Определение мощности переменного тока, потребляемого ЭПУ

4.3.1. Основные положения по расчету

Общая мощность, потребляемая от ЭПУ нагрузками поста ЭЦ, представляет собой геометрическую сумму мощностей собственно устройств ЭЦ, аппаратуры связи, силовых нагрузок и освещения, имеющих гарантию по питанию, и силовых нагрузок, не имеющих такой гарантии:

Ś_пв = Ś_эц + Ś_св + Ś_гн + Ś_нгн, (4.6)

где Ś_пв – полная мощность, приходящаяся на вводную панель;

Ś_эц – полная мощность, потребляемая устройствами ЭЦ;

Ś_св – полнгая мощность, потребляемая устройствами связи;

Ś_гн – полная мощность, потребляемая гарантированными нагрузками;

Ś_нгн – полная мощность, потребляемая негарантированными нагрузками.

Модуль полной мощности S и коэффициент мощности cosφ для отдельного вида нагрузок определяется по формулам:

; (4.7)

cosφ = ∑P/S, (4.8)

где ∑P и ∑Q – сумма активных и реактивных мощностей всех нагрузок данного вида.

Рассчитанное значение мощности S_пв позволяет судить о количественной стороне панелей ПВ, а мощности (P_пв – P_нгн) – о типе резервного дизель-генератора. При проектировании схем подключения потребителей к панелям питающей установки необходимо предусмотреть равномерную загрузку фаз. Это требование является основополагающим по отношению к дизель-генератору, особенно при нагрузках, близких к номиналу.

4.3.2. Способы расчета

Расчет мощности, потребляемой отдельными видами устройств ЭЦ, может быть выполнен двумя способами. По первому способу расчет выполняется на основании данных удельного расхода электроэнергии отдельным объектом какого-либо вида и количества этих объектов на станции. Например, удельное потребление активной мощности маневровым светофором p = 21 Вт, а реактивной - q = 6,8 В∙Ар. Тогда при общем количестве маневровых светофоров на станции n = 12 потребляемая мощность P составит p·n = 21 ∙ 12 = 252 Вт;
Q = q·n, Q = 6,8 ∙ 12 = 81,6 В∙Ар.

Значения удельной мощности для наиболее характерных нагрузок ЭЦ представлены в табл. 4.4. При использовании таблицы необходимо иметь в виду, что при маршрутном управлении нормами устанавливается одновременный перевод четырех, шести и восьми стрелок для станций соответственно с количеством стрелок 60, 100 и более. При пневмоочистке стрелок одновременно под током могут находиться два ЭПК.

По второму способу расчет выполняется на основании данных о коли-честве так называемых расчетных стрелок, которое определяется суммой из стрелок вводимых в эксплуатацию и предусмотренных на перспективу. Если перспектива неизвестна, то она учитывается как 10 % от проекта, но не менее двух стрелок. Этот способ характерен для случаев, когда трудно определить количество потребителей данного вида, например, свободных и занятых рельсовых цепей различной длины, одновременно горящих ламп табло и др. Способ опирается на результаты многочисленных расчетов, осуществленных институтом ГТСС, он позволяет упростить вычисления и с достаточной степенью достоверности оценить загрузку панелей питания. По этому способу

S = s_стр ∙ n_стр, (4.9)

где s_стр – полная удельная мощность, отнесенная к расчетной стрелке,

n_стр – количество расчетных стрелок.

Т а б л и ц а 4.4

Значения удельной мощности,
потребляемой отдельными устройствами ЭЦ

Наименование нагрузки	Измеритель	Удельная мощность
p, Вт	q, В∙Ар
Входной светофор с одной горящей лампой Входной светофор с двумя горящими лампами Выходные и маневровые светофоры Маршрутный указатель Контрольные цепи стрелок с реле КМШ-3000 Табло Схема смены направления движения и контроля занятия перегона Схема двойного снижения напряжения на прилегающем перегоне Схема двойного снижения напряжения на станции Схемы кодирования (ТР, КПТ и др.) Дешифраторные ячейки Пневмоочистка стрелок Электропривод постоянного тока и приборы панели (СП-6, МСП-0,25) Электропривод переменного тока и приборы панели (СП-6, МСТ-0,6) Электрообогрев, сеть 220 В	Светофор Светофор Светофор Лампа Комплект Стрелка Схема Схема Схема Пост Подход ЭПК Стрелка Стрелка Стрелка	35,0 68,0 21,0 25,0 7,7 6,0 12,7 12,7 36,5 16,6 13,0 320,0 512,0 45,0	13,0 19,0 6,8 - 5,3 0,9 6,0 6,0 5,0 - 16,8 47,0 - 332,0 22,0

Например, значения удельной мощности для светового табло составляют: p_стр = 6,0 Вт; q_стр = 0,9 В∙Ар. Тогда для станции с количеством расчетных стрелок 30 нагрузка на распределительную панель от лампочек табло P составит 6,0 · 30 = 180 Вт; Q = 0,9 · 30 = 27 В∙Ар.

Данными института ГТСС по удельной мощности различных устройств ЭЦ, отнесенных к одной стрелке, можно пользоваться, если количество устройств, приходящихся на одну стрелку, резко не отличается от пропорций, указанных в табл. 4.5. В противном случае необходимо вести расчет по первому способу.

Т а б л и ц а 4.5

Количество устройств, приходящихся на одну стрелку,

для различных категорий ЭЦ

Наименование устройств	Количество стрелок ЭЦ
до 11	11 – 30	более 30
Рельсовые цепи Путевые реле Светофоры Комплекты пусковых реле стрелок	1,5 1,8 1,8 0,6	1,3 1,8 1,5 0,6	1,2 1,5 1,3 0,7

Если нагрузки получают питание от сети 50 Гц через трансформаторы, то учитываются потери активной и реактивной мощности. Для отдельно взятой обмотки 1,5 кВ∙А силовых трансформаторов панелей питания ориентировочно принимаются потери ∆P = 120 Вт; ∆Q = 200 В∙Ар при загрузке обмотки до 50 % и ∆P = 180 Вт; ∆Q = 250 В∙Ар при загрузке более 50 %. Для трансформаторов типов ТСЗ, ПОБС, СОБС потери представлены в табл. 4.6 - 4.8 в зависи-мостях ∆P = f (S) и ∆Q = f(S).

Т а б л и ц а 4.6

Потери мощности в трансформаторах типа ТСЗ

S, кВ∙А
ТСЗ	∆P, кВт ∆Q, кВ∙Ар	0,16 0,84	0,18 0,90	0,20 1,00	0,30 1,16	0,42 1,35
ТСЗ	∆P, кВт ∆Q, кВ∙Ар	0,18 1,3	0,20 1,35	0,23 1,42	0,29 1,52	0,35 1,62	0,43 1,76	0,55 1,94	0,68 2,20

Т а б л и ц а 4.7

Потери мощности в трансформаторах типа ПОБС

S, В∙А
∆P, Вт ∆Q, В∙Ар

Т а б л и ц а 4.8

Потери мощности в трансформаторах типа СОБС

S, В∙А
∆P, Вт ∆Q, В∙Ар

В пояснительной записке к курсовому и дипломному проектам не следует отражать промежуточные арифметические расчеты при определении значений мощности, потребляемой отдельными видами нагрузок. Вместе с тем необходимо указать порядок и методику, используемые при вычислениях, а конечные результаты расчетов свести в таблицу по образцу, приведенному в п. 4.3.4.

По результатам расчета в целом устанавливается достаточность панелей питания, проверяется равномерность загрузки фаз, определяются номиналы токов плавких вставок вводной панели и выбирается тип дизель-генератора. Номинальный ток плавкой вставки, А, вычисляется по формуле:

I = S_фmax / U_ф, (4.10)

где S_фmax – полная мощность наиболее загруженной фазы, В·А;

U_ф – фазное напряжение, В.

Тип дизель-генератора выбирается по итоговой сумме значений активной мощности за вычетом негарантированных нагрузок. Для промежуточных станций рекомендуются дизель-генераторы типа Э-8Р, 2Э16АЗ; для крупных –
ДГА-2-24М1, ДГА-2-48М2 (мощностью соответственно 8, 16, 24 и 48 кВт).

4.3.3. Особые случаи расчета

Расчет мощности, потребляемой фазочувствительными рельсовыми цепями частотой 25 Гц, связан с определением максимальной нагрузки, приходящейся на преобразовательную панель в реальных условиях, и с выбором необходимого количества преобразователей частоты 50/25 Гц. Суммирование значений мощности отдельных станционных рельсовых цепей, имеющих разную длину и находящихся в непредсказуемых режимах (нормальном, шунтовом), представляет собой трудоемкий процесс, поэтому вычисления ведутся по методике с использованием количества расчетных стрелок.

Вначале вычисляется коэффициент пропорциональности как частное от деления количества рельсовых цепей на станции на количество расчетных стрелок (см. табл. 4.5) и делается вывод о правомерности использования данных института ГТСС по удельному расходу мощностей, отнесенных к одной стрелке (табл. 4.9). После этого определяется загрузка преобразователей частоты со стороны местных (МЭ) и путевых (ПЭ) элементов. По суммарной мощности тока 25 Гц устанавливается необходимое количество преобразователей и панелей и выбирается схема их включения. Например, для станции, имеющей 25 расчетных стрелок при электротяге постоянного тока и оборудованной фазочувствительными рельсовыми цепями 25 Гц с путевыми реле типа ДСШ-13А, предварительный расчет показал, что коэффициент пропорциональности близок к 1,3. Тогда, используя данные табл. 4.9, получим:

P_мэ = 4,9 · 25 = 122,5 Вт; Q_мэ = 5,2 · 25 = 130 В∙Ар; S_мэ ≈ 180 В∙А;

P_пэ = 24,7 · 25 = 617,5 Вт; Q_пэ = 8,5 · 25 = 212,5 В∙Ар; S_пэ ≈ 650 В∙А.

Имея в виду, что один преобразователь частоты обеспечивает мощность 300 В·А, приходим к выводу о достаточности использования преобразователя П панели ПР2-ЭЦ для питания местных обмоток реле ДСШ-13А и трех преобразователей для питания рельсовых цепей (1П, 2П панели ПР2-ЭЦ и дополнительного 3П вне панели).

Преобразователи ПЭ рекомендуется загружать на 85 % их мощности, чтобы иметь резерв при снижении сопротивления балласта рельсовых цепей. При выборе схемы включения преобразователей следует руководствоваться правилом, при котором на станциях с автономной тягой и электротягой переменного тока преобразователи МЭ и ПЭ в сеть 50 Гц включаются противофазно, а на станциях с электротягой постоянного тока – синфазно. Если в последнем случае имеется группа рельсовых цепей района автономной тяги, то для них в панели ПП25.1-ЭЦК выделяются преобразователи 13П, 23П, которые включаются противофазно по отношению к опорным 1П, 2П.

Т а б л и ц а 4.9

Значения мощности, потребляемой местными и путевыми элементами

рельсовых цепей, отнесенные к одной стрелке

Вид нагрузки	Количество стрелок ЭЦ
до 11	11-30	более 30
p, Вт	q, В∙Ар	p, Вт	q, В∙Ар	p, Вт	q, В∙Ар
МЭ реле ДСШ-13	3,4	5,6	3,4	5,6	2,8	4,7
МЭ реле ДСШ-13А	4,9	5,2	4,9	5,2	4,1	4,4
ПЭ: РЦ 25 Гц при электротяге переменного тока	61,1	17,9	47,0	15,3	29,9	13,6
ПЭ: РЦ 25 Гц при электротяге постоянного тока	28,6	8,5	24,7	8,5	16,9	7,9
ПЭ: РЦ 25 Гц на станции стыкования двух родов тяги	78,0	24,7	54,5	17,0	31,6	14,81
ПЭ: РЦ 25 Гц при автономной тяге	31,2	17,0	24,7	14,5	17,2	12,2

Окончательный вид расчет принимает после определения значений мощностей P50, Q50, которые потребляют преобразователи от сети 50 Гц. Последние зависят от загрузки преобразователей со стороны сети 25 Гц (S25) и схемы их включения. Соответствующие данные приведены в табл. 4.10.

В приведенном примере преобразователь П питания местных элементов путевых реле (S25 = 180 В·А) будет потреблять мощности P50 ≈ 270 Вт;
Q50 ≈ 440 В∙Ар, а каждый из преобразователей 1П, 2П, 3П питания рельсовых цепей (S25 = 650/3 ≈ 220 В∙А) – P50 ≈ 310 Вт и Q50 ≈ 470 В∙Ар.

Расчет мощности, потребляемой тональными рельсовыми цепями, ведется по первому способу с использованием данных удельного расхода
мощности аппаратурой тональных рельсовых цепей (ТРЦ), взятых из типовых альбомов [11]. Рассмотрим порядок расчета на примере определения мощности, потребляемой от панели ПР2-ЭЦ трансформаторами ПОБС-5А (СОБС-2А) релейного статива, от которых питаются генераторы рельсовых цепей ГПЗ и путевые приемники ПП. Допустим, что имеем 32 генератора на станции с электротягой переменного тока. Тогда, используя данные типового альбома по удельному расходу мощности генератором s_г = 10 В∙А при cosφ = 1, находим:

P_г = p_г·n_г = 10 · 32 = 320 Вт; Q_г = q_г·n_г = 0 · 32 = 0, S_г = 320 В∙А.

Т а б л и ц а 4.10

Значения мощности, потребляемой преобразователями

ПЧ 50/25-300 от сети 50 Гц

Загрузка преобразователей S25, В∙А	Вид включения двух преобразователей
одиночное МЭ или ПЭ	противофазное МЭ и ПЭ
P50, Вт	Q50, В∙Ар	P50, Вт	Q50, В∙Ар
	- - -	- - -	- - -	- - -

Результат, полученный для полной мощности, указывает на необходимость применения или двух трансформаторов ПОБС-5А (один трансформатор обеспечивает мощность 300 В∙А), или четырех СОБС-2А (один трансформатор обеспечивает мощность 100 В∙А). Останавливаемся на трансформаторах ПОБС-5А с равномерной их загрузкой S_1г = S_2г = 160 В∙А.

В дальнейшем определяются потери в трансформаторах в зависимости от схемы включения вторичных обмоток (U2) и ∆S = f(I_нг, cosφ_нг), где I_нг – суммарный ток, потребляемый генераторами от трансформатора ПОБС-5А при cosφ_нг (табл. 4.11, 4.12). Для I_нг = i_г·n_1г = 0,3 · 16 = 4,8 А находим из табл. 4.11 ∆S_1г ≈ 50 В∙А, cosφ_1г ≈ 0,7. Отсюда ∆P_1г = ∆S_1г ·cosφ_1г = 50 · 0,7 = 35 Вт;
DQ_{1г =} В∙Ар. Тогда для одного подключения трансформатора ПОБС-5А P_г = 160 + 35 = 195 Вт; Q_г = 0 + 35 = 35 В∙Ар.

Т а б л и ц а 4.11

Потери мощности трансформаторов СОБС-2А и ПОБС-5А

при питании генераторов ТРЦ

Параметр	Тип трансформатора
СОБС-2А (U2 = 35 В)	ПОБС-5А (U2 = 34,2 В)
Ток, А ∆S, В∙А cosφ	0,77 8,3 0,55	1,54 10,5 0,63	2,32 14,6 0,71	3,10 20,7 0,76	3,86 37,5 0,83	1,14 39,0 0,64	2,28 41,0 0,66	3,42 43,0 0,67	4,56 49,0 0,70	5,70 56,0 0,71

Т а б л и ц а 4.12

Потери мощности трансформаторов СОБС-2А и ПОБС-5А

при питании путевых приемников ТРЦ

Параметр	Тип трансформатора
Собс-2А (U2 = 17,5 В)	ПОБС-5А (U2 = 17,1 В)
Ток, А ∆S, В∙А cosφ	1,54 8,5 0,63	3,10 11,3 0,67	4,64 15,8 0,74	6,20 22,5 0,78	7,72 30,7 0,84	2,28 40,2 0,69	4,56 43,5 0,70	6,84 46,4 0,70	9,12 53,9 0,71	11,40 62,2 0,72

Аналогично осуществляется расчет мощности, потребляемой от панели ПР2-ЭЦ трансформаторами путевых приемников, при удельном расходе мощности путевым приемником s_пп = 5 В∙А и cosφ = 1.

Расчет мощности, потребляемой выпрямителями ВП 24 В, ведется с учетом наибольшего потребления электроэнергии. Это наблюдается в режиме восстановления батареи 24 В в послеаварийный период. Мощность, потребляемая зарядными устройствами, определяется по формуле:

P = U_бф · (I_зар + I_р) /η_в, (4.11)

где U_бф = 31 В – напряжение батареи, которого она достигнет при форсированном заряде;

I_зар – зарядный ток батареи, А;

I_р – ток, потребляемый реле и другими приборами, А;

η_в – КПД выпрямителя, η_в= 0,6.

Зарядный ток батареи

I_зар = Q₁ · N/t_вв·η_а, (4.12)

где Q₁ – емкость аккумуляторов типа СК1, Q₁ = 36 А·ч;

N – индекс аккумуляторной батареи (см. п. 4.2.2);

t_вв – время восстановления батареи, t_вв = 72 ч;

η_а – КПД аккумуляторов, η_а = 0,8.

Ток, потребляемый реле и другими приборами,

I_р = I_нс + i_стр · n_стр + I_увк, (4.13)

где I_нс – ток, потребляемый нагрузками независимо от числа стрелок, I_нс = 2,9 А;

i_стр – ток, отнесенный к одной расчетной стрелке (для БМРЦ-БН
i_стр = 0,26 А; для УЭЦ-М i_стр = 0,445 А; для ЭЦИ, ЭЦ12-03 i_стр = 0,55 А);

n_стр – количество расчетных стрелок;

I_увк - ток, потребляемый УВК РПЦ (БМ-1602, КТС-УК).

Расчет мощности, потребляемой ЭПУ РПЦ и МПЦ, осуществляется там, где это возможно, с учетомрекомендаций, изложенных в настоящем учебном пособии для нагрузок релейных ЭЦ. Это касается в первую очередь светофоров, рельсовых цепей, стрелок, устройств связи, нагрузок с гарантией и без гарантии. Для специфических элементов, таких как системный блок АРМа,
монитор, принтер, центральный процессор, индивидуальные источники питания и т. п., в расчетах следует использовать их технические характеристики.
Поскольку характеристики имеют широкий диапазон в зависимости от фирмы-изготовителя аппаратуры, при выполнении курсового проекта принять
следующий значения мощности: расходуемой системным блоком – 250 Вт,
монитором – 150, принтером – 100, центральным процессором системы Ebilock-950 – 500 Вт; ток, потребляемый УВК РПЦ, в пределах 3 – 4 А.

Размеры нагрузок от устройств связи, осветительных сетей и силовых установок с гарантией и без гарантии по питанию в зависимости от конструктивного исполнения постов ЭЦ (КР – кирпичное, КП – кирпично-панельное) и количества стрелок выбираются из табл. 4.13. Следует иметь в виду, что здесь приводятся суммарные значения мощностей и их необходимо распределить по фазам в соответствии со схемой включения нагрузок.

Т а б л и ц а 4.13

Значения нагрузки от устройств связи, осветительных сетей

и силовых установок

Вид нагрузки	Характеристика поста ЭЦ
50 стрелок	100 стрелок	150 стрелок
КР	КП	КР	КП	КР	КП
Устройства связи	P,кВт	3,62	3,62	5,20	5,20	5,54	5,54
Q, кВ∙Ар	3,42	3,42	4,43	4,43	4,86	4,86
Освещение с гарантией	P, кВт	3,80	3,32	6,39	5,58	7,92	6,00
Q, кВ∙Ар	1,60	1,40	2,70	2,37	3,38	2,52
Освещение без гарантии	P, кВт	5,90	7,14	8,52	9,36	10,30	11,84
Q, кВ∙Ар	2,50	3,00	3,61	3,97	4,40	5,02
Силовые установки с гарантией	P, кВт	1,10	3,72	2,12	1,84	0,76	1,84
Q, кВ∙Ар	0,80	1,81	1,59	1,38	0,32	1,34
Силовые установки без гарантии	P, кВт	13,20	10,92	13,92	14,50	11,62	14,50
Q, кВ∙Ар	9,90	8,05	10,44	10,88	12,30	10,88

4.3.4. Пример расчета

Требуется рассчитать мощность, потребляемую питающей установкой поста ЭЦ, и выбрать тип дизель-генератора для станции, расположенной на двухпутном участке с одним однопутным примыканием, при тепловозной тяге. Станция имеет 15 одиночных стрелок и восемь съездов, три входных, два дополнительных входных, 16 выходных и 18 маневровых светофоров, 36 фазочувствительных рельсовых цепей частотой 25 Гц с реле ДСШ-13А и наложением кодовых сигналов АЛСН частотой 50 Гц. Система централизации – ЭЦ-12. Прилегающие перегоны оборудованы числовой кодовой автоблокировкой.

Поскольку перспектива относительно развития станции в задании не указана, то к существующему количеству стрелок (15 + 2 · 8 = 31) добавляем 10 % и получаем 34 расчетные стрелки. Питающую установку выбираем по схеме крупной станции. Загрузку панели ПР1-ЭЦК по отдельным видам устройств, получающих от нее питание, определяем как произведение единичных мощностей (см. табл. 4.4) на количество измерителей данного вида. При этом имеем в виду, что хотя внепостовые цепи (смены направления движения, ДСН на перегонах и станции), ЭПК пневмоочистки стрелок подключены к панели ПВП1-ЭЦК, они получают питание от фазы А трансформатора TV6 панели ПР1-ЭЦК (по цепям ПХ220, ОХ220, ПХГ, ОХГ). Это замечание относится также к лампам-табло, но определение мощности, потребляемой ими, ведем по количеству расчетных стрелок. Результаты промежуточных вычислений указываем в сводной ведомости по образцу табл. 4.14, в которой суммируемые нагрузки выделяем жирным шрифтом.

При расчете мощности, приходящейся на панель ПВП1-ЭЦК, используем формулу (4.11). При этом предварительно определяем нагрузочные токи выпрямителей. Ток заряда батареи с индексом N = 6 (см. п. 4.2.2) рассчитываем по формуле (4.12): I_зб = 36 · 6/72 · 0,8 = 3,75 А. Ток, потребляемый релейной нагрузкой системы ЭЦ-12-03 в зависимости от числа стрелок, I_рс = 0,55 · 34 = 18,7 А, а независимо от количества стрелок - I_нс = 2,9 А. Тогда мощность нагрузок, подключенных к панели ПВП1-ЭЦК, Р составит 31(3,75 + 18,7 + 2,9)/0,6 ≈ = 1300 Вт. Распределение полученной нагрузки от зарядных устройств по фазам А, В, С осуществляем в соответствии с их схемой включения (см. рис. 2.5) в пропорции 3:3:2 (соответственно 488, 487 и 325 Вт).

При расчете значений мощности, потребляемой стрелочными трансформаторами панели ПСТН1-ЭЦК, используем данные по удельному расходу электроэнергии приводом СП-6 с мотором МСТ-0,6. В предположении, что одновременно переводятся четыре стрелки (см. п. 4.3.2), получаем расход мощности P = 512 · 4 = 2048 Вт; Q = 332 · 4 = 1328 В∙Ар. Результат равномерно распределяем по фазам А, В, С. Поскольку загрузка одной обмотки стрелочного трансформатора (S ≈ 815 В·А) составляет более 50 %, то это учитываем при определении потерь в соответствии с рекомендациями п. 4.3.2.

Расход мощности на электрообогрев стрелочных приводов (СЭП) P составит (см. табл. 4.4) 45 · 34 = 1530 Вт; Q = 22 · 34 = 748 В∙Ар. Нагрузку равномерно распределяем по фазам А, В, С.

Т а б л и ц а 4.14

Сводная таблица результатов расчета ЭПУ

Вид нагрузки	Измеритель	Удельный расход мощности	Количество измерителей	Загрузка по фазам
А	В	С
p, Вт	q, В∙Ар	P, Вт	Q, В∙Ар	P, Вт	Q, В∙Ар	P, Вт	Q, В∙Ар
Входные светофоры Дополнительные входные светофоры Загрузка фазы С TV3 Всего по фазе С TV3 c учетом потерь Контрольные цепи стрелок Всего по фазе В TV3 с учетом потерь Всего по фазе А TV3 с учетом потерь Выходные светофоры Всего по фазе С TV6 с учетом потерь Маневровые светофоры Всего по фазе В TV6 с учетом потерь Смена направления движения	Светофор Светофор Обмотка Фаза Комплект Фаза Фаза Светофор Фаза Светофор Фаза Схема	68,0 35,0 7,7 21,0 21,0 12,7	19,0 13,0 5,3 6,8 6,8 6,0

О к о н ч а н и е т а б л. 4.14

ДСН на перегонах ДСН на станции Пневмоочистка стрелок Дешифраторные ячейки Приборы кодирования РЦ (ТШ, КПТШ) Табло Загрузка фазы А TV6 Всего по фазе А TV6 с учетом потерь Выпрямители панели ПВП1-ЭЦК Электроприводы стрелок С учетом потерь TV1 Электрообогрев приводов С учетом потерь TV3 Панель ПП25.1-ЭЦ Устройства связи Освещение с гарантией Освещение без гарантии Силовые устройства с гарантией Силовые устройства без гарантии	Схема Схема ЭПК Подход Пост Стрелка Обмотка Фаза Панель Стрелка Фаза СЭП Фаза	12,7 36,5 13,0 16,6 6,0 45,0	6,0 5,0 47,0 16,8 - 0,9 22,0			- -		-		-

При расчете загрузки панели ПП25.1-ЭЦК предварительно определяем соотношение между количеством имеющихся на станции рельсовых цепей и стрелок: 36/31 = 1,18. Поскольку оно почти совпадает с указанным в табл. 4.5, в последующих расчетах используем данные по удельному расходу электроэнергии, приведенные в табл. 4.9.

Мощности, потребляемые местными элементами реле ДСШ-13А, составят: P = 4,1 · 34 ≈ 140 Вт; Q = 4,4 · 34 ≈ 150 В∙Ар, S ≈ 205 В∙А, а путевыми элементами – P ≈ 17,2 · 34 = 585 Вт; Q ≈ 12,2 · 34 = 415 В∙Ар, S = 717 В∙А. Эти мощности можно получить от одного преобразователя МЭ и трех ПЭ. Учитывая принцип компоновки панели ПП25.1-ЭЦК, предусматриваем использование преобразователей 1П, 11П, 12П, 13П, включенных по противофазной схеме. Чтобы воспользоваться табл. 4.10 для перехода на сеть 50 Гц, образуем три виртуальных пары противофазного включения преобразователей МЭ и ПЭ с равномерной их загрузкой по частоте 25 Гц. На долю каждой пары приходится: P = 140/3 + 585/3 = 240 Вт; Q = 150/3 + 415/3 = 188 В∙Ар; S ≈ 304 В·А. Тогда из табл. 4.10 следует, что одна противофазно включенная пара от сети 50 Гц будет потреблять мощности P = 480 Вт и Q = 285 В∙Ар. Следовательно, в целом загрузка панели ПП25.1-ЭЦК составит P = 480 · 3 = 1440 Вт; Q = 285 · 3 = 855 В∙Ар. Панель подключаем к фазе А, принимая во внимание то положение, что при автономной тяге устройства связи получают питание от фаз В и С, а загрузку фаз следует стремиться получить равномерной.

Нагрузку от устройств связи, осветительных сетей и силовых установок берем из табл. 4.13 в предположении кирпичного исполнения поста ЭЦ для станции с количеством стрелок до 50.

В итоге конечные результаты расчета загрузки фаз составляют:

P_а = 12036 Вт, QА = 7577 В∙Ар, S_А ≈ 14,25 кВ∙А;

P_в = 12383 Вт, QВ = 8428 В∙Ар, S_В ≈ 14,95 кВ∙А;

P_с = 12276 Вт, QС = 8376 В∙Ар, S_С ≈ 14,80 кВ∙А.

Приведенные результаты расчета показывают нормальную загрузку силовых трансформаторов, выпрямителей, преобразователей частоты; достаточность панелей питания; равномерное распределение потребляемых мощностей по фазам.

По наиболее загруженной фазе (таковой является фаза В) определяем номинальный ток плавкой вставки I = 14950/220 ≈ 68 А. Применяем стандартную вставку на 80 А. Активная мощность, потребляемая ЭПУ за вычетом нагрузок, не имеющих гарантии по питанию:

P = (12036 + 12383 + 12276) – (1966 · 3 + 4400 · 3) = 17600 Вт.

Значит, выбираем дизель-генератор типа ДГА-2-24М1.

Библиографический список

1. С о р о к о В. И. Аппаратура железнодорожной автоматики и телемеханики / В. И. С о р о к о, Е. Н. Р о з е н б е р г. М.: Планета, 2000. Кн.2. 1008 с.

2. С о р о к о В. И. Аппаратура железнодорожной автоматики и телемеханики / В. И. С о р о к о, В. М. К а й н о в. М.: Планета, 2003. Кн. 3. 1120 с.

3. К о г а н Д. А. Аппаратура электропитания железнодорожной автоматики / Д. А. К о г а н, М. М. М о л д а в с к и й. М.: Академкнига, 2003. 438 с.

4. Электропитание устройств железнодорожной автоматики, телемеханики и связи / Под ред. Вл. В. С а п о ж н и к о в а. М.: Маршрут, 2005. 453 с.

5. Электропитание устройств электрической централизации ЭЦ-10-88: Типовые материалы для проектирования № 501-05-102.88 / ГТСС. Л.2, 1988. 129 с.

6. Релейно-процессорная централизация «Диалог-Ц»: Типовые материалы для проектирования ТМП-410513 / ГТСС. СПб, 2005. 25 с.

7. Релейно-процессорная централизация ЭЦ-МПК: Типовые материалы для проектирования ТМП-410211. Альбомы 1 / ГТСС. СПб, 2005. 24 с.

8. Устройства электропитания микропроцессорных и релейно-процес-сорных систем на базе микроЭВМ и программируемых контроллеров МПЦ-МПК и ЭЦ-МПК УЭП-МПК. Пояснительная записка к техническим решениям ТР-02-200-УЭП-МПК / ПГУПС. СПб, 2005. 17 с.

9. Микропроцессорная централизация Ebilock-950: Типовые материалы для проектирования ТМП-410515. Альбомы 1 / ГТСС. СПб, 2005. 58 с.

10. Микропроцессорная централизация ЭЦ-ЕМ: Типовые материалы для проектирования. Альбомы 1 / ГТСС. СПб, 2005. 41 с.

11. Станционные рельсовые цепи тональной частоты с наложением АЛС. Альбомы ТРЦ-ЭТ50 (АЛС 25,75)-С-96, ТРЦ-АТ (АЛС 25, 50, 75)-С-96,
ТРЦ-ЭТ00 (АЛС 50)-С-96 / ГТСС. СПб, 1996. 37 с.

12. Проектирование рельсовых цепей тональной частоты на станциях /
В. А. В о р о н и н, В. С. Д м и т р и е в, В. С. Л у ч и н и н // Автоматика, связь и информатика. 2004. № 9. С. 20 – 23.

Учебное издание

Лазарчук Василий Савельевич

ЭЛЕКТРОПИТАНИЕ УСТРОЙСТВ
ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕНТРАЛИЗАЦИИ

_________________________

Редактор Н.А. Майорова

Корректор Д.А. Волнина

***

Подписано в печать..2012. Формат 60 ´ 84 ¹/₁₆.

Плоская печать. Бумага офсетная. Усл. печ. л.. Уч.-изд. л..

Тираж 150 экз. Заказ.

**

Редакционно-издательский отдел ОмГУПСа

Типография ОмГУПСа

*

644046, г. Омск, пр. Маркса, 35