зависимости от типа опор и места их установки, а при подборе переходных консолей учитывается еще наличие или отсутствие секционирования сети, расположение рабочей и анкеруемой ветвей подвески относительно опоры и какая ветвь крепится на данной консоли.

Для поперечин длинной до 29.1 м включительно ширина ферм равна 450 мм, высота 700 мм и длина основной панели 800 мм.

В маркировке типовых жестких поперечин использованы буквы и цифры.

Жесткие поперечине комплектуются из двух, трех или четырех блоков в зависимости от длины расчетного пролета.

4.2 Подбор типовых стоек для консольных опор, опор с жесткими поперечинами и опор фидерных линий

Все стойки принимаются типа СО136.6-3.

Для жестких поперечин они устанавливаются без фундаментов, прямо в грунт. Если на опору жесткой поперечины анкеруется подвеска, то нужно учесть анкер и двойные оттяжки. Это делается следующим образом: СО136.6-3+А.

Применяется трехлучевой анкер, длиной 4 м типа ТА-4.0.

Под анкерные опоры, которые устанавливаются без фундаментов, предусматривается установка опорных плит типа ОП2.

Если в перспективе опора должна быть анкерной, то под нее надо ставить фундамент.

Опоры на перекидках фидерных линий имеют тип СО136.6-3ТС+А.

Пример подбора стоек:

- консольная опора №8 выбирается СО136.6-3ТС+А;

- стойка опоры жесткой поперечине №13выбирается типа СО136.6-3+А.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Результатом работы является разработанный план контактной сети и воздушных линии станции, в пределах которой находится тяговая подстанция.

План выполнен в масштабе 1:1000, который наиболее удобен для разбивки опор.

Максимально допустимые длины пролета рассчитаны для режимов ветра максимальной интенсивности и гололеда с ветром. Также проведен расчет максимальной длины пролета по условию соблюдения вертикальных габаритов контактного провода. При расчете получили максимальную длину пролета равную 47,66 для второстепенных путей и55,36м для главных путей .

Для заданного развития станции выполнен план с учетом принятых длин пролетов, превышение длин пролетов, принятых на плане, не будет выходить за допустимые значения, так как интенсивность ветра на станции будет меньше расчетной из-за наличия построек на ней. Разработана схема питания и секционирования. Выбрано основное оборудование. Определены длины контактной сети, питающих и отсасывающих фидеров.