План контактной сети и воздушных линий подстанции с учетом питания и секционирования

width="24" height="18" align="LEFT" />

Примечания:

1.Тупики № 4,5 предназначен систематической погрузки-выгрузки. 3. Все стрелки имеют марку крестовины 1/11.

2. Тупик №7 для маневровой работы 4. Д-Т – дроссель-трансформатор.

Рис. 1.1

Т а б л и ц а 1.1

Основные метеорологические и другие исходные данные для проектирования (шифр задания - 64)

NN п/п	Наименование исходных данных	Характеристика исходных данных
1	Вариант схемы станции	14
2	Номера районов	ветрового	VI (Vн= 39 м/с)
		гололёдного	I (bн= 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	3ЧАС-50/8,0
		низковольтной линии 380/220 В	4ЧАС-50/8,0
		каждой питающей линии	3А-185
		отсасывающей линии	6А-185
		троса группового заземления	ПБСМ1-70

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАКСИМАЛЬНО ДОПУСТИМЫХ ДЛИН ПРОЛЕТОВ ДЛЯ КОНТАКТНЫХ ПОДВЕСОК

2.1 Определение значений метеорологических факторов с учетом микроклиматических особенностей заданного участка

Скорость ветра в режиме ветра максимальной интенсивности

Vmax=VнЧкv,

где Vн – нормальная скорость ветра для заданного ветрового района на высоте 10 м от поверхности земли повторяемостью не реже одного раза в 10 лет, м/с;

кv – коэффициент изменения скорости ветра, характеризующий местные условия защищенности контактной сети .

Значение кv определяется по формуле

кv = 0.238 ,

где z – высота расположения проводов над подстилающей поверхностью, м;

z0 – параметр шероховатости подстилающей поверхности, м.

По материалам [1] для густого леса с высотой деревьев 10-15 м z0=1 м.

z = zкс+zн,

где zкс – нормативное значение высоты расположения проводов контактной сети, м;

zн – заданная высота насыпи, м.

z=10+0,6=10,6 м;

кv=0.238Ч=0,945;

Vmax=39Ч0,945=36,9 м/с;

Скорость ветра в режиме гололеда с ветром

VГ = ,

где - нормативная скорость ветра в режиме гололеда с ветром для заданного гололедного района на высоте 10 м от поверхности земли повторяемостью не реже одного раза в 10 лет, м/с.

VГ=13Ч0,945=12,3м/с.

Максимальная толщина стенки гололеда для всех проводов, кроме контактного провода:

bmax=bнЧкгЧк,

где bн - нормативная толщина стенки гололеда для проводов диаметром 10 мм на высоте 10 м от поверхности земли для заданного гололедного района повторяемостью не реже 1 раза в 10 лет, мм;

кг - коэффициент, учитывающий местные условия гололедообразования на проводах, по материалам [2] кг=1,1;

к – коэффициент, учитывающий влияние диаметра провода на толщину стенки гололеда, по материалам [2] к=1.

bmax=10Ч1,1=11 мм.

Для контактного провода значение толщины стенки гололеда принимается равным 0.5bmax=5,5 мм.

Значения температуры воздуха в режиме ветра максимальной интенсивности tв и гололеда с ветром tг приняты равными минус 50С.

Максимальная температура tmax принята с учетом солнечной радиации tmax=45+10=550C.

Физико-механические характеристики проводов. Определение натяжений несущих тросов, номинальных натяжений контактных проводов

Физико-механические характеристики проводов представлены в табл. 2.1, а значения максимально допустимых, номинальных и ориентировочных натяжений проводов в разных режимах приведены в табл. 2.2.

Для проводов марок АС и А, а также ПБСА-50/70 ориентировочные значения натяжений при среднегодовой температуре приняты равными:

для АС-50/8,0 0,35Нmax=175 даН;

для А-185 0,35Нmax=460 даН;

для ПБСМ1-70 0,50Нmax=785 даН.

Расчет нагрузок на несущие тросы и контактные провода

в разных режимах

Значения максимально допускаемых и номинальных натяжений проводов [1] приведены в табл. 2.1, физико-механические характеристики проводов [1] - в табл. 2.2. Ориентировочные значения натяжений в разных режимах приняты в соответствии с [2].

Т а б л и ц а 2.1

Основные физико-механические характеристики проводов

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 di, мм	14	11	14	-	9,60	17,5
Высота сечения Нк, мм	-	-	-	11,8	-	-
Ширина сечения, мм	-	-	-	12,81	-	-
Средний диаметр dср, мм	-	-	-	12,31	-	-
Нагрузка от собственного веса gi, 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
24aЧ10-6,1/0С	408	319	330	408	461	552

Т а б л и ц а 2.2

Максимально допустимые, номинальные и ориентировочные натяжения проводов в разных режимах

Наименование натяжений, режимов и проводов	Формулы для определения ориентировочных натяжений	Значения натяжений, даН
Максимально допустимое натяжение НТ, Тmax	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=0,75Тmax	1470
	ПБСА-50/70	Т0=0,80Тmax	1568
Натяжение НТ в режиме ветра максимальной интенсивности (с учетом tmin=-500C), Тв	М-120	Тв=0,70Тmax	1370
	ПБСА-50/70	Тв=0,80Тmax	1570
Натяжение НТ в режиме гололеда с ветром (bmax=5.5 мм), Тг	М-120	Тг=0,85Тmax	1670
	ПБСА-50/70	Тг=0,85Тmax	1670

Т а б л и ц а 2.3

Определение нормативных нагрузок на провода в режиме ветра максимальной интенсивности для расчета длин пролетов и подвесок

Наименование нагрузок

Формулы для

расчета

Значения нагрузок,

даН/м

От собственного веса провода, gi

По справочным данным [1]

М-120, gн=1.037

ПБСА-50/70, gн=0,669

МФ-100, gк=0,873

На НЕСУЩИЙ ТРОС от веса всех проводов контактной подвески

(вес подвески), gп

gп=gн+gкЧnк+0.1Чnк

[1]

М-120+ 2МФ-100,

gп=1.037+0,873·2+0.1·2=2,983

ПБСА-50/70+МФ-100,

gп=0.669+0.873Ч1+0.1Ч1=1.642

От ветра на НТ подвески, рнв

рнв=0.615ЧСхЧЧdiЧ10-4

[1]

М-120,

рнв=0.615Ч1.25Ч372Ч14Ч10-4=1.473

ПБСА-50/70,

рнв=0.615Ч1.25Ч372Ч14Ч10-4=1,473

От ветра на КП, ркв

ркв=0.615ЧСхЧЧНкЧ10-4

[1]

2МФ-100,

ркв=0.615Ч1,55Ч372Ч11,8Ч10-4=1,54

МФ-100

ркв=0.615Ч1.15Ч372Ч11,8Ч10-4=1,14

Результирующая нагрузка на НТ контактной подвески, qнв

qнв=

[1]

М-120,

qнв=

ПБСА-50/70,

qнв=

Т а б л и ц а 2.4

Определение нормативных нагрузок на провода в режиме гололеда с ветром для расчета длин пролетов и подвесок

Наименование нагрузок

Формулы для

расчета

Значение нагрузок,

даН/м

От веса гололеда на НЕСУЩИЙ ТРОС, gгн

gгн=2.77Чbmax(di+bmax)Ч10-3

[1]

М-120,

gгн=2.77Ч5,5Ч(14+5,5)Ч10-3=0,297

ПБСА-50/70,

gгн=2.77Ч5.5Ч(14+5.5)Ч10-3=0,297

От веса гололеда на одном КП, gгк

gгк=2.77Ч

[1]

МФ-100,

gгк=2.77Ч5,5/2Ч

Ч(12.31+5.5/2)Ч10-3=0,115

От веса одного КП с гололедом, gкг

gкг=gк+gгк

[1]

МФ-100,

gкг=0,873+0,115=0,988

На НЕСУЩИЙ ТРОС от веса всех проводов подвески с гололедом, gпг

gпг=gп+gгн+gгкЧnк

[1]

М-120+2МФ-100,

gпг=2,983+0,297+0,115·2=3,51

ПБСА-50/70+МФ-100,

gпг=1,642+0,297+0,115=2,054

От ветра на НТ, покрытый гололедом, рнг

рнг=0.615ЧСхЧЧ(di+2bmax)Ч10-4

[1]

М-120,

рнг=0.615Ч1.25Ч12,32Ч(14+2Ч5,5)Ч

10-4=0,29

ПБСА-50/70,

рнг=0.615Ч1.25Ч12,32Ч(14+2Ч5,5)Ч

10-4=0,29

От ветра на КП, покрытый гололедом, ркг

ркг=0.615ЧСхЧЧ(Нк+bmax)Ч10-4

[1]

2МФ-100,

ркг=0.615Ч1.55Ч12,32Ч(11,8+5,5)Ч

10-4=0,249

МФ-100,

ркг=0.615Ч1.15Ч12,32Ч(11,8+5,5)Ч

10-4=0,185

Результирующая нагрузка на НТ подвески, qнг

qнг=

[1]

М-120,

qнг=

ПБСА-50/70,

qгв=

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

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

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

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

gк - 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=К3ЧК4ЧК5, (2.3)

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

Эквивалентная нагрузка рэ определена

рэ=, (2.4)

где Т - натяжение несущего троса, даН;

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

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

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

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

еср - средняя длина струн в средней части пролета lmax, м;

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

nк - число контактных проводов.

еср=h0 – 0.115Ч, (2.5)

где h0 - конструктивная высота подвески, м;

gп - 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, ркв=1,54 даН/м, bк.доп=0.5 м, gкв=0.025 м, а=0.3 м. При К1=1 и рэв=0.

м.