Расчеты электропитающих устройств электрической централизации

Емкость контрольной батареи. При резервировании переменного тока лампы входного светофора получают питание от контрольной батареи поста электрической централизации. При безбатарейной системе питания на крупных станциях (свыше 30 стрелок) резервное питание осуществляется через преобразователи типов ПП-300 или ПП-300М, а на промежуточных (до 30 стрелок) - через преобразователь типа ППВ-1.

Рассчитаем мощность, потребляемую преобразователем типа ППВ-1.

Для расчетов принято, что на промежуточной станции имеется два входных светофора. При выходе из строя внешнего электроснабжения питание красных ламп входных светофоров осуществляется от преобразователя. От преобразователя питаются также лампы табло, сигнализирующие отключение переменного тока во входных шкафах и срабатывание схемы двойного снижения напряжения. Следовательно, активная составляющая потребляемой мощности Р - Ял + Ялтабло + ЬРдс.,; Рл35 Вт; Рл.т8бло --= 2,5 Вт; Рт1 - 14,5 Вт.

Так как на станции установлено два светофора, то Р ¦¦ 2 • 35 + f 2 • 2,5 -І 14,5 - 89,6 Вт.

Реактивную составляющую рассчитывают только для ламп светофоров, остальными значениями можно пренебречь Q - 2Qn\ Q - 2х *ПЗ - 26 вар.)

Полная мощность 5П - VP* + <5® г= V89.5* + 2б2 93 В • А;

cos ф P/S 89,5/93 =¦¦ 0,96.

Для определения мощности, потребляемой преобразователем типа

Г1ПВ-1 от аккумуляторной батареи, необходимо вычислить коэффициент нагрузки преобразователя:

Н = Р/РППВ,, ^89,5'300=- 0,289,

где ^,шв-1 ~~ 300 Вт - мощность, на которую настраивают преобразователь типа ППВ-1 при наладке устройств электрической централизации.

Коэффициент полезного действия преобразователя г) -- г|т1и/0,82, где т)ф и т]„ - коэффициенты полезного действия, зависящие от соя <р и коэффициента нагрузки преобразователя 1(„.

Зависимость к. п. д. преобразователя ППВ-1 от со* ф и Ки в режиме преобразования (рис. 292): г) 0,82 X

X 0,72/0,82 - 0,72.

Мощность, потребляемая преобразователем типа ППВ-1 от аккумуляторной батареи, Яппв-1 г_ Р/ц - 89,5/0,72 ~ 124 Вт.

Индекс контрольной батареи. При расчете принята станция, находящаяся на двухпутном участке.

При выключении на посту ЭЦ переменного тока от контрольной батареи питание получают нагрузки, перечисленные в табл. 25.

Таблица 25

Нагрузка

Измери тель

Число

Мощность на единицу измерения

Расчетная мощность

Р. Вт

0. нар

1\ Вт

<?. Вкр

Преобразователь типа ППВ-1

Лампы табло:

шт.

1

124

36

124

36

аварии переменного тока

»

4*

2.5

10

направления перегона

»

8

2,5

20

путевого приближения и удаления

»

8

2,3

-

20

Реле панели преобразователя типа ППВ-1 0,5 А; 24 В

Панель

1

12

12

Приборы ДЦ 3 А; 24 В

Пост

1

72

-

72

Реле 0,2 А; 24 В Всего нагрузка 2Р

Стрелка

4,8

п

4,8 п 258--4,8 п

36

* Две лампы контроля фидеров на табло и две лампы контроля фндеров на панели ПВ-ЭЦ; п - число стрелок на станции.

Емкость аккумуляторной батареи определяют исходя из суммарной мощности, потребляемой устройствами (см. табл. 25):

г *

С л -- у ик, я2

где Г = 6 ч - время резервного питания устройств:

11 - 24 В - напряжение батареи;

= 0,8 - коэффициент старения батареи;

К2 - 0,87 - коэффициент интенсивности разряда батареи.

Подставляя в эту формулу все значения, получаем:

(258+ 4,8ц) 6 Сб__ 24-0,8-0,87 ’

т. е. для станции, имеющей 30 стрелок, емкость батареи

„ (258 + 4,8-30)6 .

Сб =-=143 А-ч.

24-0,8-0,87

Мощность переменного тока, потребляемая устройствами электрической централизации крупных станций. Нагрузку на внешнюю сеть электроснабжения от всех устройств электрической централизации можно с достаточной степенью точности определить по усредненным данным потребления мощности отдельными элементами устройств, перечисленным в табл. 26.

В расчетах потери в преобразователях стативов типа СП1 50/25 учитывают в зависимости от нагрузки преобразователя рельсовыми цепями частотой 25 Гц с реле типа ДСШ. При нагрузке до 50 % к. п. д. принимается равным 0,45, cos ср = 0,6, а при нагрузке свыше 50 % к. п. д. - равным 0,55, cos ср = 0,7.

Потери в трансформаторах типа ТС определяют по кривым на рис. 293.

При расчетах мощности, потребляемой устройствами электрической централизации, следует иметь в виду, что от трансформатора ТС питаются релейные цепи, релейные шкафы, контрольные цепи стрелок и электрообогрев стрелок. Подсчитав нагрузку на трансформатор ТС, необходимо учесть потери в преобразователях стативов СП1 50/25, а также внутренние потери в трансформаторе ТС.

Светофоры, маршрутные указатели, табло питаются от трансформаторов релейной панели. Потери в трансформаторах при загрузке свыше 50 % следует принять: АР = 180 Вт; AQ = 250 вар.

Для станции, имеющей 100 стрелок, можно принять следующие значения потребляемой мощности: устройства связи поста ЭЦ - активная 3270 Вт, реактивная 2735 вар; устройства освещения, вентиляции и другие вспомогательные приборы - активная 4150 Вт, реактивная 1940 вар; лимит для мастерской - 7000 В • А (активная 5600 Вт, реактивная 4200 вар).

Потребляемая мощность

Нагрузка

Измеритель

Р, Вт

ф, вар

Лампочки табло'

Стрелка

14

Контрольная цепь стрелочных элект-

5

4

роприводов

Обогрев контактов автопереключателя

»

45

22

Лампы светофоров

Светофор

25

-

Маршрутные указатели на станции:

700

до 140 стрелок

Пост ЭЦ

-

свыше 140 стрелок

То же

1400

• -

Рельсовые цепи (с реле ДСШ) при тяге:

тепловозной

Рельсовая цепь

20

22,5

электрической постоянного тока

То же

66

53

электрической переменного тока ча-

»

18

8,2

стотой 25 Гц

Релейные шкафы входного светофора

Шкаф

95

60

Местное управление на станции, име-

Пост ЭЦ

200

100

ющей свыше 80 стрелок

Выпрямители контрольной батареи 24 В, 30 А на станции с числом стрелок:

640

до 40 (одни выпрямитель)

То же

480

40-85 (один выпрямитель)

»

1180

1180

85-120 (два выпрямителя)

»

1400

1400

120-140 (два выпрямителя)

1700

1700

140-170 (два выпрямителя)

»

2140

2140

170-200 (два выпрямителя)

»

2360

2360

Выпрямитель безбатарейний 220 В, 30 А стрелочный3 при:

240

860

холостом ходе

переводе стрелок на станции с числом стрелок:

до 60

Пост ЭЦ

3600

1700

свыше 60

То же

5400

2600

Батарейиый стрелочный выпрямитель

500

870

220 В, 3 А Потери в трансформаторах релейной панели 1ТР - 4ТР прн загрузке:

50%

120

200

свыше 50%

А>

180

250

1 На станции, имеющей свыше 80 стрелок подсветки, и нагрузка принимается равной 1200

2 Учитывается при определении номинально

применяют с Вт.

й мощности ДГ

чем ы, огранич А.

ивающие юк

Рнс. 293. Кривые потери мощности в трансформаторах типов ТС-25, ТС-40 (а)

и ТС-10, ТС-16 (в)

Дополнительные нагрузки на вводную панель от трансляционного усилителя в рабочем режиме, от выпрямителя 220 В, 30 А при переводе стрелок при безбатарейной системе питания и негарантированного освещения составляют: активные 14 000 Вт, реактивные 6000 вар.

Пример. Определим мощность, потребляемую устройствами электрической централизации (при безбатарейной системе питания) участковой станции, имеющей 100 стрелок и 130 светофоров, по укрупненным показателям. На станции и прилегающих участках - электротяга переменного тока, используют рельсовые цепи переменного тока частотой 25 Гц с реле типа ДСШ-13. Вся аппаратура ЭЦ размещена на посту II категории.

Все расчеты выполнены в соответствии с нагрузками, перечисленными в табл.

26.

Рельсовые цепи потребляют мощности: Рр.ц - 18-100 1800 Вт; (?р

8,2-100 - 820 вар; Яр.ц = Т/18002+ 8202 - 1980 В А.

Потерн в преобразователях частоты при загрузке свыше 50 %, к.п.д ц -0,55 и со$ ф •-= 0,7 составляют: АД = 1980/0.55 = 3600 В А; АР ДА

соэ ф - 3600-0,7 = 2520 Вт; АС? = ЛЯ эш ф = 3600-0,7 = 3600-0,7 --- 2520вар, а с учетом потерь в преобразователях: Р0.р.ц ~ 1800 -4 2520= = 4320 Вт; <?0.р.ц = 820-4- 2520 - 3340 вар; Ао.р.ц.= УЯо.р.д. + (?0.р.и. -= У43202 +- 334 О2 5461 В-А.

Цепи контроля и обогрева стрелок, также релейные шкафы входных светофоров питаются от трансформатора типа ТС-10. Нагрузка на трансформатор от указанных устройств:

Рте = Ркц -^стр А Робк ^стр Ч- Ръс ^вс 5 -100 -4 45-100 -у- 95- 2 ~-= 500 4500 +190 = 5190 Вт;

Qtc - Qкц ^"стр + Фобк N етр + Qbc ^bc - 4-100+22-100 + 60-2 -

= 400+2200 + 120 = 2720 вар;

STC = У5190* + 2720* = 5850. В • А.

Потери в трансформаторе типа ТС-10 при указанной нагрузке (см. рис. 293); АР =¦ 220 Вт; AQ = 975 вар.

Потребляемая мощность с учетом потерь в трансформаторе типа ТС-10 Ро. тс = 5190 + 220 = 5410 Вт; Q0. тс ^ 2720 + 975 ----- 3695 вар.

Светофоры на станции, маршрутные указатели, приборы, табло питаются от трансформаторов Тр[ - Тр4 релейной панели.

Мощности, потребляемые светофорами:

Рсв- 21 • 130 - 2730 Вт; QCB = 6,8-130 -880 вар.

На маршрутных указателях одновременно может гореть до 28 ламп мощностью 25 Вт каждая: Рм.у = 28-25 = 700 Вт.

Приборы табло потребляют: Рх -- 1200 Вт; QT -- 460 вар.

Нагрузка на трансформаторы Тр1 - Тр4 релейной панели:

Рр.п = РСв+-Рм.у + ЯТ = 2730 + 700 +1200 = 4630 Вт;

Qp .и = Qcb + Qt = 880 + 460 = 1340 вар.

Потери в трансформаторах релейной панели при загрузке свыше 50 %: АР -180 Вт; АQ -- 240 вар.

Общая нагрузка приборов релейной панели с учетом потерь в трансформаторах Тр1 - Тр4: Ро.р.ц = 4630 + 180 = 4810 Вт; Qo.p.n ---- 1340 + 250 --1590 вар.

Выпрямитель контрольной батареи типа 24 В, 30 А потребляет: Р 1180 Вт; Q 1180 вар; S = 1670 В -А.

Выпрямитель безбатарейной системы питания 220 В, 30 А потребляет при холостом ходе: Р' = 240 Вт; Q' --- 860 вар; S' 900 В-А.

Общая мощность, потребляемая устройствами СЦБ поста электрической централизации станции:

Ро.сцб ¦--= Ро.рц + Po.rc +Po.Vn + Р + Р' - 4 320 + 5410 + 4810 + + 1180 + 240- 15960 Вт;

Qn.cnO= Qo.pn + Qo.tc + Qo. рпЧ" Q + Q* - 3340 + 3695 + 1590 +

+ 1180 + 800 10 665 вар.

Устройства связи поста потребляют мощности: Р0.св 3270 Вт; Q0-CB 2735 вар.

Для устройств освещения, вентиляции и других вспомогательных приборов поста требуется: Ро.всп ¦=¦ 4150 Вт; С?е.всп - 1940 вар.

Суммарная мощность, потребляемая устройствами СЦБ и связи поста электрической централизации станции, которая обеспечивается от резервного автоматизированного дизель-генератора (ДГА):

РСУМ Ро.сцб +-ро.св + Ро.всп -15 960 г 3270 | 4150 23 380 Вт;

Qcум Фо.сцб +1?о.си -I Qo.Bca~ 10 665 + 2735+ 1940 15 340 вар;

А’сум - [1 1++„ -I <?с 2 ум -1/23 3802+ 15 340^ - 27 890 В-А.

Лимит мощности для мастерской: Рм 5600 Вт; 4200 вар.

Дополнительные кратковременные нагрузки на вводную панель питающей установки (до 10 с), которые преодолеваются ДГА за счет инерции, от усилителя ТУ-1000 в рабочем режиме, от выпрямителя 220 В, 20 А при переводе стрелок, а также нагрузки от негарантированного освещения Ря 14 000 Вт; (?д 6000 вар.

Общая мощность, потребляемая всеми устройствами поста электрической централизации при безбатарейиой системе питания;

/\ш--Рсум+Рм і~Ря 23380 + 5600 } 14000 42 980 Вт;

С?оп <3сум Д <2м + <2д 15 340-} 4200 -} 6000- 25 540 вар;

5оп У Роа Ь <3'оп Т/42 980*-} 25 540'2 50 000 В • А 50 кВ А.

Для питания устройств СЦБ и связи иа постах электрической централизации предусматривается резерв мощности, равный 10 %.

Электропитающие установки безбатарейной и батарейной систем питания ЭЦ промежуточных станций | Электропитающие устройства и линейные сооружения автоматики, телемеханики и связи железнодорожного транспорта | Автоматизированные дизель-генераторные установки и резервные электростанции