[WikiDyd] [TitleIndex] [WordIndex

Laboratorium Trakcji Elektrycznej

Osoby odpowiedzialne za przedmiot: prof. dr hab. inż. Andrzej Szeląg, dr inż. Zbigniew Drążek.


Materiały zostały opracowane w ramach realizacji Programu Rozwojowego Politechniki Warszawskiej.

http://prpw.iem.pw.edu.pl/images/KAPITAL_LUDZKI.gif http://prpw.iem.pw.edu.pl/images/EU+EFS_P-kolor.gif

http://www.pr.pw.edu.pl/ jest projektem współfinansowanym przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu społecznego (działanie 4.1.1 Programu Operacyjnego Kapitał Ludzki) i ma na celu poprawę jakości kształcenia oraz dostosowanie oferty dydaktycznej Politechniki Warszawskiej do potrzeb rynku pracy. Będzie on realizowany przez Uczelnię w latach 2008-2015.

Opis ogólny

Zasady zaliczenia przedmiotu Laboratorium Trakcji (15 godzin) składa się z: zajęć wstępnych 6 ćwiczeń laboratoryjnych wykonywanych dwóch modułach, zajęć poprawkowych oraz kolokwium zaliczeniowego.

W pierwszym module, na który składają się ćwiczenia 1-3, studenci wykonują je w zespołach kilkuosobowych.

W drugim module laboratorium, ćwiczenia 4-6 studenci wykonują indywidualnie, pracują przy indywidualnych stanowiskach komputerowych, realizując określone zadanie projektowe (obliczeniowe) przy pomocy dedykowanego programu komputerowego.

Wyniki obliczeń, symulacji i pomiarów udokumentowane protokołem badań opracowywane są przez studentów poza laboratorium. Efektem opracowania wyników jest sprawozdanie – w pierwszej części laboratorium zespołowe a w drugiej – indywidualne.

Ocena z Laboratorium Trakcji wystawiana jest na podstawie punktacji ze wszystkich ćwiczeń oraz kolokwium zaliczeniowego na ostatnich zajęciach. Punktacja każdego z ćwiczeń: sprawdzian teoretyczny (0-3 pkt), raport-sprawozdanie (0-3pkt), kolokwium: (0-4pkt). Warunkiem zaliczenia przedmiotu jest zaliczenie każdego ze sprawdzianów teoretycznych na minimum 1 pkt oraz uzyskanie 50% maksymalnej liczby punktów do zdobycia za wszystkie ćwiczenia. Rozkład ocen dst – bdb liniowo według całkowitej liczby uzyskanych punktów.

Opisy ćwiczeń i instrukcje laboratoryjne

  1. Badanie modelu prostownika trakcyjnego (prostownika dodawczego) (instrukcja)

    • Przebieg ćwiczenia
      • sprawdzian teoretyczny z przygotowania do ćwiczenia
      • zapoznanie się studentów ze stanowiskiem pomiarowym, przedstawienie zasad bezpiecznego przeprowadzenia pomiarów
      • ustalenie zakresu zmian obciążenia prostownika diodowego i sterowanego (R, RL),
      • przeprowadzenie dla pomiarów dla różnych obciążeń i punktów pracy prostownika (napięcia i prądy obwodzie zasilania AC oraz DC, współczynnik odkształceń nieliniowych prądu po stronie AC, zawartość składowej zmiennej w napięciu po stronie DC, współczynnik mocy po stronie AC, moc czynna po stronie AC i DC)
      • zapisanie wyników pomiarów do tabeli pomiarów,
      • wyliczenie na podstawie przeprowadzonych pomiarów: sprawności przetwarzania prostownika,
      • przedstawienie graficzne charakterystyki prostowników: głównego, dodawczego i zakresu regulacji charakterystyki, wyznaczenie parametrów charakterystycznych: rezystancji wewnętrznej i pochylenia charakterystyki,
      • wykonanie sprawozdania, przedstawienie wniosków z pomiarów
      • zaliczenie protokołu z przeprowadzonych badań
      Wyposażenie
      • model fizyczny trakcyjnego prostownika dodawczego z dławikiem wyjściowym i regulowanym rezystorem (napięcie wyjściowe na poziomie do 120V DC, prąd wyjściowy do 50A),
      • cyfrowy 3-fazowy analizator mocy,
      • komputer PC z kartą DAQ i oprogramowaniem LABVIEW
      • zestaw transduktorów, woltomierzy i amperomierzy laboratoryjnych do pomiarów w obwodach AC i DC,
      • dzielnik napięciowy,
      • bocznik prądowy,
      • dławik 3-fazowy na wejściu transformatora prostownikowego.
  2. Badanie modelu fizycznego napędu pojazdu trakcyjnego z silnikiem szeregowym (instrukcja)

    • Przebieg ćwiczenia
      • sprawdzian teoretyczny z przygotowania do ćwiczenia
      • zapoznanie się studentów ze stanowiskiem pomiarowym, przedstawienie zasad bezpiecznego przeprowadzenia pomiarów
      • wyznaczanie charakterystyki: przebiegów wartości średniej napięcia i prądu silnika szeregowego modelu pojazdu trakcyjnego oraz mocy wejściowej układu i mocy wejściowej przerywacza w funkcji obrotów i wypełnienia,
      • wyznaczenie widma harmonicznych prądu pobieranego przez przerywacz z filtru LC oraz przez dławik filtru LC (na wejściu filtru, z sieci zasilającej DC) oraz wartości skutecznych poszczególnych harmonicznych w funkcji obrotów oraz wypełnienia przerywacza
      • przeprowadzenie, na podstawie wyników pomiarów, obliczeń parametrów charakteryzujących pracę układu w poszczególnych punktach pracy, wykonanie rysunków przedstawiających uzyskane zależności
      • wyznaczenie wartości prądu zakłócającego na wejściu filtra oraz na wejściu przerywacza w poszczególnych punktach pracy, porównanie z zadaną wartości dopuszczalnego prądu zakłócającego
      • wykonanie raportu z przeprowadzonych pomiarów, przedstawienie wniosków dotyczących: zakłóceń wprowadzanych przez pojazd trakcyjny z przerywaczem i silnikiem szeregowym do sieci zasilającej, ocena funkcji filtry wejściowego i wyznaczenie jego charakterystyki tłumienia harmonicznych prądu w funkcji częstotliwości dla różnych wypełnień
      • zaliczenie protokołu z przeprowadzonych badań
      Wyposażenie
      • model fizyczny trakcyjnego przerywacza prądu stałego
      • zestaw elektromaszynowy z silnikiem szeregowym prądu stałego i obciążeniem
      • cyfrowy analizator mocy
      • komputer PC z kartą DAQ i oprogramowaniem LABVIEW do pomiarów
      • zestaw transduktorów, woltomierzy i amperomierzy laboratoryjnych AC i DC
      • tachometr cyfrowy
  3. Badanie prądów błądzących w strefie oddziaływania zelektryfikowanej linii kolejowej (instrukcja)

    • Przebieg ćwiczenia
      • sprawdzian teoretyczny z przygotowania do ćwiczenia
      • zapoznanie się studentów ze stanowiskiem pomiarowym, przedstawienie zasad bezpiecznego przeprowadzenia pomiarów
      • badanie napięć szyny - ziemia - rurociąg spowodowanych prądami pochodzenia trakcyjnego w zależności od odległości pociągu od podstacji przy różnych wartościach rezystancji przejścia szyny-ziemia oraz różnych sposobach zasilania (jedno- i dwustronne)
      • badania rozpływu prądu do ziemi napięć między szynami a ziemią w zależności od odległości pociągu od podstacji przy różnych wartościach rezystancji przejścia szyny-ziemia oraz różnych sposobach zasilania (jedno- i dwustronne)
      • badanie zasad oraz rezultatów stosowania ochrony od prądów błądzących: drenaż prosty, spolaryzowany, stacja ochrony katodowej, ochrona protektorowa, separacja rurociągu w zależności od odległości pociągu od podstacji przy różnych wartościach rezystancji przejścia szyny-ziemia oraz różnych sposobach zasilania (jedno- i dwustronne)
      • wykonanie wymaganych obliczeń (np. uszkodzeń w infrastrukturze podziemnej powodowanej prądami błądzącymi), raportu z przeprowadzonych pomiarów, przedstawienie wyników w formie graficznej i wniosków,
      • zaliczenie protokołu z przeprowadzonych badań.
      Wyposażenie
      • wyskalowany elektrycznie model fizyczny toru szynowego z uwzględnieniem obecności infrastruktury technicznej w zasięgu oddziaływania prądów błądzących,
      • zestaw woltomierzy i amperomierzy laboratoryjnych DC,
      • komputer PC ze standardowym oprogramowaniem umożliwiającym akwizycję pomiarów oraz ich opracowanie graficzne wyników dla potrzeb sprawozdania.
  4. Symulator ruchu pojazdu trakcyjnego (instrukcja)

    • Przebieg ćwiczenia
      • sprawdzian teoretyczny z przygotowania do ćwiczenia
      • dostarczenie studentowi danych do przeprowadzenia symulacji przejazdu pojazdem przeprowadzenie symulacji przejazdu forsownego na zadanej trasie, zestawienie uzyskanych wyników,
      • przeprowadzenie symulacji przejazdu oszczędnego na zadanej trasie, zestawienie uzyskanych wyników,
      • symulacja przejazdu maszynisty i porównanie wskaźników energetycznych przejazdu z wynikami dla przejazdu automatycznego (optymalnego), zestawienie uzyskanych wyników
      • przeprowadzenie symulacji dla zmienionych parametrów (masa, prędkość maksymalna)
      • zestawienie porównawcze uzyskanych wyników graficznych (prędkość w funkcji drogi i czasu, prąd w funkcji drogi i czasu, napięcie na odbieraku w funkcji drogi i czasu)
      • zestawienie porównawcze uzyskanych wyników parametrów charakteryzujących energetyczne wskaźniki ruchu w poszczególnych symulacjach (zużyta energia, jednostkowe zużycie energii, średni prąd, średnie napięcie)
      • wykonanie protokołu, zestawienie wniosków
      • zaliczenie protokołu
      Wyposażenie
      • Komputer PC z dedykowanym oprogramowaniem oraz standardowym oprogramowaniem umożliwiającym opracowanie graficzne wyników dla potrzeb sprawozdania
  5. Badanie oddziaływania podstacji trakcyjnej na elektroenergetyczną sieć zasilającą (instrukcja)

    • Przebieg ćwiczenia
      • sprawdzian teoretyczny z przygotowania do ćwiczenia
      • dostarczenie studentowi danych do przeprowadzenia symulacji oddziaływania prostownikowej podstacji trakcyjnej na zasilający system elektroenergetyczny (harmoniczne prądu, współczynnik THD U) z uwzględnieniem parametrów linii, odbiorów nietrakcyjnych oraz układów do kompensacji mocy biernej
      • wykonanie, z wykorzystaniem dedykowanego oprogramowania obliczeń odkształceń w węzłach modelowego systemu elektroenergetycznego dla wariantu wyjściowego, ocena zgodności z przepisami dotyczącym jakości napięcia w sieciach publicznych SN, w przypadku przekroczenia dopuszczalnych kryteriów przeprowadzenie możliwych do przeprowadzenia zmian w układzie zasilania lub podstacji, które pozwolą na spełnienie wymagań
      • przeprowadzenie obliczeń wariantowych wpływu różnych parametrów (długość i typ linii zasilającej, typ i liczba zespołów prostownikowych na współczynnik THD U)
      • zestawienie wyników, wykonanie raportu z przeprowadzonych analiz, przedstawienie wniosków
      • zaliczenie protokołu z przeprowadzonych badań
      Wyposażenie
      • Komputer PC z dedykowanym oprogramowaniem oraz standardowym oprogramowaniem umożliwiającym opracowanie graficzne wyników dla potrzeb sprawozdania
  6. Zwarcia w sieciach trakcyjnych prądu stałego (instrukcja)

    • Przebieg ćwiczenia
      • sprawdzian teoretyczny z przygotowania do ćwiczenia
      • dostarczenie studentowi danych do przeprowadzenia obliczeń zwarciowych dla zadanego schematu zasilania odcinka linii kolejowej/metra/tramwaju i parametrów podstacji oraz sieci trakcyjnej
      • przeprowadzenie obliczeń minimalnych i maksymalnych prądów zwarć dla zadanego odcinka i schematu zasilania (przy różnych schematach zasilania: jednostronne, dwustronne, z kabiną sekcyjną, z uzależnieniami wyłączników szybkich i bez)
      • dobór nastaw wyłączników szybkich zabezpieczających zasilacze na podstawie przeprowadzonych obliczeń, z w uwzględnieniem zadanych wartości prądów maksymalnych; w przypadku niespełnienia wymagań dokonanie modyfikacji w układzie zasilania, aby takie nastawy były możliwe lub zaproponowanie identyfikację zwarć w oparciu o inne kryteria
      • wyznaczenie zależności wartości maksymalnych prądów zwarć od liczby pracujących zespołów prostownikowych, mocy zwarciowej i napięcia zasilania podstacji trakcyjnej (np.15, 20, 30, 110kV)
      • wyznaczenie stałej czasowej obwodu prądu zwarcia metalicznego w funkcji odległości od podstacji dla zadanych typów sieci trakcyjnej
      • wykonanie raportu z ćwiczenia, przedstawienie wniosków zaliczenie protokołu z przeprowadzonych badań
      Wyposażenie
      • Komputer PC z dedykowanym oprogramowaniem oraz standardowym oprogramowaniem umożliwiającym opracowanie graficzne wyników dla potrzeb sprawozdania (instrukcja obsługi oprogramowania).


2015-09-23 06:44