Компенсация реактивной мощности в системе тягового электроснабжения троллейбуса
Заказать уникальную дипломную работу- 87 87 страниц
- 62 + 62 источника
- Добавлена 27.07.2017
- Содержание
- Часть работы
- Список литературы
- Вопросы/Ответы
Введение 7
1 Формирование целей и задач ВКР, требований к системе. Расчеты и подготовка исходных данных 10
2 Расчеты (оценка) межподстанционных зон и формирование схем питания и секционирования 18
2.1 Выбор и обоснование типа схемы питания и секционирования в межподстанционной зоне 18
2.2 Расчеты числовых характеристик (I0, Iэ) поездных токов и параметров тяговой сети 20
2.2.1 Определение сопротивления секции тяговой сети 20
2.2.2 Расчёты числовых характеристик (I0,Iэ) поездных токов 22
2.3 Выбор длины межподстанционной зоны. Составление схемы питания и секционирования тяговой сети, общей схемы электроснабжения 24
2.3.1 Ограничение по допустимому току 25
2.3.2 Ограничение по допустимому падению напряжения 26
2.3.3 Ограничение по защите КС от минимальных токов короткого замыкания 28
2.4 Расчет электрических параметров 32
3 Электрические расчеты системы и выбор параметров элементов 34
3.1 Обоснование параметров элементов системы 34
3.1.1 Расчет сечения питающих ЛЭП 34
3.1.2 Расчеты трансформаторной и вентильной мощности подстанции 34
3.1.3 Расчет вентильной мощности подстанции 38
3.2 Расчет тока короткого замыкания 40
3.3 Определение пропускной способности при выпадении одной из подстанций по нормам вынужденного режима 41
3.4 Расчет потерь электроэнергии в элементах системы 42
4 Информационный поиск по устройствам компенсации реактивной мощности 45
5 Расчет реактивной мощности подстанции, выбор схем и параметров компенсирующих устройств 57
6 Вопросы экономики и охраны труда 63
6.1 Экономика 63
6.2 Охрана труда 66
6.2.1 Общие характеристики и анализ потенциальной опасности и вредности на тяговых подстанциях 66
6.2.2 Электромагнитные влияния на организм человека при выполнении работ на подстанции 74
Заключение 80
Список литературы 81
Первый и третий из перечисленных факторов в рамках ограниченного временного интервала оказывает незначительное влияние на величину активного электрического сопротивления контактного провода и поэтому им можно пренебречь при рассмотрении электромагнитных процессов в цепи тяговая подстанция – контактная сеть – тяговый электрический привод при движении, например, по перегону. Одним из радикальных путей снижения потерь электроэнергии в контактной сети является повышение напряжения.В работе проведены расчеты межподстанционных зон и формирование схем питания и секционирования. При этом сделан выбор и обоснование типа схемы питания и секционирования в межподстанционной зоне, проведены расчеты числовых характеристик (I0, Iэ) поездных токов и параметров тяговой сети, сделан выбор длины межподстанционной зоны, выполнен расчет электрических параметров.Также выполнены электрические расчеты системы и выбор параметров элементов, при котором выполнено обоснование параметров элементов системы, рассчитаны токи короткого замыкания, определена пропускная способность при выпадении одной из подстанций по нормам вынужденного режима, рассчитаны потери электроэнергии в элементах системы.Далее был проведен информационный поиск по устройствам компенсации реактивной мощности и выполнен расчет реактивной мощности подстанции и выбор схем и параметров компенсирующих устройств.В результате применения однозвенного апериодического СФ на тяговой подстанции получили снижение реактивной мощности на уровне 202,5 кВАр, а относительное уменьшение составляет 21,4%.В соответствии с выполненными экономическими расчетами при применении однозвенного апериодического СФ на тяговой подстанции определена величина чистого дисконтированного дохода – 21858 тыс. руб., а срок окупаемости составляет 4,82 года.Также рассмотрены вопросы охраны труда на подстанциях.Доклад окончен. Спасибо за внимание!
1. Розенфельд, В.Е. Теория электрической тяги: Учебник для вузов ж.-д. трансп. [Текст] / В.Е.Розенфельд, И.П.Исаев, Н.Н.Сидоров, М.И.Озеров; Под ред. И.П.Исаева –М.: Транспорт, 1995. – 297 с.
2. ГОСТ 13109–97 Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. [Текст]. – Введ. 1999–01–01. –М. : Изд- во стандартов, 1998. – 31 с. : ил.
3. Бирюков В.В. Диагностирование электротранспортных систем. [Текст] / В.В. Бирюков, Б.В. Малозёмов, С.А. Аршинов, Г.Н. Ворфоломеев. //Вестник Иркутского государственного технического университета. №4(24). Иркутск; Изд-во ИрГТУ, 2005. – С. 81-85.
4. Пролыгин А.П. Электрооборудование подвижного состава городского электрифицированного транспорта [Текст] / Пролыгин А.П., Рабинович А.А. – М.: Энергия, 1973. – 352 с.
5. Бирюков В.В. Городской электрический транспорт. [Текст] – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 1982. – 52 с.
6. Бирюков В.В. Определение оптимальной длины перегона наземного городского электрического транспорта по критерию минимума удельных энергозатрат. [Текст]. / В.В. Бирюков, Г.Н. Ворфоломеев //Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока: Управление. Теплоэнергетика. Электроэнергетика. Строительство. Экономика. – Новосибирск. НГАВТ, №1-2, 2005. – С. 204-206.
7. Ефремов И.С. Теория городских пассажирских перевозок: Учеб. пособие для вузов [Текст] / Ефремов И.С., Кобозев В.М., Юдин В.А. – М.: Высш. школа, 1980. – 535 с., ил.
8. Ефремов И.С. Теория и расчёт механического оборудования подвижного состава городского электрического транспорта: Учеб. пособие для вузов. [Текст] / Ефремов И.С., Гущо-Малков Б.П. – М.: Стройиздат, 1970. – 480 с.
9. Бирюков В.В. Определение параметров элементов тяговых приводов электрического транспорта. [Текст] //Транспорт: наука, техника, управление. Научный информационный сборник. М. Изд-во ВИНИТИ РАН, № 6, 2008.
10. Зиновьев Г.С. Основы силовой электроники: Учеб. пособие– Изд. 3-е, испр. и доп. [Текст]. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2004. – 672 с. – (Серия «Учебники НГТУ»).
11. Вертохвостов А.П. Сравнительный анализ элементной базы ключей для нужд электрической тяги на постоянном токе. [Текст]. / Вертохвостов А.П., Чумачёв Д.А., Бирюков В.В., Рылов Ю.А. // Транспорт: наука, техника, управление. Научный информационный сборник. М. Изд-во ВИНИТИ РАН, № 6, 2008.
12. Комаров В.М., Рапопорт И.В. Экономия электроэнергии на подвижном составе трамвая и троллейбуса с реостатным и тиристорно-импульсным регулированием. – М.: Ин-т экономики жилищно-коммунального хозяйства АКХ им. К.Д. Панфилова, 1989. – 59 с.
13. Коськин С.А. и др. Пути снижения расхода электроэнергии на подвижном составе городского электротранспорта // Тез. докл. на Всесоюзн. конф. «Научные основы создания энергосберегающей техники и технологии». – М., 1990. – С. 233-235.
14.Электрическое оборудование «ALSTOM TV PROGRESS» для транспортных средств. Каталог продукции. – Прага: ALSTOM Indastry, 2006. – 24 с.
15. Шевлюгин, М.В. Проблемы использования накопителей энергии в системах тягового электроснабжения [Тест]: дис. канд. техн. наук: 05.22.09 / Максим Валерьевич Шевлюгин. – М.:МИИТ, 2000. – 218 с.
16. Шевлюгин, М.В. Ресурсо-энергосберегающие технологии на железнодорожном транспорте и метрополитенах, реализуемые с использованием накопителей энергии [Тест]: дис. ...д-ра техн. наук: 05.09.03 / Максим Валерьевич Шевлюгин. - М.:МИИТ, 2013. – 345 с.
17. Павелчик, М. Улучшение качества электрической энергии в тяговых сетях постоянного тока применением накопителей энергии [Тест]: Первый Международный Симпозиум «Энергосбережение, качество электроэнергии, электромагнитная совместимость на железнодороджном транспорте» / М. Павелчик.- Москва.-1997.- Сборник трудов, с.114-117.
18. Павельчик, М. Повышение эффективности электрической тяги при помощи накопителей энергии [Тест]: дис. ...д-ра техн. наук: 05.09.03, 05.22.09 / Павельчик Марек. – М.:МИИТ, 2000. – 451 с.
19. Okui, A. Application of Energy Storage System for Railway Transportation in Japan [Тест] / A. Okui, S. Hase, H. Shigeeda, T. Konishi, T. Yoshi // Power Electronics Conference (IPEC), 2010 International. – June 2010. - pp. 3117-3123.
20. Lee, H. A. Study on the Effects of Energy Storage System [Тест] / H. Lee, E. Joung, G. Kim, C.An // International and Multimedia Technology, 2009.ICIMT’09, International Conference on. – Dec 2009. - pp. 28-32.
21. Бадёр, М.П. Повышение надежности функционирования СТЭ метрополитена с помощью электрохимических накопителей энергии [Текст] /М.П. Бадёр, В.Н. Пупынин, В.А. Гречишников, М.В. Шевлюгин, М.П. Бычкова // Безопасность движения поездов: Труды XI научно-практической конференции. - М.:МИИТ, 2010. - с.VI21-VI22.
22. Баранов, Л.А. Экспериментальная оценка эффективности рекуперации энергии торможения в СТЭ Московского метрополитена [Текст] / Л.А. Баранов, В.А. Гречишников, И.С. Мелешин, М.В. Шевлюгин // Безопасность движения поездов: Труды X научно-практической конференции. - М.:МИИТ, 2009.- с.VI14-VI15.
23. Рябцев, Г.Г. Электросбережение на вагонах метрополитена [Текст] / Г.Г. Рябцев, И.А. Ермаков, К.С. Желтов // Безопасность движения поездов: Труды X научно-практической конференции. - М.:МИИТ, 2009.- с.VI10-VI11.
24. Richardson, M.B. Flywheel energy storage system for traction applications [Текст] / M.B. Richardson // Power Electronics, Machines and Drives, 2002. International Conference on. - June 2002. – pp.275 – 279.
25. Стационарные накопители энергии на метрополитене Гамбурга [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://trainclub.ru/ view_blog/ stacionarnye_nakopiteli_energii_na_ metropolitene_gamburga, свободный. (Дата обращения: 31.03.2015).
26. Муфтиев, С.Р. Система стабилизации напряжения тяговых подстаций городского электротранспорта [Тест]: дис. ...канд. техн. наук: 05.09.03 / Салават Разитович Муфтиев. – Уфа., 2014. – 169 с.
27. Active filter in HVDC Transmisson [электронный ресурс] // Facts and Emerging Technologies in Evolving Power Systems.- 2005 г.- P 13.
28. Бадёр, М.П. Возможность использования накопителей энергии BPS на базе аккумуляторных батарей GIGACELL в СТЭ Московского метрополитена [Тест] / М.П. Бадёр, М.П. Бычкова, В.А. Гречишников, М.В. Шевлюгин // Электроника и электрооборудование транспорта. - 2010.-№5-6.-с.23-26.
29. Бычкова, М.П. Передовые энергосберегающие технологии для метро [Тест] / М.П. Бычкова // Электротехнический рынок. - 2010.- № 4(34).
30. Бакунин А.С., Пронин В.А., Федоров Е.А., Кудринская К.И. Организация движения поездов и работа станций метрополитена. – М.: Транспорт, 1981. – 201 с.
31. Устройство и ремонт электропоездов метрополитена / Э.А. Сементовский, А.А. Богданов, В.С Гусев, Ю.Я. Могильнер. – М.: Транспорт, 1991. –335 с.
32. Руководство по эксплуатации вагонов метрополитена моделей 81-714.5 и 81-717.5. – М.: Транспорт, 1993. – 447 с.
33. Добровольская Э.М. Электропоезда метрополитена. М.: ИРПО, 2003. – 320 с.
34. Сборник постоянно-действующих инструктажей (вагоны модели 81-717.6/714.6).
35. Мелёшин И.С. Модель поезда Московского метрополитена «Русич» с асинхронным тяговым приводом // Тезисы докладов Х Научно-практическая конференция «Безопасность Движения Поездов».- М, 2009, с. V-15.
36. Мугинштейн Л.А., Виноградов С. А., Ябко И.А. Энергооптимальный тяговый расчет движения поездов // Железнодорожный транспорт, №2, 2010.- с. 24-29.
37. Энергоэффективность высокоскоростного движения // Железные дороги мира, 2010, №12.- с. 61-65
38. Гаев Д.В, Ершов А.В, Баранов Л.А., Гречишников В.А., Шевлюгин М.В. Внедрение энергосберегающих технологий // Мир транспорта, №3, 2010
39. Баранов Л.А., Мелёшин И.С., Чинь Л.М. Энергооптимальное управление движением поезда с рекуперативным тормозом при учете ограничений на фазовую координату // Наука и техника транспорта, №4, 2010.- с. 19-29
40. Мелёшин И.С. Оценка основного сопротивления поезда метрополитена на основе фильтра Калмана // Мехатроника, автоматизация, управление, №1, 2011.- с. 31-36
41. Баранов Л.А., Мелёшин И.С. О параметрах сопротивления движению метропоездов // Мир транспорта, 2, 2010.- с. 102-107.
42. Васильева М.А. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Москва, 2003. – 181 с.
43. Устройства железнодорожной автоматики, телемеханики и связи, Часть I / Д.В. Шалягин, Н.А. Цыбуля, С.С. Косенко и др; Шалягин Д.В.-М.: Маршрут, 2006.- с. 587
44. Баранов Л.А. Потенциальная оценка интервала попутного следования поездов и управления движением // Вестник МИИТа, №17, 2007
45. Баранов Л.А., Балакина Е.П., Воробьева Л.Н. Алгоритмы централизованного управления для поездов метрополитена // Мир транспорта, №2, 2007.
46. Кузнецов С., Половинкин В Комплексная система обеспечения безопасности и автоматизированного управления движением поездов метрополитена// Современные технологии автоматизации, «СТА-ПРЕСС», 4, 2004.-c. 40-47.
47. Энергоэффективность высокоскоростного движения// Железные дороги мира, 2010, №12.-c. 61-65.
48. MATLAB 6.5 SP1/7/7 SP1/7 SP2+Simulink 5/6. Интсрументы искусственного интеллекта и бионинформатики. / Дьяконов В.П., Круглов В.В.-М.СОЛОН-ПРЕСС, 2006.-c. 456.
49. Seiji Yasunobu, Shoji Miyamoto, Hirokazu Ihara A fuzzy control for train automatic stop control// Trans of the society of instrument and control engineers. Vol. E-2, No1, 1/9, 2002.-c. 1-9.
50. РГУПС, Ростов Н/Д // Обнаружение неисправностей устройств управления движением линии метрополитена на базе нейронных сетей с нечеткой логикой, 2000.-c. 29-31.
51. Горбачев А.Н. Методы расчета оптимальных программ ведения поезда.// Дисс.. канд. техн. наук. Омск, ОмГУПС -2000.-c. 125.
52. Васильева М.А. Система моделирования движения поездов по линии метрополитена// Вестник МИИТ. – 2003, Вып. №8.
53. Баранов Л.А. Модели и методы синтеза микропроцессорных систем автоматического управления скоростью электроподвижного состава с непрерывным управлением тягой// Вестник МИИТа, 10, 2004.-c. 3-16.
54. Нечеткое управление в технических системах:Учебное пособие / Деменков Н.П.-М.:Изд-во МГТУ им Н.Э. Баумана, 2005.-c. 200.
55. Ракитин А.Будущее – за асинхронным приводом. Технический отдел службы подвижного состава. Петербургский метрополитен N13 (1318).
56. Розенфель В.Е, Шевченко В.В., Майбога В.А., Долаберидзе Г.П. Тиристорное управление электрическим подвижном составам постоянного тока. Издательство «Транспорт», 1970.
57. Курбасов А.С. Система электрической тяги XXI века // Железные дороги мира. - 1999. - №4. – С. 24-26.
58. Курбасов А.С. Повышение работоспособности тяговых двигателей. М.: Энергия, 1977. – 223с.
59. Бирзниекс Л.В. Импульсные преобразователи постоянного тока. М., «Энергия», 1974г. – 256 с.
60. Гончаров В.С., Николаев А.Г., Патрин Б.А., Сафарова Г.И. Влияние потерь при тиристорным импульсным регулировании тяги на энергопотребление вагона. Системы управления, надежность и прочность конструкций: сборник научных трудов ВНИИВ / Под ред. Л.Д. Кузьмича. – М, 1988. С. 46-53.
61. Тулупов В.Д. Эффективность электроподвижного состава с импульсным управлением. «Железнодорожный транспорт», 1994г. №3,4.
62. Nouvion F.F. Consideration on the use of d.c and three- phase traction motors and transmission system in the context of motive power development // Proc. Inst. Mech. Engrs. - 1987, Vol.201. - №2. - P. 99-113.
Вопрос-ответ:
Какая цель и задачи поставлены перед ВКР?
Целью выпускной квалификационной работы является исследование и разработка системы компенсации реактивной мощности в системе тягового электроснабжения троллейбуса. Основные задачи работы включают формирование требований к системе, расчеты и подготовку исходных данных.
Какие схемы питания и секционирования применяются в межподстанционной зоне?
Для выбора наиболее эффективной схемы питания и секционирования в межподстанционной зоне проводятся расчеты и оценка различных вариантов. Окончательный выбор основывается на числовых характеристиках тока и параметрах тяговой сети.
Как производится расчет числовых характеристик I0 Iэ поездных токов и параметров тяговой сети?
Для расчета числовых характеристик I0 Iэ поездных токов и параметров тяговой сети необходимо учесть сопротивление секции тяговой сети. Определение этого сопротивления является частью расчетов в межподстанционной зоне.
Каким образом формируются требования к системе компенсации реактивной мощности?
Формирование требований к системе компенсации реактивной мощности в системе тягового электроснабжения троллейбуса основывается на проведении соответствующих расчетов и оценке текущего состояния системы. Требования определяют необходимость введения компенсации и ее параметры.
Какие этапы включает работа по компенсации реактивной мощности в системе тягового электроснабжения троллейбуса?
Работа по компенсации реактивной мощности в системе тягового электроснабжения троллейбуса включает несколько этапов. Сначала проводятся расчеты и подготовка исходных данных. Затем оцениваются межподстанционные зоны и формируются схемы питания и секционирования. Наконец, выбираются наиболее эффективные варианты и проводятся расчеты числовых характеристик и параметров тяговой сети.
Какую цель имеет компенсация реактивной мощности в системе тягового электроснабжения троллейбуса?
Цель компенсации реактивной мощности в системе тягового электроснабжения троллейбуса заключается в улучшении эффективности работы системы питания, снижении потерь энергии и улучшении качества электрической энергии.
Какие задачи решаются в процессе компенсации реактивной мощности в системе тягового электроснабжения троллейбуса?
В процессе компенсации реактивной мощности в системе тягового электроснабжения троллейбуса решаются задачи определения оптимальных параметров компенсационного оборудования, расчета мощности и энергии реактивного тока, а также выбора и установки необходимых компенсационных устройств.
Какие требования предъявляются к системе компенсации реактивной мощности в тяговом электроснабжении троллейбуса?
К системе компенсации реактивной мощности в тяговом электроснабжении троллейбуса предъявляются следующие требования: обеспечение необходимой степени компенсации реактивной мощности, минимизация гармонических искажений напряжения и тока, устойчивость работы системы при возникающих переходных процессах.
Как происходит расчет межподстанционных зон и формирование схем питания и секционирования в системе тягового электроснабжения троллейбуса?
Расчет межподстанционных зон и формирование схем питания и секционирования в системе тягового электроснабжения троллейбуса происходит путем определения оптимального количества и расположения подстанций, а также выбора типа схемы питания и секционирования, учитывая требуемые параметры тяговой сети.
Какие числовые характеристики рассчитываются для поездных токов и параметров тяговой сети в системе тягового электроснабжения троллейбуса?
Для поездных токов и параметров тяговой сети в системе тягового электроснабжения троллейбуса рассчитываются следующие числовые характеристики: сопротивление секции тяговой сети, значения токов I0 и Iэ, характеристики реактивного тока и энергии, а также другие параметры, необходимые для определения эффективности работы системы.
Какие цели и задачи ставились перед исследованием компенсации реактивной мощности в системе тягового электроснабжения троллейбуса?
Целью исследования было разработать методику компенсации реактивной мощности в системе тягового электроснабжения троллейбуса и улучшить энергетическую эффективность этой системы. Задачами исследования были определение требований к системе компенсации реактивной мощности, расчеты и подготовка исходных данных, а также оценка межподстанционных зон и формирование схем питания и секционирования.