90735

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СГЛАЖИВАЮЩИХ УСТРОЙСТВ ТЯГОВЫХ ПОДСТАНЦИЙ ПОСТОЯННОГО ТОКА ИНСКОЙ ДИСТАНЦИИ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ЗАПАДНО-СИБИРСКОЙ ЖЕЛЕЗНОЙ ДОРОГИ

Дипломная

Энергетика

Классификация существующих сглаживающих устройств. Показатели эффективности функционирования сглаживающих устройств. Характеристика основного оборудования тяговых подстанций (ТПС) Инской дистанции электроснабжения. Выбор схем и параметров СУ для их модернизации в Инской дистанции электроснабжения.

Русский

2015-06-10

2.28 MB

3 чел.

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего профессионального образования

«ОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ»

(ОмГУПС (ОмИИТ))

Кафедра «Электроснабжение железнодорожного транспорта»

К ЗАЩИТЕ ДОПУСТИТЬ

Заведующий кафедрой ЭЖТ

                                                                              __________ О. А. Сидоров

«___» ____________ 2015 г.

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СГЛАЖИВАЮЩИХ УСТРОЙСТВ
ТЯГОВЫХ ПОДСТАНЦИЙ ПОСТОЯННОГО ТОКА
ИНСКОЙ ДИСТАНЦИИ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
ЗАПАДНО-СИБИРСКОЙ ЖЕЛЕЗНОЙ ДОРОГИ

Пояснительная записка к дипломному проекту

ИНМВ. 154017. 000 ПЗ

СОГЛАСОВАНО                                                                                

Консультант по экономике –                                 Студентка гр.40 Б   

преподаватель кафедры ЭТЛ и УК                          ___________ А. В. Шалкарбаева

__________ А. Н. Ларин                                       «___» __________ 2015 г.

«___» __________ 2015 г.

                                                                                          Руководитель –

Консультант по безопасности                                          доцент кафедры ЭЖТ

и экологичности –                                                             ___________ Р. Б. Скоков

преподаватель кафедры БЖЭ                                           «___» __________ 2015г.

__________ А. Е. Чепурко                                                      

«___» __________ 2015 г.

                                                                                          Нормоконтролер –       

                                                                                          доцент кафедры ЭЖТ

                                                                                          __________Е. Ю. Салита

                                                                                          «___» __________ 2015 г.

 

Омск 2015

ОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

Факультет Электромеханический

Кафедра «Электроснабжение железнодорожного транспорта»

Специальность 101800 (190401) «Электроснабжение железных дорог»

Специализация 101801 «Электроснабжение железных дорог»

 

      УТВЕРЖДАЮ

                                                                                                               Зав. кафедрой

                                                                                    О.А. Сидоров

                                                                                  «___»2015 г.

ЗАДАНИЕ

на дипломный проект студентке

Шалкарбаевой Анне Викторовне

1 Тема проекта: «Совершенствование сглаживающих устройств тяговых подстанций постоянного тока Инской дистанции электроснабжения Западно-Сибирской железной дороги» утверждена приказом по университету № 17 / с
от
«15» января 2015 г.

2 Срок сдачи студентом законченного проекта 15 июня 2015 г.

3 Исходные данные к проекту

1 Схемы, типы, характеристики сглаживающих устройств, применяемых на тяговых подстанциях постоянного тока, приведённые в следующих источниках:

1 Выбор схем и параметров сглаживающих фильтров тяговых подстанций постоянного тока при двенадцатипульсовых выпрямителях и кабельных линиях связи: Отчет о НИР (заключит.) / Омский ин-т. инж. ж.-д. трансп.; Руководитель А. П. Усенко. № ГР 01.91.0022855; Инв. № 830. Омск, 1992. 57 с.

2 Шалимов М. Г., Магай Г. С., Ковалева Т. В. Технико-экономическое обоснование выбора схем сглаживающих фильтров тяговых подстанций с многопульсовыми выпрямителями / Актуальные проблемы развития железнодорожного транспорта: Тезисы докладов второй международной научно-технической конференции. М., 1996.

3 Магай Г. С. Сглаживающие фильтры тяговых подстанций на участках
с рельсовыми цепями тональной частоты / Г. С. Магай, Т. В. Комякова, Р. Б. Скоков. Деп. ЦНИИ ТЭИ МПС, 2003, № 7 (377), 38 с.

4 Содержание расчётно–пояснительной записки (перечень подлежащих разработке вопросов).

1 Совершенствование сглаживающих устройств тяговых подстанций постоянного тока Инской дистанции электроснабжения Западно-Сибирской железной дороги.

1.1 Классификация существующих сглаживающих устройств.

1.2 Показатели эффективности функционирования сглаживающих устройств.

1.3 Характеристика основного оборудования тяговых подстанций (ТПС) Инской дистанции электроснабжения.

1.4 Выбор схем и параметров СУ для их модернизации в Инской дистанции электроснабжения.

2 Технико-экономическая эффективность предложенных мероприятий по модернизации СУ Инской дистанции электроснабжения Западно-Сибирской железной дорог.

3 Техника безопасности при производстве работ на сглаживающем устройстве тяговой подстанции.

3.1 Характеристика возможных опасных и вредных производственных факторов при выполнении работ на СУ тяговой подстанции.

3.2 Организационные мероприятия по технике безопасности.

3.3 Технические мероприятия.

3.4 Технические средства защиты, обеспечивающие безопасность работ на СУ.

5 Графический материал, выполненный в электронном виде.

Лист 1 Схемы  сглаживающих  устройств ТПС Инской  дистанции электроснабжения.

Лист 2 Схема участка Инская - Черепаново.

Лист 3 Показатели эффективности СУ ТПС постоянного тока.

Лист 4 Частотные характеристики СУ Инской дистанции электроснабжения до модернизации.

Лист 5 Частотные характеристики СУ Инской дистанции электроснабжения после модернизации.

Лист 6 Результаты модернизации СУ Инской дистанции электроснабжения.

6 Консультанты по проекту (с указанием относящихся к ним разделов
проекта)

Раздел

Консультант

Подпись, дата

задание выдал

задание принял

1 Совершенствование сглаживающих устройств тяговых подстанций постоянного тока Инской дистанции электроснабжения Западно-Сибирской железной дороги

Скоков Р. Б.

2 Технико-экономическая эффективность предложенных мероприятий по модернизации СУ Инской дистанции электроснабжения Западно-Сибирской железной дорог

Ларин А. Н.

3 Техника безопасности при производстве работ на сглаживающем устройстве тяговой подстанции

Чепурко А. Е.

Руководитель проекта________________________ Р. Б. Скоков

КАЛЕНДАРНЫЙ ПЛАН

Разделы дипломного проекта

Сроки

выполнения

разделов проекта

Отметки

о выполнении

разделов проекта

1 Совершенствование сглаживающих устройств тяговых подстанций постоянного тока Инской дистанции электроснабжения Западно-Сибирской железной дороги

2 Технико-экономическая эффективность предложенных мероприятий по модернизации СУ Инской дистанции электроснабжения Западно-Сибирской железной дорог

3 Техника безопасности при производстве работ на сглаживающем устройстве тяговой подстанции

7 Дата выдачи задания:        02.02.2015     

Руководитель                            _______________ Р. Б. Скоков

Задание к исполнению принял _______________ А. В. Шалкарбаева

Реферат

УДК 621.637:621.314.4(07):621.331

Дипломный проект содержит 88 страниц, 53 рисунка, 20 таблиц, 14 источников, 1 приложение, 6 листов графического материала, выполненного в электронном виде.

Гармоники выпрямленного напряжения, опасное влияние, коэффициент сглаживания n-ой гармоники, мешающее влияние, псофометрическое напряжение, результирующий коэффициент сглаживания, ёмкость параллельной части сглаживающих устройств, индуктивность реактора

Объектом исследования являются тяговые подстанции постоянного тока Инской дистанции Западно-Сибирской железной дороги

Цель работы - совершенствование сглаживающих устройств тяговых подстанций названного предприятия.

Методы исследования - аналитические.

В качестве мероприятий по совершенствованию сглаживающих устройств предложено упростить их схемы и выбрать рациональные параметры элементов этих схем.

Полученные результаты могут быть использованы при научноисследовательских работах в области повышения эффективности работы тяговой сети постоянного тока, улучшения её электромагнитной совместимости со смежными электротехническими коммуникациями.

Дипломный проект выполнен в текстовом редакторе Microsoft Word 2010, графический материал представлен на диске в конверте на обороте обложки.

The abstract

UDC 621.637:621.314.4(07):621.331

Degree project is kept 88 pages, 53 drawings, 20 tables, 13 sources, 1 exhibit,

  1.  sheets of graphic material, executed in the electronic type.

The factor of the smoothing of the harmonicas n-ouch harmonic forming, resulting factor of the smoothing of the harmonicas, psofometrics voltage, sense of the n-ouch harmonic of the straightened voltage, capacity of the parallel part SD, inductance of the reactor.

The object of the study are traction substations DC Inskaya distance electricity West Siberian Railway.

Purpose - to improve the smoothing devices (SD).

Methods of research - analysis.

As measures for the improvement of smoothing devices proposed to simplify the design and choose rational parameters.

The results can be used in research projects in the field of improving the efficiency of SD traction DC network with adjacent electrical utilities.

Degree project is executed in text editor Microsoft Word 2010, graphic material was submitted for disk in envelope on turn of the cover.

Введение

Железнодорожный транспорт является одной из ключевых отраслей народ-

ного хозяйства России. Потребление электроэнергии железными дорогами России

в 2013 году составило 44785,9 млн кВт·ч, что на 3,3% выше, чем за аналогичный

период прошлого года, в том числе: на тягу поездов 41038,3 млн кВт·ч (увеличе-

ние на 3,6 % при росте объема перевозок на электротяге на 4,9 %), железнодо-

рожные узлы 7214,9 млн кВт·ч (рост на 0,6%). Доля работы на электротяге воз-

росла до 83,9 %, против 83,5 % в 2011 г. (рост на 0,4 %).

        Доля железнодорожного транспорта в структуре электропотребления по России составила 5,6 %. В структуре электропотребления железных дорог удель-ный вес электротяги 83,4 %, эксплуатационных нужд 13,3 %, прочих потребите-лей 3,3 %. Увеличение доли эксплуатационных нужд и снижение доли прочего потребления связано с введением в 2008 году новой номенклатуры расходов по основной деятельности.

        Преобразование переменного тока в постоянный на электрических желез-ных дорогах осуществляется при помощи статических преобразователей (выпря-мителей), устанавливаемых на тяговых подстанциях.

Получаемое при преобразовании переменного тока выпрямленное напряже-

ние является пульсирующим и содержит помимо постоянной составляющей, гар-

моники, имеющие различную частоту и величину. Гармонические составляющие

выпрямленного напряжения определяют протекание по контактной сети перемен-

ных токов различной частоты, создавая в окружающем пространстве переменное

магнитное поле, а разность напряжений между контактным проводом и землей

(рельсами) – переменное электрическое поле. Таким образом, тяговая сеть элек-

трических железных дорог постоянного тока является источником электромаг-

нитного влияния, вызывая в смежных устройствах (линиях связи, автоматики, те-

лемеханики и других), проходящих вдоль трассы электрической железной дороги,

индуктивные опасные и мешающие влияния. Все это требует разработки и созда-

ния технических средств, обеспечивающих электромагнитную совместимость тя-

говой сети и смежных устройств.

Среди технических средств, обеспечивающих снижение влияний тяговой сети на линии связи, наиболее эффективными являются сглаживающие устрой-ства (СУ).

В данной работе проведены исследования и даны рекомендации по выбору схемы и параметров сглаживающего устройства тяговой подстанции.

1 Совершенствование сглаживающих устройств тяговых подстанций постоянного тока Инской дистанции электроснабжения Западно-Сибирской железной дороги

1.1 Классификация существующих сглаживающих устройств

Сглаживающее устройство представляет собой пассивный четырехполюсник (рисунок 1.1), к входным зажимам 1-2 которого подключаются выпрямители тяговой подстанции, а к выходным 3 - 4 - тяговая сеть электрической железной дороги. Элементы, включенные в последовательное плечо устройства (сопротивление , ), должны быть рассчитаны на пропускание постоянной составляющей тягового тока с минимальными потерями электрической энергии. В последовательном плече сглаживающего устройства обычно используют реактор, обладающий малым активным сопротивлением. В качестве же элементов параллельного плеча СУ (сопротивление ,) используются в определенном сочетании индуктивные катушки и емкости. Наиболее эффективным сглаживающим устройства будет такой СУ, который обладает сопротивлением последовательной части, в спектре частот стремящимся к бесконечности, и сопротивлением параллельной части, стремящимся к нулю. При этом активная составляющая сопротивления последовательной части должна стремиться к нулю.

Рисунок 1.1 – Схема замещения однозвенного сглаживающего

устройства

Рисунок 1.2 − Схема замещения двухзвенного СУ

В последовательной части любого пассивного СУ обязательно наличие реактора. Это связано с тем, что в последовательной части мы должны обеспечить пропуск постоянной составляющей тока с наименьшими потерями, поэтому необходим элемент, который будет иметь максимальное сопротивление на высоких частотах и минимальное сопротивление на частоте постоянной составляющей. Этим элементом является реактор, который обладает минимальным сопротивлением для постоянного тока и большим сопротивлением на высоких частотах. В СУ тяговых подстанций применяют реакторы типа РБФА-У-6500/3250  (реактор   бетонный   с   обмоткой   из   алюминиевого   провода, номинальное напряжение 3,3 кВ, номинальный ток 6500-3250 А). Реакторы на номинальный ток 3250 А комплектуют из одного, двух, трёх и четырёх блоков с индуктивностями 4,5; 11,0; 20 и 25 мГн, а реакторы на номинальный ток 6500 А - соответственно с индуктивностями 1,1; 3,0; 5,0 и 7,0 мГн. Блок реактора имеет четыре секции, что позволяет выполнять последовательно-параллельное или параллельное соединение их между собой. Кроме реактора в последовательной части, параллельно реактору, может устанавливаться либо ёмкость, в этом случае речь идёт о запирающем контуре, т.е. параллельно соединены ёмкость и реактор, либо резонансный контур (р.к.), т.е. и ёмкость, речь идёт о фильтр - пробке. В этих двух случаях у нас настраивается контур реактор - ёмкость, либо контур реактор - резонансный контур на определённую частоту. На этой частоте данное параллельное соединение имеет бесконечное сопротивление, а т.к. сглаживающее устройство является делителем напряжения, основная часть входного напряжения U1 приходится на наибольшее сопротивление из и , в данном случае во много раз больше , следовательно, выходное напряжение на параллельной части сглаживающего устройства стремится к 0.

Также в сглаживающем устройстве используется ёмкость, представляющая собой параллельное соединение конденсаторов, в этом случае речь идёт об апериодическом контуре. Емкостное сопротивление с увеличением частоты уменьшается. Поэтому апериодические СУ из-за того, что с увеличением частоты уменьшается сопротивление в параллельной части, более хорошо сглаживают высокие гармоники. Наряду с емкостью, в параллельной части используется резонансный контур. Резонансный контур представляет собой последовательное соединение емкости и индуктивности, соответственно на определённой частоте в резонансном контуре мы наблюдаем резонанс напряжения, это говорит о том, что на этой частоте, контур будет иметь сопротивление, равное активному сопротивлению. Если активное сопротивление в резонансном контуре равно 0, то в параллельной части мы будем иметь нулевое сопротивление на определённой частоте, если активное сопротивление в последовательной части стремится к 0, то в параллельной части мы будем иметь нулевое сопротивление на определённой частоте.

Помимо этого в параллельном контуре может совместно использоваться ёмкость и резонансный контур, в этом случае получается резонансно - апериодический фильтр (рисунок 1.2).

Другой путь обеспечения электромагнитной совместимости тягового тока со смежными коммуникациями заключается в установке на тяговой подстанции активного СУ. Классификация сглаживающих устройств представлена на рисунке 1.3.


12

Рисунок 1.3 – Классификация пассивных СУ


1.2 Показатели эффективности функционирования сглаживающих устройств

Выбор схем и параметров сглаживающих устройств определяется требованиями к ним:

  1.  по условию снижения опасного влияния тяговой сети на автоблокировку с тональными рельсовыми цепями напряжение двенадцатой гармоники на выходе СУ не должно превышать 2,3 В;
  2.  по условию защиты воздушных линий связи от мешающих влияний по существующим требованиям среднее значение псофометрического напряжения на выходе СУ не должно превышать 4 В, а при интегральной вероятности 0,95 – 5 В;
  3.  по условию защиты кабельных линий связи от мешающих влияний по существующим требованиям среднее значение псофометрического напряжения на выходе СУ не должно превышать 20 В, а при интегральной вероятности 0,95 – 30 В;
  4.  напряжение любой гармоники на выходе СУ не должно превышать 100 В.

Это, прежде всего, относится к гармонике частотой 100 Гц, так как в случае увеличения на выходе СУ напряжения любой другой гармоники до 100 В, будут нарушены требования по защите от мешающего влияния.

На электрифицированных участках постоянного тока сглаживающие устройства должны обеспечивать не только защиту рельсовых цепей от опасного влияния тягового тока, но и защиту линий связи от мешающего влияния. Схема сглаживающего устройства должна быть как можно более простой и экономичной, обеспечивая минимальные капитальные затраты и эксплуатационные расходы.

1.3 Характеристика основного оборудования тяговых подстанций Инской дистанции электроснабжения Западно-Сибирской железной дороги

Парк  тяговых  преобразовательных  трансформаторов  участка  Западно-

Сибирской железной дороги состоит из 35 трансформаторов, в том числе ТРДП –12500  /  10ЖУ1  –  29 штук (трехфазный  с  расщепленной  вентильной  обмоткой,  с принудительной циркуляцией воздуха и естественной циркуляцией масла, для питания полупроводниковых преобразователей, с типовой мощностью 12500 кВ∙А, с классом напряжения сетевой обмотки 10 кВ, для выпрямительных преобразователей железных дорог, для умеренного климата), ТМРУ - 16000/ 10ЖУ1 – 1 штука (трехфазный, с естественной циркуляцией масла, для питания ртутных преобразователей, со встроенным уравнительным реактором, с типовой мощностью 6200 кВ∙А, с классом напряжения сетевой обмотки 35 кВ, для выпрямительных преобразователей железных дорог, для умеренного климата), ТДП – 12500 / 10 – 3 штуки (трехфазный с принудительной циркуляцией воздуха и естественной циркуляцией масла, для питания полупроводниковых преобразователей, с типовой мощностью 12500 кВ∙А, с классом напряжения сетевой обмотки 10 кВ), ТМПУ - 16000 / 10ЖУ1 – 1 штука (трехфазный, с естественной циркуляцией масла, для питания полупроводниковых преобразователей, со встроенным уравнительным реактором, с типовой мощностью 16000 кВ∙А, с классом напряжения сетевой обмотки 10 кВ, для выпрямительных преобразователей железных дорог), ТРПМ-6300/10Ж1 – 1 штука.

На тяговых подстанциях Инской дистанции электроснабжения Западно-Сибирской железной дороги работают 36 кремниевых полупроводниковых выпрямителей, из них ТПЕД-3150 -3,3к - У1 – 9 штук, В-ТПЕД – 3,15К - 3,3к-У1– 7 штук, ПВЭ-5У1 – 11 штук, ПВ3-5У1 – 1 штука, ПВКЕ-2 – 1 штука, БСЕ-1 – 3 штуки, ВИПЭ-2 – 2 штуки, ИПУ-10/3150-12,5УХЛ1 – 1 штука, ПВЭ-3 – 1 штука.

Парк  силовых  понизительных  трансформаторов  Инской дистанции электроснабжения Западно-Сибирской железной дороги состоит из 32 агрегатов, из них ТДТН – 16000 / 110 / 35 / 10 – 2 штуки (трехфазный, трехобмоточный, с естественной  циркуляцией  масла  и  принудительной  циркуляцией  воздуха,  с регулированием напряжения под нагрузкой, номинальная мощность 16000 кВ∙А, номинальное напряжение 110 кВ), ТДТН - 20000 / 110 / 35 / 10 – 1 штука, ТДТН - 25000 / 110 / 35 / 6 – 2 штуки, ТДН - 16000 / 110 – 1 штука (трехфазный, двухобмоточный, с естественной циркуляцией масла и принудительной циркуляцией воздуха, с регулированием напряжения под нагрузкой, номинальная мощность 16000 кВА, номинальное напряжение 110 кВ), ТДТНГ - 15000 / 110 – 6 штук (трехфазный, масляное охлаждение с дутьем, трехобмоточный, с регулированием под нагрузкой, грозоупорный), ТДТНГ-10000/110/35/10 – 2 штуки, ТДНГ - 15000 / 110 – 4 штуки (трехфазный, двухобмоточный, с естественной циркуляцией масла и принудительной циркуляцией воздуха, с регулированием напряжения под нагрузкой, грозоупорный, номинальная мощность 15000 кВ∙А, номинальное напряжение 110 кВ), ТДНГ - 10000 / 110 – 6 штук, ТДНГ-20000/110/10 – 3 штуки, ТДГ-15000/110/10 – 1 штука, ТДТНГЭ-20000/110/27/10 – 2 штуки, ТДРУНГ-20000/110/6 – 1 штука, ТМН-6300/110/11 – 1 штука.

Для преобразования переменного тока в постоянный используются шести-

пульсовые и двенадцатипульсовые схемы выпрямления. На 5 тяговых под-станциях из 18 используются шестипульсовые схемы, из 36 преобразователей 32

имеют двенадцатипульсовые схемы выпрямления.

Одной из основных мер, используемых для снижения влияния тяговой сети постоянного тока на смежные устройства, являются сглаживающие устройства (СУ), устанавливаемые на тяговых подстанциях (таблицы 1.1 – 1.3). Они предназначены для снижения гармоник, содержащихся в кривой напряжения на выходе выпрямителей.

На Инской дистанции электроснабжения Западно-Сибирской железной дороги для снижения влияния на смежные устройства используются однозвенные апериодические, однозвенные емкостные, двухзвенные и двухзвенные резонансно-апериодические  СУ с одним резонансным контуром 100 Гц, с четырьмя 300, 600, 900, 1200 Гц (рисунок 1.4).

Эффективность сглаживающих устройств определяется результирующим коэффициентом сглаживания и коэффициентом сглаживания n-ой гармоники.

Результирующий коэффициент сглаживания представляет собой отношение псофометрического напряжения на входе СУ к псофометрическому напряжению на его выходе:

                                                                             

где - псофометрическое напряжение на входе фильтра, В;

     - псофометрическое напряжение на выходе фильтра, В.

Коэффициент сглаживания n-ой гармоники – это модуль отношения напряжения этой гармоники на входе СУ к напряжению гармоники на его выходе:

где    - напряжение n-ой гармоники на входе фильтра, В;

        _ напряжение n-ой гармоники на выходе фильтра, В.


17

17

Рисунок 1.4 – Схема участка Инская-Торсьма


18

17

Рисунок 1.5 – Схема участка Сеятель-Черепаново


Таблица 1.1 - Полная характеристика применяемых схем СУ Инской дистанции электроснабжения

Название ТПС

Число пульсаций в схеме

Схема СУ

Тип линий связи

Тип РЦ

Тип автоблокировки

Параметры параллельной части СУ

Тип реактора

Индуктивность реактора, мГн

1

2

3

4

5

6

7

8

9

ЭЧЭ-250  

Инская

1. m=12-пульс

однозвенное, апериодическое

КЛ, ВОЛС

ТРЦ

ТРЦ

С-197,1мкФ

2РБФА-3000

6,5

2. m=12-пульс

ЭЧЭ-251 Чемская

1. m=12-пульс

однозвенное, апериодическое

КЛ, ВОЛС

РЦ-50

кодовая

С-368,7мкФ

1РБФА-6500

5

2. m=12-пульс

ЭЧЭ-252

Гусинобродская

1. m=12-пульс

однозвенное, апериодическое

КЛ, ВОЛС

РЦ-25

кодовая

С-587,8мкФ

1РБФА-6500

5

2. m=12-пульс

19

ЭЧЭ-253

Совхозная

1. m=12-пульс

однозвенное, резонансно-апериодическое

КЛ, ВОЛС

РЦ-25

кодовая

С1-143,9мкФ  

L1-118,1мГн      

C2-489,2мкФ

1 С-1

6,3

2. m=12-пульс

ЭЧЭ-254

Восточная

1. m=12-пульс

однозвенное, апериодическое

КЛ, ВОЛС

РЦ-25

кодовая

C-508,5мкФ

2РБФА-3000

6,6

2. m=12-пульс

ЭЧЭ-255

Буготак

1. m=12-пульс

однозвенное, апериодическое

КЛ, ВОЛС

РЦ-25

кодовая

C-406мкФ

2РБФАУ-1-3000

6,3

2. m=12-пульс


Продолжение таблицы 1.1

1

2

3

4

 5

6

7

8

9

ЭЧЭ-257

Мурлыткино

1. m=12-пульс

двухзвенное, резонансно-апериодическое

КЛ, ВОЛС

РЦ-25

кодовая

1 р.к.: C1-88,2мкФ  

L1-3,15мГн        

2 р. к.: C2-37,7мкФ  

L2-1,76мГн        

3 р.к.:C3-31,1мкФ  

L3-1,25мГн         

4 р.к.: C4-10,6мкФ  

L4-1,17мГн         

C5-61,3мкФ

2РБФА-3000

6,5

2. m=12-пульс

20

ЭЧЭ-258

Тогучин

1. m=12-пульс

однозвенное, резонансно - апериодическое

КЛ, ВОЛС

РЦ-25

кодовая

1 р.к.:C1-68мкФ

L1-3,15мГн             

2 р.к.:C2-35мкФ

L2-1,76мГн            

3 р.к.:C3-27,5мкФ

L3-1,26мГн         

4 р.к.:C4-18,3мкФ

L4-1,17мГн          

C5-54,6мкФ

2РБФ-3000

6,5

2. m=12-пульс

ЭЧЭ-259

Изылинка

1. m=12-пульс

однозвенное, резонансно - апериодическое

ВЛ, ВОЛС

РЦ-25

кодовая

1 р.к.:C1-87мкФ  

L1-3,15мГн      

2 р.к.:C2-36мкФ

L2-1,76мГн     

3 р.к.:C3-24мкФ

L3-1,25мГн       

4 р.к.:C4-14мкФ

L4-1,17мГн      

C5-97мкФ

1РБФК-6500

6,5

2. m=12-пульс


Продолжение таблицы 1.1

1

2

3

4

5

6

7

8

9

ЭЧЭ-260

Зверобойка

1. m=6-пульс

однозвенное, резонансно - апериодическое

КЛ, ВОЛС

РЦ-25

кодовая

1 р.к.:C1-96мкФ  

L1-3,2мГн         

2 р.к.:C2-40мкФ  

L2-2,0мГн              

3 р.к.:C3-32мкФ  

L3-1,8мГн        

4 р.к.:C4-16мкФ

L4-1,2мГн           

C5-80мкФ

РБФА-3000/6,5

6,5

ЭЧЭ-261

Падунская

1. m=12-пульс

однозвенное, резонансно - апериодическое

ВЛ, ВОЛС

РЦ-25

кодовая

1 р.к.: C1-95мкФ   

L1-3,15мГн      

2 р.к.: C2-52мкФ  

L2-1,76мГн      

3 р.к.: C3-28мкФ  

L3-1,25мГн      

4 р.к.:  C4-16мкФ

L4-1,17мГн      

C5-85мкФ

РБФА-3200/6,5

6,5

2. m=12-пульс

21

ЭЧЭ-262 Торсьма

1. m=12-пульс

однозвенное, резонансно - апериодическое

ВЛ, ВОЛС

РЦ-25

кодовая

                                          1р.к.:f1=100Гц,C1=90мкФ, L1=3,15мГн                                           2 р.к.:f2=200Гц, C2=35мкФ. L2=2,01мГн 3р.к.:f3=300Гц,C3=25мкФ, L3=1,25мГн                                            4 р.к.:f4=400Гц,C4=15мкФ, L4=1,17мГн                                           C5=70мкФ

РБФА-3000/6,5

6,5

2. m=12-пульс

ЭЧЭ-263

Сеятель

1. m=12-пульс

однозвенное, апериодическое

КЛ, ВОЛС

РЦ-25

кодовая

C-637,4мкФ

РБФА-3000

6,5

2. m=12-пульс


Окончание таблицы 1.1

1

2

3

4

5

6

7

8

9

ЭЧЭ-264

Сельская

1. m=12-пульс

однозвенное, апериодическое

КЛ, ВОЛС

РЦ-25

кодовая

C-118,4мкФ

РБФА-3000

6,5

2. m=12-пульс

ЭЧЭ-265

Искитим

1. m=12-пульс

однозвенное, апериодическое

КЛ, ВОЛС

РЦ-25

кодовая

C-454мкФ

РБФАУ-3250

4,5

ЭЧЭ-266

22

Евсино

1. m=12-пульс

двухзвенное резонансно-апериодическое

КЛ, ВОЛС

РЦ-25

кодовая

1 р.к.:C1-115,7мкФ  

L1-18,1мГн       

2 р.к.:C2-119,8мкФ  

L2-6,3мГн         

3 р.к.:C3-83,1мкФ

L3-3,15мГн        

C4-293,1мкФ

2РБФА-3000

6,5

2. m=6-пульс

3. m=6-пульс

ЭЧЭ-267

Дорогино

1. m=12-пульс

двухзвенное резонансно-апериодическое

КЛ, ВОЛС

РЦ-25

кодовая

1 р.к.:С1-141,9мкФ  

L1-18,1мГн       

2 р.к.:C2-106,6мкФ  

L2-6,3мГн         

3 р.к.:C3-89,3мкФ  

L3-3,15мГн         

C4-144,5мкФ

2РБФА-3000

6,5

2. m=6-пульс

3. m=6-пульс

ЭЧЭ-268

Черепаново

1. m=12-пульс

двухзвенное резонансно-апериодическое

КЛ, ВОЛС

РЦ-25

кодовая

1 р.к.:C1-160,8мкФ

L1-18,1мГн      

2 р.к.:C2-72,6мкФ  

L2-6,3мГн           

3 р.к.:C3-71,7мкФ

L3-3,15мГн         

C4-262,5мкФ

РБФА

6,5

2. m=12-пульс

                      

                                                    а                                                                                       б

23

 

                                                                                         

                                                                                                      

                                                     в                                                                                        г      

Рисунок 1.5 – Схемы сглаживающих устройств: а – апериодическое СУ; б – резонансно-апериодическое СУ


(300, 600, 900 и 1200 Гц); в – двухзвенное СУ (ДРАСУ), г - резонансно-апериодическое СУ (100 Гц)

В практических расчетах более удобно определять коэффициент сглаживания однозвенного апериодического СУ для n-й гармоники через параметры его последовательной и параллельной части по формуле [1]:

где – угловая частота гармоники n-го порядка;

– емкость параллельной части СУ, Ф;

– индуктивность реактора, Гн;

– активное сопротивление параллельной части СУ на частоте n-й

гармоники (можно принять , равным 0,1 Ом);

– активное сопротивление реактора на частоте n-й гармоники.

Частоту резонанса напряжения для данного СУ рассчитывают по уравнению:

а коэффициент сглаживания при резонансе напряжений

Частотные характеристики СУ представлены на рисунках 1.6 – 1.22.

Таблица 1.2 – Параметры однозвенных апериодических сглаживающих устройств

Название тяговой

подстанци

Параметры последовательной части

Параметры параллельной части

1

2

3

Буготак

Lp=6,3

C=406мкФ

Восточная

Lp=6,6

C=508,5мкФ

Гусинобродская

Lp=5

С=587,8мкФ

Инская

Lp=6,5

С=197,1мкФ

Искитим

Lp=4,5

С=197,1мкФ

Сельская

Lp=6,5

C=118,4мкФ

Сеятель

Lp=6,5

C=637,4мкФ

Чемская

Lp=5

С=368,7мкФ

24

Таблица 1.3 – Параметры однозвенных резонансно-апериодических

сглаживающих устройств

Название тяговой

подстанци

Параметры последовательной

Части

Параметры параллельной части

1

2

3

Совхозная

Lp=6,3

С1-143,9мкФ
 L1-118,1мГн      
C2-489,2мкФ

Тогучин

Lp=6,5

1 р.к.:C1-68мкФ L1-3,15мГн             
2 р.к.:C2-35мкФ L2-1,76мГн             
3 р.к.:C3-27,5мкФ L3-1,26мГн          
4 р.к.:C4-18,3мкФ L4-1,17мГн          
C5-54,6мкФ

Изылинка

Lp=6,5

1 р.к.:C1-87мкФ  L1-3,15мГн      
2 р.к.:C2-36мкФ  L2-1,76мГн      
3 р.к.:C3-24мкФ  L3-1,25мГн       
4 р.к.:C4-14мкФ  L4-1,17мГн      
C5-97мкФ

Зверобойка

Lp=6,5

1 р.к.:C1-96мкФ L1-3,2мГн
2 р.к.:C2-40мкФ L2-2,0мГн
3 р.к.:C3-32мкФ L3-1,8мГн
4 р.к.:C4-16мкФ L4-1,2мГн
C5-80мкФ

Падунская

Lp=6,5

1 р.к.: C1-95мкФ   L1-3,15мГн                2 р.к.: C2-52мкФ  L2-1,76мГн      
3 р.к.: C3-28мкФ  L3-1,25мГн      
4 р.к.: C4-16мкФ  L4-1,17мГн    
 C5-85мкФ

Торсьма

Lp=6,5

1 р.к.:f1=100Гц,
C1=90мкФ, L1=3,15мГн                                           2 р.к.:f2=200Гц, C2=35мкФ. L2=2,01мГн 3р.к.:f3=300Гц,C3=25мкФ, L3=1,25мГн
4 р.к.:f4=400Гц,C4=15мкФ, L4=1,17мГн                                           C5=70мкФ

25

Таблица 1.4 – Параметры двухзвенных резонансно-апериодических

сглаживающих устройств

Название тяговой

подстанци

Параметры последовательной части

Параметры параллельной части

1

2

3

Мурлыткино

Lp=6,5

1 р.к.:C1-88,2мкФ L1-3,15мГн        
2 р. к.:C2-37,7мкФ L2-1,76мГн        
3 р.к.:C3-31,1мкФ  L3-1,25мГн        
4 р.к: C4-10,6мкФ L4-1,17мГн         
C5-61,3мкФ

Черепаново

Lp=6,5

1 р.к.:C1-160,8мкФ  L1-18,1мГн       
2 р.к.:C2-72,6мкФ  L2-6,3мГн            
3 р.к.:C3-71,7мкФ  L3-3,15мГн         
C4-262,5мкФ

26

Рисунок 1.6 – Частотная характеристика однозвенного апериодического

сглаживающего устройства ТПС Буготак

Рисунок 1.7 – Частотная характеристика однозвенного апериодического

сглаживающего устройства ТПС Восточная

27

Рисунок 1.8 – Частотная характеристика однозвенного апериодического

сглаживающего устройства ТПС Гусинобродская

Рисунок 1.9 – Частотная характеристика однозвенного апериодического

сглаживающего устройства ТПС Инская

28

Рисунок 1.10 – Частотная характеристика однозвенного апериодического

сглаживающего устройства ТПС Искитим

Рисунок 1.11 – Частотная характеристика однозвенного апериодического

сглаживающего устройства ТПС Сельская

29

Рисунок 1.12 – Частотная характеристика однозвенного апериодического

сглаживающего устройства ТПС Сеятель

Рисунок 1.13 – Частотная характеристика однозвенного апериодического

сглаживающего устройства ТПС Чемская

30

Рисунок 1.14 – Частотная характеристика однозвенного

резонансно - апериодического сглаживающего устройства

ТПС Зверобойка

Рисунок 1.15 – Частотная характеристика однозвенного

резонансно - апериодического сглаживающего устройства

ТПС Изылинка

31

Рисунок 1.16 – Частотная характеристика однозвенного

резонансно - апериодического сглаживающего устройства

ТПС Падунская

Рисунок 1.17 – Частотная характеристика однозвенного

резонансно - апериодического сглаживающего устройства

ТПС Совхозная

32

Рисунок 1.18 – Частотная характеристика однозвенного

резонансно - апериодического сглаживающего устройства

ТПС Тогучин

Рисунок 1.19 – Частотная характеристика однозвенного

резонансно - апериодического сглаживающего устройства

ТПС Торсьма

33

Рисунок 1.20 – Частотная характеристика двухзвенного

резонансно - апериодического сглаживающего устройства

ТПС Дорогино

Рисунок 1.21 – Частотная характеристика двухзвенного

резонансно - апериодического сглаживающего устройства

ТПС Мурлыткино

34

Рисунок 1.22 – Частотная характеристика двухзвенного

резонансно - апериодического сглаживающего устройства

ТПС Черепаново

На Инской дистанции электроснабжения в настоящее время используются девять однозвенных апериодических СУ, пять однозвенных резонансно-апериодических СУ и четыре двухзвенных резонансно-апериодических СУ.

35

1.4. Выбор схем и параметров СУ для их модернизации на Инской дистанции электроснабжения.

        В 2011 году на кафедре «Электроснабжение железнодорожного транспорта» Омского государственного университета путей сообщения разработана  первая редакция инструкции о выборе схем и параметров сглаживающих устройств постоянного тока (таблицы 1.6 – 1.9), которая была утверждена главным инженером Управления электрификации и электроснабжения Центральной дирекции инфраструктуры филиала ОАО «РЖД» в октябре 2012 года. В инструкции приведены рекомендованные схемы и параметры СУ для шести- и двенадцатипульсовых выпрямителей.

Таблица 1.5 – Рекомендованные схемы и параметры СУ для эквивалентного двенадцатифазного (m=12) выпрямителя 5 мГн

Характеристика участка

К2U, %

Схема СУ

С СУ.i, мкФ

1

2

3

4

Кабельные линии связи и автоблокировка с тональными рельсовыми цепями f = 420, 480, 580 Гц

от 0 до 2

апериодическое СУ
с запирающим контуром 600 Гц

160

Кабельные линии связи и кодовая автоблокировка f = 50 Гц

от 0 до 2

апериодическое СУ

160

Кабельные линии связи, кодовая автоблокировка f = 25 Гц

свыше 2 до 10

резонансно - апериодическое СУ

384

Кабельные линии связи, кодовая автоблокировка f = 25 Гц

от 0 до 2

апериодическое СУ

176

35


Окончание таблицы 1.5

1

2

3

4

Воздушные линии связи, кодовая автоблокировка f = 25 Гц

от 2 до 10

резонансно - апериодическое СУ

640

Таблица 1.6 – Рекомендованные схемы и параметры СУ для эквивалентного

шестифазного (m=6) выпрямителя 4,5 мГн

Характеристика

участка

К2U, %

Схема СУ

С СУ.i, мкФ

Кабельные линии связи и кодовая автоблокировка f = 25 Гц

от 2 до 10

резонансно - апериодическое СУ

432

Кабельные линии связи и кодовая автоблокировка f = 50 Гц

от 0 до 10

резонансно - апериодическое СУ

416

Цель дипломной работы − оценить эффективность предложенных в инструкции мероприятий применительно к Инской дистанции электроснабжения Западно-Сибирской железной дороги.

Для условий Инской дистанции электроснабжения Западно-Сибирской железной дороги в соответствии с инструкцией могут применяться следующие схемы (таблицы 1.8-1.11), а также их сравнительные характеристики (таблицы 1.12 – 1.13).

Для тяговых подстанций с выпрямительно-инверторными преобразователями (ВИП) в правилах [14] рекомендуются двухзвенные СУ Западно-Сибирской железной дороги с параметрами, приведенными в таблице 1.7.

Для подтверждения эффективности выбранного СУ для ТПС с ВИП были рассчитаны максимальные значения гармоник противо-ЭДС инвертора при помощи разработанной в ОмГУПСе программы «Шестипульсовый инвертор».

36

Таблица 1.7 – Параметры сглаживающих устройств для ТПС с ВИП

Название тяговой подстанци

Параметры последовательной
части

Параметры параллельной части

Дорогино

Lp1= Lp2 = 6,5 мГн

1 р.к: С1-141,9мкФ  L1-18,1мГн        
2 р.к.:C2-106,6мкФ  L2-6,3мГн        
3 р.к.:C3-89,3мкФ  L3-3,15мГн         
C-144,5мкФ

Евсино

Lp1= Lp2 = 6,5 мГн

 

1 р.к.:C1-115,7мкФ L1-18,1мГн      
2 р.к.:C2-119,8мкФ L2-6,3мГн         
3 р.к.:C3-83,1мкФ  L3-3,15мГн        
C-293,1мкФ

Рисунок 1.23 – Исходные данные для расчета гармоник противо-ЭДС
в окне программы «Шестипульсовый инвертор»

37

Рисунок 1.24 – Действующие значения гармоник, обуславливающих несинусоидальность питающих напряжений

Рисунок 1.25 – Кривые напряжений вентильной обмотки и противо-ЭДС
мостового 6-пульсового ВИП

Рисунок 1.26 – Действующие значения гармоник противо-ЭДС
мостового 6-пульсового ВИП

Для расчета гармоник противо-ЭДС в программе «Шестипульсовый инвертор» было принято, что:

  1.  коэффициент несимметрии напряжений αu = 2% ,
  2.  угол сдвига между составляющими прямой и обратной последовательностей питающих напряжений для одной из фаз ψ = 0.

Результаты представлены на рисунках 1.23-1.26 и в таблице 1.8.

Таблица 1.8 – Значения гармоник противо-ЭДС и псофометрического напряжения мостового 6-пульсового ВИП (для режима инвертора) на входе и на выходе СУ

Название ТПС

f(n)

1

2

3

4

5

Дорогино

100

167,60

14,03

11,94

200

134,14

8,46

15,86

300

437,25

286,05

1,53

400

98,01

36,73

2,67

500

123,30

48,03

2,57

600

155,49

65,02

2,39

700

53,82

85,88

0,63

800

87,47

110,24

0,79

900

50,32

137,96

0,36

1000

18,63

168,97

0,11

1100

42,29

203,25

0,21

1200

21,54

240,76

0,09

39


Окончание таблицы 1.8

1

2

3

4

5

Евсино

100

167,60

9,30

18,02

200

134,14

12,96

10,35

300

437,25

137,15

3,19

400

98,01

87,07

1,13

500

123,30

105,22

1,17

600

155,49

138,18

1,13

700

53,82

179,47

0,30

800

87,47

227,84

0,38

900

50,32

282,83

0,18

1000

18,63

344,17

0,05

1100

42,29

411,68

0,10

1200

21,54

485,19

0,04

Как видно из таблицы 1.8, псофометрическое напряжение U2пс на выходе двухзвенного СУ ТПС с 6-пульсовым ВИП не превышает значения 20 В, требуемого по условию защиты кабельных линий от мешающего влияния [16].

Важным показателем для СУ является также ток In каждой n-й гармоники
в параллельной части (для двухзвенных СУ – ток параллельной части первого
I1(n) и второго I2(n) звеньев). Его значение не должно превышать (для каждой n-й гармоники)

где Спар – суммарная емкость параллельной части СУ, мкФ

Значения токов в параллельной части звеньев СУ, рассчитанные на основе данных таблиц 1.7 и 1.8 по формулам 1.7-1.1.9 представлены в таблице 1.9.

 

41

где I(n) – ток n-й гармоники в СУ, А,

     I1(n) – ток n-й гармоники в параллельной части первого звена СУ, А,

     I2(n) – ток n-й гармоники в параллельной части второго звена СУ, А,

     U(n) – напряжение n-й гармоники на входе СУ, В,

     Zp1(n), Zp2(n)  – полное сопротивление параллельной части первого и второго звена СУ соответственно, Ом,

     ZLp1(n), ZLp2(n)  – полное сопротивление реактора первого и второго звена СУ соответственно, Ом,

    ω(n) – угловая частота n-й гаромники, рад/с, ω(n) = 2πf(n), где f(n) – частота гармоники, Гц,

    L1, L2, L3 – индуктивности катушек соответствующих резонансных контуров, Гн,

    Lp1, Lp2 – индуктивности соответственно реакторов первого и второго звена, Гн,

   C1, C2, C3 – емкости соответствующих резонансных контуров, Ф,

   C – емкость апериодического контура второго звена СУ, Ф,

   R – активное сопротивление резонансного контура, Ом (принимается 0,1 Ом),

   RC – активное сопротивление апериодического контура второго звена СУ, Ом,

   Rp – активное сопротивление реактора, Ом

   Iдоп – допустимое значение тока в параллельной части звена СУ, А.

42

Таблица 1.10 – Токи n-й гармоники в параллельной части СУ

ТПС

n

f(n), Гц

, А

, А

, А

Дорогино

2

100

15,68

0,43

279,73

6

300

86,68

1,01

279,73

12

600

9,58

2,42

279,73

18

900

1,96

0,54

279,73

24

1200

0,62

0,17

279,73

Евсино

2

100

23,78

30,22

354,79

6

300

82,84

3,92

354,79

12

600

9,47

2,27

354,79

18

900

1,95

0,52

354,79

24

1200

0,62

0,17

354,79

Как видно из результатов расчета (рисунок 1.26), действующие значения гармоник противо-ЭДС 6-пульсового ВИП, а также псофометрическое напряжение на входе инвертора являются достаточно большими, что говорит о значительном влиянии таких агрегатов на смежные устройства и побуждает предположить о невозможности модернизации двухзвенных СУ (с целью упрощения) на тяговых подстанциях с 6-пульсовыми ВИП, которые имеются в Инской дистанции электроснабжения.

43


Таблица 1.11 - Рекомендуемые параметры для СУ Инской дистанции электроснабжения

ТПС

Схема сглаживающего устройства

Номинальная индуктивность, Lp, мГн

Параметры параллельной части СУ, C, мкФ

1

2

3

4

Инская

апериодическое СУ с запирающим контуром 600 Гц

5

160

Чемская

апериодическое СУ

5

160

Гусинобродская

апериодическое СУ

5

176

Совхозная

апериодическое СУ

5

176

Восточная

апериодическое СУ

5

176

Буготак

апериодическое СУ

5

176

Мурлыткино

резонансно-апериодическое СУ

5

384

Тогучин

апериодическое СУ

5

176

Изылинка

апериодическое СУ с запирающим контуром 600 Гц

5

256

Зверобойка

апериодическое СУ

5

240

42


Окончание таблицы 1.11

1

2

3

4

Торсьма

апериодическое СУ с запирающим контуром 600 Гц

5

256

Сеятель

апериодическое СУ

5

176

Сельская

апериодическое СУ

5

176

Искитим

апериодическое СУ с запирающим контуром 600 Гц

4,5

96

Черепаново

резонансно-апериодическое СУ

5

384

Падунская

апериодическое СУ с запирающим контуром 600 Гц

5

256

 

Частотные характеристики СУ после модернизации представлены на рисунках 1.27-1.42.

43

Рисунок 1.27– Частотная характеристика однозвенного

апериодического сглаживающего устройства

ТПС Буготак после модернизации

Рисунок 1.28– Частотная характеристика однозвенного

апериодического сглаживающего устройства

ТПС Восточная после модернизации

44

Рисунок 1.29– Частотная характеристика однозвенного

апериодического сглаживающего устройства

ТПС Гусинобродская после модернизации

Рисунок 1.30– Частотная характеристика однозвенного

апериодического сглаживающего устройства

ТПС Сельская после модернизации

45

Рисунок 1.31– Частотная характеристика однозвенного

апериодического сглаживающего устройства

ТПС Сеятель после модернизации

Рисунок 1.32– Частотная характеристика однозвенного

апериодического сглаживающего устройства

ТПС Зверобойка после модернизации

46

Рисунок 1.33– Частотная характеристика однозвенного

апериодического сглаживающего устройства

ТПС Тогучин после модернизации

Рисунок 1.34– Частотная характеристика однозвенного

апериодического сглаживающего устройства

ТПС Искитим после модернизации

47

Рисунок 1.35– Частотная характеристика однозвенного

апериодического сглаживающего устройства

ТПС Чемская после модернизации

Рисунок 1.36– Частотная характеристика однозвенного

апериодического сглаживающего устройства с запирающим контуром 600 Гц

ТПС Изылинка после модернизации

48

Рисунок 1.37– Частотная характеристика однозвенного

апериодического сглаживающего устройства с запирающим контуром 600 Гц ТПС Падунская после модернизации

Рисунок 1.38– Частотная характеристика однозвенного

резонансно - апериодического сглаживающего устройства

ТПС Совхозная после модернизации

49

Рисунок 1.39– Частотная характеристика однозвенного

резонансно - апериодического сглаживающего устройства

ТПС Торсьма после модернизации

Рисунок 1.40– Частотная характеристика однозвенного

резонансно - апериодического сглаживающего устройства

50

ТПС Инская после модернизации

Рисунок 1.41– Частотная характеристика двухзвенного

резонансно - апериодического сглаживающего устройства

ТПС Мурлыткино после модернизации

Рисунок 1.42– Частотная характеристика двухзвенного

резонансно - апериодического сглаживающего устройства

ТПС Черепаново после модернизации

51

Предлагаемые мероприятия по модернизации СУ позволили на некоторых ТПС высвободить избыточные блоки реакторов. Сокращение количества блоков реактора приводит к уменьшению активного сопротивления в последовательной части СУ и снижению потерь электрической энергии на тягу поездов.

В результате модернизации на  участке  Инская – Черепаново  Западно - Сибирской железной  дороги  было  сэкономлено:  16  блоков  реакторов,  5 резонан-сных контуров на 100 Гц, а также по 7 резонансных контуров на  600, 900, 1200 Гц (таблицы 1.12 – 1.13).


52

Таблица 1.12 Сравнительные характеристики схем и параметров СУ для их модернизации

ТПС

Параметры СУ

До модернизации

После модернизации

Схема СУ

Номинальная индуктивность, мГн

Параметры параллельной
части СУ

Схема СУ

Номинальная индуктивность, мГн

Параметры параллельной части СУ

1

2

3

4

5

6

7

Инская

однозвенное, апериодическое

7

С-197,1мкФ

апериодическое СУ

5

160

Чемская

однозвенное, апериодическое

5

С-368,7мкФ

апериодическое СУ

5

160

Гусинобродская

однозвенное, апериодическое

5

С-587,8мкФ

апериодическое СУ

5

176

Совхозная

однозвенное, резонансно-апериодическое

7

С1-143,9мкФ  L1-118,1мГн      
C2-489,2мкФ

резонансно-апериодическое СУ

5

384

Восточная

однозвенное, апериодическое

7

C-508,5мкФ

апериодическое СУ

5

176

Буготак

однозвенное, апериодическое

7

C-406мкФ

апериодическое СУ

5

176

Мурлыткино

двухзвенное

резонансно-апериодическое

7

1 р.к.: C1-88,2мкФ  L1-3,15мГн

2 р. к.: C2-37,7мкФ  L2-1,76мГн        
3 р.к.:C3-31,1мкФ  L3-1,25мГн         
4 р.к.: C4-10,6мкФ  L4-1,17мГн         
C5-61,3мкФ

резонансно-апериодическое СУ

5

384

53

Продолжение таблицы 1.12

1

2

3

4

5

6

7

Тогучин

однозвенное
резонансно -
апериодическое

7

1 р.к.:C1-68мкФ L1-3,15мГн             
2 р.к.:C2-35мкФ L2-1,76мГн            
3 р.к.:C3-27,5мкФ L3-1,26мГн         
4 р.к.:C4-18,3мкФ L4-1,17мГн          
C5-54,6мкФ

резонансно-апериодическое СУ

5

384

Изылинка

однозвенное
резонансно -
апериодическое

7

1 р.к.:C1-87мкФ  L1-3,15мГн      
2 р.к.:C2-36мкФ L2-1,76мГн     
3 р.к.:C3-24мкФ  L3-1,25мГн       
4 р.к.:C4-14мкФ  L4-1,17мГн      
C5-97мкФ

резонансно-апериодическое СУ

5

640

Зверобойка

однозвенное
резонансно -
апериодическое

7

1 р.к.:C1-96мкФ  L1-3,2мГн         
2 р.к.:C2-40мкФ  L2-2,0мГн              
3 р.к.:C3-32мкФ  L3-1,8мГн        
4 р.к.:C4-16мкФ  L4-1,2мГн           
C5-80мкФ

резонансно-апериодическое СУ

5

416

Падунская

однозвенное
резонансно -
апериодическое

7

1 р.к.: C1-95мкФ   L1-3,15мГн      
2 р.к.: C2-52мкФ  L2-1,76мГн      
3 р.к.: C3-28мкФ  L3-1,25мГн      
4 р.к.:  C4-16мкФ L4-1,17мГн      
C5-85мкФ

резонансно-апериодическое СУ

5

640

54

Окончание таблицы 1.12

1

2

3

4

5

6

7

Торсьма

однозвенное,
резонансно -апериодическое

7

1р.к.: C1=90мкФ, L1=3,15мГн                                           2 р.к.: C2=35мкФ. L2=2,01мГн       3р.к.: C3=25мкФ, L3=1,25мГн                                            4 р.к.: C4=15мкФ, L4=1,17мГн                                            C5=70мкФ

резонансно-апериодическое СУ

5

640

Сеятель

однозвенное, апериодическое

7

C-637,4мкФ

апериодическое СУ

5

176

Сельская

однозвенное, апериодическое

7

C-118,4мкФ

апериодическое СУ

5

176

Искитим

однозвенное, апериодическое

7

C-454мкФ

апериодическое СУ

4,5

96

Евсино

двухзвенное

резонансно-апериодическое

7

1 р.к.:C1-115,7мкФ  L1-18,1мГн       
2 р.к.:C2-119,8мкФ  L2-6,3мГн         
3 р.к.:C3-83,1мкФ L3-3,15мГн        
C4-293,1мкФ

резонансно-апериодическое СУ

-

-

Дорогино

двухзвенное

резонансно-апериодическое

7

1 р.к.:С1-141,9мкФ  L1-18,1мГн       
2 р.к.:C2-106,6мкФ  L2-6,3мГн         
3 р.к.:C3-89,3мкФ  L3-3,15мГн         
C4-144,5мкФ

резонансно-апериодическое СУ

-

-

Черепаново

двухзвенное

резонансно-апериодическое

7

1 р.к.:C1-160,8мкФ L1-18,1мГн      
2 р.к.:C2-72,6мкФ  L2-6,3мГн           
3 р.к.:C3-71,7мкФ  L3-3,15мГн         
C4-262,5мкФ

резонансно-апериодическое СУ

5

384

55


Анализ таблиц (1.12–1.13) позволяет сделать вывод о результатах модернизации СУ на участке Инская - Черепаново.

Таблица 1.13 Результаты модернизации СУ на Инской дистанции электроснабжения

Название ТПС

Результат

Блоки индуктивности

Ёмкость, мкФ

Катушки индуктивности резонансных контуров

1

2

3

4

Инская

1 блок

137,1

-

Чемская

1 блок

208,7

-

Гусинобродская

1 блок

411,8

-

Совхозная

1 блок

249,1

1 катушка: 100 Гц

Восточная

1 блок

332,5

-

Буготак

1 блок

230

-

Мурлыткино

1 блок

-155,1

4 катушки: 300, 600, 900, 1200 Гц

Тогучин

1 блок

180,6

4 катушки: 300, 600, 900, 1200 Гц

Изылинка

1 блок

-382

4 катушки: 300, 600, 900, 1200 Гц

Зверобойка

1 блок

-152

4 катушки: 300, 600, 900, 1200 Гц

Падунская

1 блок

-364

4 катушки: 300, 600, 900, 1200 Гц

Торсьма

1 блок

-405

4 катушки: 300, 600, 900, 1200 Гц

Сеятель

1 блок

461,4

-

Сельская

1 блок

-57,6

-

Искитим

-

358

-

56

Окончание таблицы 1.13

1

2

3

4

Евсино

-

-

-

Дорогино

-

-

-

Черепаново

1 блок

183,6

3 катушки: 300, 600, 900 Гц

Итого

15 блоков

1237,1 мкФ

1 резонансный контур 100 Гц,                                    6 резонансных контуров 300, 600, 900, 1200 Гц,                     3 резонансных контура 300, 600, 900 Гц

Потери электрической энергии в сглаживающем устройстве рассчитываются по формуле, кВт∙ч:

где   средний ток нагрузки ТПС, А;

      – коэффициент эффективности графика загрузки ТПС ();

      – омическое активное сопротивление реактора, Ом;

      – расчетный период, ч (Т = 8760 ч).

Средний ток нагрузки ТПС рассчитывается по формуле:

где   расход на тягу поездов, тыс. кВт∙ч;

       выпрямленное напряжение ().

57


Таблица 1.14 – Результаты после модернизации СУ на Инской дистанции электроснабжения

ТПС

Расход на тягу поездов, тыс. кВт∙ч

Средний ток нагрузки ТПС, А

Омическое сопротивление реактора до модернизации, Ом

Омическое сопротивление реактора
после модернизации, Ом

Коэффициент эффективности графика нагрузки ТПС

Потери
электрической энергии в СУ до модернизации, кВт∙ч

Потери
электрической энергии в СУ после модернизации, кВт∙ч

Экономия электрической энергии в СУ после модернизации, кВт∙ч

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Инская

37,68

1265,11

0,008

0,006

1,05

124

93

31

Чемская

21,71

728,91

0,008

0,006

1,05

41

31

10

Гусинобродская

27,41

920,29

0,008

0,006

1,05

65

49

16

Совхозная

16,68

560,03

0,008

0,006

1,05

24

18

6

Восточная

16,38

549,96

0,008

0,006

1,05

23

18

6

Буготак

16,22

544,59

0,008

0,006

1,05

23

17

6

Мурлыткино

14,57

489,19

0,008

0,006

1,05

18

14

5

Тогучин

12,11

406,59

0,008

0,006

1,05

13

10

3

Изылинка

20,33

682,58

0,008

0,006

1,05

36

27

9

Зверобойка

6,00

201,45

0,008

0,006

1,05

3

2

1

Падунская

13,89

466,36

0,008

0,006

1,05

17

13

4

Торсьма

17,37

583,20

0,008

0,006

1,05

26

20

7

Сеятель

5,40

181,31

0,008

0,006

1,05

3

2

1

Сельская

5,35

179,63

0,008

0,006

1,05

2

2

1

Искитим

11,28

378,73

0,008

0,006

1,05

11

8

3

Евсино

9,42

316,28

0,008

0,008

1,05

8

6

0

Дорогино

10,60

355,90

0,008

0,008

1,05

10

7

0

Черепаново

11,96

401,56

0,008

0,006

1,05

12

9

3

Итого:

460

345

115 (25%)


58

2 Технико-экономическая эффективность предложенных мероприятий по модернизации сглаживающих устройств Инской дистанции электроснабжения Западно-Сибирской железной дорог

Экономический эффект - это полезный результат, получаемый от осуществления производственной деятельности или внедрения какого-либо мероприятия, вызывающего улучшение тех или иных показателей работы.

Затраты - размер ресурсов, использованных в процессе хозяйственной деятельности за определённый временной промежуток.

Экономическая эффективность - это показатель, определяемый соотношением экономического эффекта и затрат, породивших этот эффект. Таким образом, эффективность определяет степень выгодности.

При расчете экономического эффекта принята отраслевая методика по определению экономической эффективности мероприятий научно-техническо-

го прогресса на железнодорожном транспорте.

К основным показателям экономической эффективности мероприятий научно-технического прогресса относятся:

  1.  чистый дисконтированный доход (ЧДД);
  2.  индекс доходности (ИД);
  3.  срок окупаемости ().

Чистый дисконтированный доход определяется как дисконтированная разность между доходами (результатом) и расходами (затратами) за весь рас-четный период. При расчете в базовых единицах и постоянной норме дисконта ЧДД определяется по выражению:

где     – результаты, достигнутые на t-ом шаге расчета;

         – затраты, осуществляемые на том же шаге;

          – расчетный период;

– номер шага расчета;

– норма дисконта, (Е=0,1);

– эффект, достигнутый на t-ом шаге расчета;

– коэффициент дисконтирования.

Если в результате расчета ЧДД получается положительным, инвестици-онный проект считается эффективным.

В качестве начального года расчетного периода для определения экономи-

ческого эффекта принимается 2014 г. За расчетный принимается период равный пяти годам.

Для более полной характеристики проекта необходимо рассчитать индекс доходности, или рентабельность инвестиций. Расчет ведётся по формуле:

где – единовременные капитальные вложения, тыс.р.

Экономический эффект достигается за счет:

  1.  снижения расходов на обслуживание СУ (отсутствие необходимости периодической настройки резонансных контуров);
  2.  реализации катушек индуктивности резонансных контуров;
  3.  реализации избыточных конденсаторов.

Затраты на реализацию апериодического сглаживающего фильтра определяются стоимостью произведенных работ.

Для реконструкции СУ требуется бригада в составе двух человек - электромеханик (8 разряд) и электромонтер (разряд не ниже 4-го). По техно-логическим картам на выполнение данной работы выделяется 2 часа. В таблице 2.1 представлен расчет заработной платы.

Стоимость произведенных работ определяется по формуле:

где  – ОЗП электромеханика 8-го разряда, р./ч;

 ОЗП электромонтер 4-го разряда, р./ч;

 - выплаты в социальные фонды .

                   

Реконструкция СУ предусмотрена на 16 тяговых подстанциях (),

определяется по формуле:

где – количество тяговых подстанций, требующих модернизации.

Затраты на реконструкцию существующего СУ, определяются по формуле:

Таблица 2.1 – Расчёт фонда заработной платы

Категория работников (разряд)

Отработанное время, ч.

Тарифная ставка, р/ч.

Доплаты и надбавки, р/ч.

Всего за отработанное время, р.

за условия труда

премия

районная надбавка

Электромеханик (8-й)

2

76,45

6,12

7,65

11,47

203,38

Электромонтёр      (4-й)

2

53,71

6,3

5,37

8,06

142,88

Затраты на ежегодное обслуживание апериодического СУ ():

Прибыль за счет снижения расходов на обслуживание реконструиро-ванного СУ:

Резонансно-апериодическое СУ требует настройки резонансного контура 1 раз в 3 года, таким образом, ежегодная стоимость производственных работ , определяется по формуле:

где – количество настроек в год, ();

        – количество резонансных контуров до реконструкции в апериодическом СУ, ();

Для настройки резонансных контуров используется генератор.

Амортизационные  отчисления  на  ремонт  генераторов  в  год ,

определяются по формуле:

где – количество генераторов;

– стоимость генератора, р.;

– время эксплуатации генератора при настройке резонансного контура, ч;

  эксплуатационный срок службы генератора частоты, год; 

 – количество использования приборов в год ().

Стоимость электроэнергии, потребляемой генератором из электрической сети (), определяется по выражению:

где – мощность генератора низких частот, кВт;

      – коэффициент использования мощности;

      – стоимость электроэнергии, р./кВтч.

Затраты на ежегодное обслуживание резонансно-апериодического СУ (), определяются по формуле:

Реализация катушек индуктивности резонансных контуров:

где - масса катушек индуктивности;

     - количество контуров частотой 100, 300, 600, 900, 1200 Гц;

     - цена за 1 кг меди ().

Реализация избыточных конденсаторов:

где – среднее значение оптовой цены за 1 мкФ конденсаторов

         – суммарная ёмкость избыточных конденсаторов

Общий экономический эффект от внедрения модернизированных апериодических СУ:

При определении суммарного экономического эффекта за расчетный период (ЧДД) разновременные затраты и результаты должны быть приведены к одному моменту времени, для чего используют коэффициент дисконтирования .

Результаты расчета ЧДД и ИД по годам соответственно представлены в таблице 2.2 и таблице 2.3.

При определении суммарного экономического эффекта за расчетный период (ЧДД) разновременные затраты и результаты должны быть приведены к одному моменту времени. Для чего используют коэффициент дисконтирования. Таким образом, за расчетный период Т = 5 лет суммарный экономический эффект от внедрения апериодического сглаживающего устройства составит 494100 р.

Таблица 2.2 – Результаты расчета по годам ЧДД

Период

Результат, р.

Затраты, р.

Коэффициент дисконтирования

ЧДД, р.

2014

0

84096,15

1

-84096,15

2015

400523,41

0

1,1

322787

2016

76893,91

0

1,21

62556,3

2017

76893,91

0

1,33

56912,1

2018

76893,91

0

1,46

51844,6

Итого: ∑ЧДД =494100

Таблица 2.3 – Результаты расчета по годам ИД

Период

Результат, р.

Затраты, р.

Коэффициент дисконтирования

ИД, %

2014

0

84096,15

1

-100

2015

400523,41

0

1,1

2987,9

2016

76893,91

0

1,21

579,1

2017

76893,91

0

1,33

526,8

2018

76893,91

0

1,46

479,9

Для расчета срока окупаемости внедрения СУ воспользуемся формулой, лет:

В результате расчета получили, что реконструкция СУ окупается за

0,27 года.


3 Техника безопасности при производстве работ на сглаживающем устройстве тяговой подстанции

3.1 Характеристика возможных опасных и вредных производственных факторов при выполнении работ на СУ тяговой подстанции

Охрана труда − это система законодательных актов, социально - эко-номических, организационных, технических, гигиенических и лечебно - про-филактических мероприятий и средств, обеспечивающих безопасность, со-хранение здоровья и работоспособности человека в процессе производства [8].

Всё  многообразие  законодательных  актов,  мероприятий  и  средств,

включенных в понятие охраны труда, направлено на создание таких условий деятельности, при которых исключено воздействие на работающих опасных и вредных производственных факторов.

Опасный производственный фактор − это фактор, воздействие которого на работающего в определённых условиях приводит к травме или другому внезапному резкому ухудшению здоровья. К резкому ухудшению здоровья можно отнести отравление, облучение, тепловой удар и другое [8].

Вредный производственный фактор − это фактор, воздействие которого на работающего в определённых условиях приводит к заболеванию или снижению работоспособности. В зависимости от уровня и продолжительности воздействия вредный производственный фактор может стать опасным [8].

При осмотре сглаживающего устройства (СУ) проверяются:

  1.  исправность ограждений, запоров, блокировок;
  2.  отсутствие трещин на изоляторах, выпучивания стенок конденсаторов и следов стекания масла;
  3.  тепловое состояние реакторов;
  4.  показания измерительных приборов.


Объем ремонта по техническому состоянию СУ определяется характе-

ром неисправности или повреждения.

При текущем ремонте СУ выполняются:

  1.  проверка состояния контактов, отсутствие касания между витками реакторов, прочности крепления катушек индуктивности, целостности заземляющих устройств;
  2.  очистка поверхности изоляторов, корпусов конденсаторов, реактора, аппаратуры и каркасов от пыли;
  3.  проверка целостности плавких вставок, цепи разряда конденсаторов, отсутствия замыкания между зажимами, корпусом конденсаторов, изоляции катушек индуктивности, соединительных проводов мегомметром на напряжение 2500 В.

При межремонтных испытаниях сглаживающего устройства выполняются:

- измерение мегомметром на напряжение 2500 В сопротивления изоля-

ции конденсаторов (между выводами и между выводами и корпусом), катушек индуктивности и соединительных проводов;

  1.  измерение емкости конденсаторов;
  2.  измерение индуктивности реактора (реакторов);
  3.  настройка резонансных контуров;
  4.  испытание трансформатора тока;
  5.  измерение сопротивления соединительных проводов;
  6.  высоковольтные испытания конденсаторов, катушек индуктивности, соединительных проводов;
  7.  высоковольтные испытания изоляторов разъединителей, высоковольтных предохранителей, опорных изоляторов реактора.

При выполнении указанных выше работ на СУ возможны следующие вредные и опасные факторы [8]:


  1.  повышенное значение напряжения в электрической цепи, замыкание которой может произойти через тело человека, в случае короткого замыкания через тело человека, или при случайном прикосновении к токоведущим частям;
  2.  повышенный уровень статического электричества;
  3.  химический, т.к. конденсаторы, установленные на сглаживающем фильтре содержат щелочной диэлектрик (работать в соответствующей одежде и диэлектрических перчатках);
  4.  отсутствие или недостаток естественного света, т.к. фильтр установлен в закрытом помещении (внести дополнительное искусственное освещение в рабочую зону);
  5.  повышенная температура поверхностей оборудования (установить вентиляторы, кондиционеры);
  6.  повышенный уровень шума.

3.2 Организационные мероприятия по технике безопасности

Согласно [8] для обеспечения безопасности работ выполняемых на СУ должны выполняться следующие организационные мероприятия:

  1.  назначение лиц, ответственных за организацию и безопасность производства работ;
  2.  оформление наряда на производство работ;
  3.  осуществление допуска к проведению работ;
  4.  организация надзора за проведением работ;
  5.  оформление окончания работы, перерывов в работе, переводов на другие рабочие места.

К работе на СУ должны допускаться лица, прошедшие инструктаж и обучение безопасным методам труда, проверку знаний правил безопасности и инструкций в соответствии с занимаемой должностью применительно к выполняемой  работе  с  присвоением  соответствующей  квалификационной


группы по технике безопасности и не имеющие медицинских противопока-

заний.

Ответственными за безопасность работ (на основании инструкции №

4054) являются:

  1.  допускающий – ответственное лицо из оперативного персонала;
  2.  ответственный руководитель работ;
  3.  производитель работ;
  4.  наблюдающий;
  5.  члены бригады.

Допускающий – ответственное лицо из оперативного персонала – несет ответственность:

  1.  за правильность выполнения необходимых для допуска и производства работ мер безопасности;
  2.  за правильность допуска к работе, приемку рабочего места по окончании работы.

Ответственный руководитель при работе на СУ может не назначаться.

Производитель работ, принимая рабочее место от допускающего, отвечает за правильность его подготовки и за выполнение необходимых мер безопасно-

сти. Наблюдающий при работе на СУ может не назначаться. Работа на СУ выполняется по наряду. Наряд выдается оперативному персоналу непосред-

ственно перед началом работы. Наряд на работу выписывается в двух экзем-

плярах. Перед допуском к работе производитель работ совместно с допуска-

ющим проверяют выполнение технических мероприятий по подготовке ра-

бочего места.

После проверки выполнения технических мероприятий производится допуск бригады, который заключается в том, что допускающий:

  1.  проверяет соответствие состава бригады и квалификации включенных в нее лиц записи в наряде. Проверка производится по именным удостоверениям;


  1.  прочитывает по наряду фамилии производителя работ, членов бригады и содержание порученной работы; объясняет бригаде, откуда снято напряжение, где наложены заземления, какие части ремонтируемого и сосед-
  2.  них присоединений остались под напряжением и какие особые условия должны соблюдаться; указывает бригаде границы рабочего места; убеждается, что все изложенное им бригадой понято;
  3.  доказывает бригаде, что напряжение отсутствует и если не видны за-земления – прикосновением к токоведущим частям рукой после предвари-тельной проверки отсутствия напряжения указателем напряжения;
  4.  сдает рабочее место производителю работ.

Допуск к работе производится непосредственно на рабочем месте. С момента допуска бригады к работам надзор за ней в целях предупреждения нарушений требований техники безопасности возлагается на производителя работ. Производитель работ все время находится на месте работ. Оставаться на рабочем месте одному производителю работ или членам бригады без производителя работ не разрешается.

При необходимости отлучиться, производитель работ, если на это вре-

мя его не могут заменить лицо, выдавшее наряд, или лицо из оперативного персонала, обязан вывести бригаду из РУ; оформить перерыв в работе.

В случае подмены производителя работ лицом, выдавшим наряд, прои-

зводитель должен на время своей отлучки передать ему наряд.

При перерыве в работе на протяжении рабочего дня бригада удаляется из РУ. Наряд остается у производителя работ. Плакаты, ограждения и зазем-

ления остаются на месте. Ни один из членов бригады не имеет права войти после перерыва в РУ в отсутствии производителя работ. Производитель ра-

бот сам указывает место работы.

Оперативный персонал до возвращения производителем работ наряда с отметкой о полном окончании работ не имеет права включать СУ в работу или вносить в схему изменения, сказывающиеся на условиях производства работ.


По окончании рабочего дня рабочее место приводится в порядок, пла-

каты, заземления и ограждения остаются на местах.

На следующий день к прерванной работе можно приступить после осмотра места работы и проверки выполнения мер безопасности допускаю-

щим и производителем работ.

После полного окончания работы рабочее место приводится в порядок,

производитель работ выводит бригаду и сдает наряд оперативному персона-

лу.

Закрытие наряда производится после того, как будут последовательно выполнены:

  1.  снятие заземлений;
  2.  удаление временных ограждений и снятие плакатов «Работать здесь»;
  3.  установка на место постоянных ограждений и снятие плакатов вывешенных до начала работы.

3.3 Технические мероприятия

Работы на СУ производятся со снятием напряжения. Согласно [10] для обеспечения безопасности обслуживающего персонала должны быть выпол-

нены следующие технические мероприятия:

  1.  отключение установки от источника питания электроэнергией;
  2.  проверка отсутствия напряжения;
  3.  механическое запирание приводов отключенных коммутационных аппаратов, снятие предохранителей, отсоединение концов питающих линий и другие мероприятия, обеспечивающие невозможность ошибочной подачи напряжения к месту работы;
  4.  установка знаков безопасности и ограждение остающихся под напряжением токоведущих частей, к которым в процессе работы можно прикоснуться или приблизиться на недопустимое расстояние;
  5.  наложение заземлений (включение заземляющих ножей или наложение переносных заземлений);
  6.  ограждение рабочего места и установка предписывающих знаков безопасности.

На месте производства работ должны быть отключены:

  1.  токоведущие части, на которых будет производиться работа;
  2.  не огражденные токоведущие части, к которым возможно приближение людей, на расстояние менее 0,6 м.

Если указанные токоведущие части не могут быть отключены, то они должны быть ограждены.

С каждой стороны, откуда коммутационным аппаратом может быть подано напряжение на место работы, должен быть видимый разрыв, образо-

ванный отсоединением или снятием шин и проводов, отключением разъеди-

нителей.

Для предотвращения ошибочного или самопроизвольного включения коммутационных аппаратов, которыми может быть подано напряжение к ме-

сту работы, должны быть выполнены следующие мероприятия:

  1.  у разъединителей, выключателей нагрузки ручные приводы в отключенном положении заперты на механический замок;
  2.  у разъединителей, управляемых оперативной штангой, стационарные ограждения заперты на механический замок;
  3.  у приводов коммутационных аппаратов, имеющих дистанционное управление, отключены цепи силовые и оперативного тока, а у пневматиче- ских приводов, кроме того, на подводящем трубопроводе сжатого воздуха закрыт и заперт на механический замок клапан и выпущен сжатый воздух,

при этом спускные пробки (клапаны) оставлены в открытом положении;

  1.  у грузовых и пружинных приводов включающий груз или включаю-щие пружины приведены в нерабочее положение.

Непосредственно после проведения необходимых отключений на при-

водах разъединителей выключателей, на ключах и кнопках дистанционного управления ими, должны быть вывешены плакаты «Не включать. Работают люди».


Не отключенные токоведущие части, доступные для непреднамеренно-

го прикосновения, должны быть на время работ ограждены. Для временного ограждения могут применяться щиты (ширмы), экраны и т. п., изготовленные из дерева или других изоляционных материалов.

Расстояние от временных ограждений (на основании инструкции № 4054) до токоведущих частей должно быть не менее 0,6 м.

После включения заземляющих ножей или установки переносных за-

землений на ограждениях соседних ячеек и расположенных напротив, долж-

ны быть вывешены плакаты «Стой. Напряжение».

Перед началом работы необходимо проверить отсутствие напряжения на участке работы.

Проверять отсутствие напряжения необходимо указателем напряжения заводского изготовления, исправность которого перед применением должна быть установлена посредством приближения к токоведущим частям заведомо находящимся под напряжением.

Пользоваться указателем напряжения необходимо в диэлектрических перчатках.

Заземление токоведущих частей производится в целях защиты работа-

ющих от поражения электрическим током в случае ошибочной подачи напряжения к месту работы.

Наложение и снятие переносного заземления выполняют в диэлектри-

ческих перчатках с применением изолирующей штанги.

Заземления следует накладывать в местах очищенных от краски.

3.4 Технические средства защиты, обеспечивающие безопасность ра-

бот на СУ

Персонал, обслуживающий электроустановку, должен быть снабжен всеми необходимыми средствами защиты, обеспечивающими безопасность его работы.

Технические средства защиты подразделяются на две категории: основные средства защиты, дополнительные средства защиты.

К основным защитным средствам, используемым  при работах на СУ,

относятся:

  1.  изолирующие штанги;
  2.  изолирующие клещи.

К дополнительным защитным средствам, используемым при работах на СУ, относятся:

  1.  диэлектрические перчатки;
  2.  диэлектрические ковры;
  3.  изолирующие подставки и накладки;
  4.  переносные заземления;
  5.  оградительные устройства;
  6.  плакаты и знаки безопасности.

Средство защиты должно быть рассчитано на применение при наибольшем допустимом рабочем напряжении электроустановки.

3.4.1. Правила испытаний средств защиты

 В эксплуатации средства защиты подвергают эксплуатационным периодическим и внеочередным испытаниям (после ремонта, замены каких-либо деталей, при наличии признаков неисправности). Внеочередные испытания средств защиты проводят по нормам эксплуатационных испытаний. Нормы эксплуатационных испытаний и сроки их проведения приведены в таблице 4.


Наименование средства защиты

Напряжение электроустановок, кВ

Испытательное напряжение, кВ

Продолжительность испытания, минут

Периодичность испытаний

Штанги изолирующие (кроме измерительных)

До 1

2

5

1 раз в 24 месяца

До 35

3-кратное линейное, но не менее 40

5

1 раз в 24 месяца

110 и выше

3-кратное фазное

5

1 раз в 24 месяца

Измерительные

штанги

До 35

3-кратное линейное; но не менее 40

5

1 раз в 12 месяца

110 и выше

3-кратное фазное 30

5

1 раз в 12 месяца

Изолирующие

клещи

До 1

2

5

1 раз в 24 месяца

10

3-кратное линейное,

но не менее 40

5

1 раз в 24 месяца

35

3-кратное линейное

5

1 раз в 24 месяца

Электроизмерительные клещи

До 1

2

5

1 раз в 24 месяца

1 - 10

40

5

1 раз в 24 месяца

Таблица 4 – Нормы и сроки эксплуатационных электрических испытаний средств защиты повышенным напряжением


В эксплуатации проводят только электрические испытания перчаток. Один раз в 6 месяцев перчатки необходимо испытывать повышенным напряжением 6 кВ в течение 1 минуты, ток через перчатку при этом не должен превышать 6 мА. В эксплуатации диэлектрические галоши испытывают напряжением 3,5кВ, а боты - напряжением 15 кВ в течение 1 минуты. Токи, протекающие при этом через изделия, должны быть не более 2 мА для галош и 7,5 мА для бот.

В эксплуатации ковры и подставки не испытывают. Их отбраковывают при осмотрах. Ковры следует очищать от загрязнений и осматривать не реже 1 раза в 6 мес. При обнаружении дефектов в виде проколов, надрывов, трещин и т.п. их следует заменять новыми.

Подставки осматривают 1 раз в 3 года на отсутствие нарушений целости опорных изоляторов, изломов, ослабления связи между отдельными частями настила. При обнаружении указанных дефектов их бракуют, а после устранения дефектов испытывают по нормам приемо-сдаточных испытаний.

3.4.2. Контроль за состоянием средств защиты и их учёт

Все находящиеся в эксплуатации электрозащитные средства должны быть пронумерованы, за исключением касок защитных, диэлектрических ковров, изолирующих подставок, плакатов и знаков безопасности, защитных ограждений, штанг для переноса и выравнивания потенциала. Допускается использование заводских номеров.

Порядок нумерации устанавливается на предприятии в зависимости от условий эксплуатации средств защиты.

Инвентарный номер наносят непосредственно на средство защиты краской или выбивают на металле (например, на металлических деталях пояса, изолированного инструмента, штанги и т.п.), либо на прикрепленной к средству защиты специальной бирке (изолирующий канат и т.п.).

Если средство защиты состоит из нескольких частей, общий для него номер необходимо ставить на каждой части.

В подразделениях предприятий и организаций отрасли и потребителей электроэнергии необходимо вести журналы учета и содержания средств защиты. Наличие и состояние средств защиты должно проверяться осмотром периодически, но не реже 1 раза в 6 месяцев лицом, ответственным за их состояние с записью результатов осмотра в журнал. Средства защиты, кроме изолирующих подставок, диэлектрических ковров, переносных заземлений, защитных ограждений, плакатов и знаков безопасности, полученные для эксплуатации от заводов-изготовителей или со складов, должны быть проверены по нормам эксплуатационных испытаний.

На выдержавшие испытания средства защиты необходимо ставить штамп следующей формы:

№ ___________

Годно до ___________ кВ

Дата следующего испытания _________________ 20__ г.

_________________________________________________

(наименование лаборатории)

На средства защиты, применение которых не зависит от напряжения электроустановки (диэлектрические перчатки, боты, противогазы и др.), ставится штамп:

№ ___________

Дата следующего испытания _________________ 20__ г.

__________________________________________________

(наименование лаборатории)

Штамп должен быть хорошо виден. Он должен наноситься несмываемой краской или наклеиваться на изолирующей части около ограничительного кольца изолирующих электрозащитных средств и изолирующих устройств для работ под напряжением или у края резиновых изделий и предохранительных приспособлений. Если средство защиты состоит из нескольких частей, штамп ставят только на одной части.

На средствах защиты, не выдержавших испытания, штамп должен быть перечеркнут красной краской.

Результаты электрических и механических испытаний средств защиты записывают в специальный журнал в лаборатории, производящей испытания. При наличии большого количества средств защиты из диэлектрической резины результаты их испытаний можно оформлять в отдельном журнале.

На средства защиты, принадлежащие сторонним организациям, также ставят штамп и, кроме того, заказчику выдают протоколы испытаний.

Перед каждым применением средства защиты персонал обязан проверить его исправность, отсутствие внешних повреждений, загрязнений, проверить по штампу срок годности. Пользоваться средствами защиты с истекшим сроком годности запрещается.

3.4.3. Правила испытаний средств защиты

В эксплуатации средства защиты подвергают эксплуатационным периодическим и внеочередным испытаниям (после ремонта, замены каких-либо деталей, при наличии признаков неисправности). Внеочередные испытания средств защиты проводят по нормам эксплуатационных испытаний. Нормы эксплуатационных испытаний и сроки их проведения приведены в таблице 3.

При испытаниях проверяют механические и электрические характеристики средств защиты. Механические испытания проводятся перед электрическими.

 Все электрические испытания средств защиты повышенным напряжением должны проводиться специально обученными лицами.

Каждое средство защиты перед электрическим испытанием должно быть тщательно осмотрено с целью проверки размеров, исправности, комплектности, состояния изоляционных поверхностей, наличия номера. При несоответствии средств защиты требованиям настоящих Правил испытание не проводят до устранения обнаруженных недостатков.

Испытания, как правило, следует проводить переменным током частотой 50 Гц при температуре 25 ± 10°С.

Скорость подъема напряжения до 1/3 испытательного может быть произвольной, дальнейшее повышение напряжения должно быть плавным и быстрым, но позволяющим при напряжении более 3/4 испытательного вести отсчет показаний измерительного прибора. При достижении требуемого значения напряжение после выдержки нормированного времени должно быть быстро снижено до нуля или при значении, равном 1/3или менее испытательного, отключено (ГОСТ1516.2-76).

Заключение

В дипломном проекте были рассмотрены СУ Инской дистанции электроснабжения Западно - Сибирской железной дороги, на которой используются однозвенные апериодические, однозвенные резонансно-апериодические СУ с 1 резонансным контуром на 100 Гц, с 4 резонансными контурами на 300, 600, 900, 1200 Гц, а также двухзвенные резонансно - апериодические СУ Западно-Сибирской железной дороги. Приведены основные параметры, схемы и частотные характеристики апериодических, резонансно-апериодических СУ, их достоинства и недостатки. Предложены мероприятия по совершенствованию схем сглаживающих устройств участка Инская - Черепаново. Выбраны схемы и основные параметры СУ и приведены сравнительные характеристики СУ для их модернизации. Выявлено, что универсальной и экономичной схемой СУ является схема апериодического СУ. Также в дипломном проекте обоснована экономическая эффективность предложенных мероприятий, рассчитан общий экономический эффект и срок окупаемости. Описаны требования техники безопасности при внедрении предложенных мероприятий, приведена характеристика возможных вредных и опасных производственных факторов при выполнении работ на СУ тяговой подстанции.

Библиографический список

1   Б а д е р М. П. Электромагнитная совместимость: Учебник для вузов железнодорожного транспорта / М. П. Б а д е р. М.: УМК МПС, 2002. 638с.

2Комякова Т. В. Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине «Электромагнитная совместимость устройств электроснабжения». Часть 2. Сглаживающие фильтры / Т. В. К о м я к о в а, Р. Б. С к о к о в, Е. Ю. С а л и т а. ОмГУПС. Омск, 2006. 31 с.

  1.  К о м я к о в а Т. В. Сглаживающие фильтры тяговых подстанций с многопульсовыми выпрямителями: Дис. .. .кандидат техн. наук / Т. В. К о м я к о в а ОмГУПС. Омск, 1999. 198 с.
  2.  К о в а л е в а Т. В. Сглаживающие фильтры тяговых подстанций с многопульсовыми выпрямителями: Дис. . кандидат техн. наук / Т. В. К о в а л е в а. Омск, 1996. 262с.
  3.  С а л и т а Е. Ю. Проектирование преобразователей для тяговых подстанций постоянного тока / Е. Ю. С а л и т а, Т. В. К о м я к о в а, Т. В. К о в а л е в а. ОмГУПС, Омск, 2010. 53с.
  4.  ГОСТ 13109-97. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения.

7Ларина И. В. Методические указания по выполнению экономической части дипломного проекта для студентов специальности «Электроснабжение железнодорожых дорог»: Методические указания / И. В. Л а р и н а; ОмГУПС, Омск, 2010. 20 с.

  1.  ГОСТ 12.0.003-74. ССБТ. Опасные и вредные производственные факторы. Классификация.
  2.  ГОСТ 12.1.038-82. ССБТ. Предельно допустимые значения напряжений прикосновения и токов.
  3.  И н с т р у к ц и я ЦЭ-402. Инструкция по технике безопасности при эксплуатации тяговых подстанций, пунктов электропитания и секционирования электрифицированных железных дорог (ЦЭ-191) - М.: 1998. 68с.

11СТП ОмГУПС-1.1-02.Работы студенческие учебные и выпускные квалификационные. Основные положения. Омск, 2002. 13с.

  1.  СТП ОмГУПС-1.2-02. Работы студенческие учебные и выпускные квалификационные. Общие требования и правила оформления текстовых документов. Омск, 2002. 29с.
  2.  СТП ОмГУПС-1.4-02. Работы студенческие учебные и выпускные квалификационные. Общие правила оформления схем. Омск, 2002. 11с.
  3.  Правила защиты устройств проводной связи и проводного вещания от влияния тяговой сети электрических железных дорог постоянного тока.
    М.: Транспорт, 1969. 44 с.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

34796. Гиппократ и зарождение научной медицины. Гиппократова модель врачебной этики и принцип не навреди 42.5 KB
  Наследие Имя Гиппократа сделалось собирательным и многие сочинения из семидесяти приписываемых ему принадлежат другим авторам преимущественно его сыновьям. Существует несколько сочинений Гиппократа этического направления: Клятва Закон О враче О благоприличном поведении Наставления которые в конце V и начале IV века до н. превратят научную медицину Гиппократа в медицинский гуманизм. За труды Гиппократа выдавались многие более поздние псевдогиппократовские произведения.
34797. Истоки средневековой философии. Библейские идеи философского значения 30.5 KB
  Формирование средневековой европейской философии Средневековая философия отдельный отрезок в истории европейской философии который непосредственно связан с христианской религией. Средневековая стадия философии имеет самостоятельное значение для развития философского мышления. Вовторых христианские взгляды заключают в себе оригинальные основания для дальнейшей разработки заимствованных из греческой философии понятий а равно для образования новых понятий которые оказали существенное влияние на последующую философию.
34798. Становление религиозной философии: патристика( тертулиан, Августин). Средневековая схоластика (Абеляр, росцеллин) 36.5 KB
  Центральное направление в развитии патристики этого периода борьба с ересями что связано с обретением христианством статуса государственной религии и официальной формулировкой христианского Никейского символа веры. Заложил основы традиции которая провозгласила несовместимость христианской веры с языческой мудростью. Включает философские системы ряда христианских мыслителей которые основываясь в своих посылках на религиозной догматике пытались посредством применения диалектического метода решить универсальные философские...
34799. Фома Аквинский – систематизатор средневековой схоластики. Соотношение веры и разума. Номиналистическая критика томизма: приоритет воли над разумом 29 KB
  Любая истина происходит от Бога. Дуализм Бога и мира. Только у Бога сущность совпадает с существованием у сотворенных вещей они не совпадают. Бытие Бога.
34800. Возрождение как синтез античности и средневековья. Антропоцентризм и проблема свободы личности 36 KB
  Первым литературным трудом Монтеня был предпринятый по просьбе отца перевод латинского трактата автор которого испанский теолог Раймунд Сабундский искал доказательства истинности католической веры в доводах человеческого естественного разума. Анализу воззрений испанского богослова и изложению собственных важнейших мыслей о религии посвящена Апология Раймунда Сабундского – самое обширное эссе Монтеня; работа над ним началась через семь лет после публикации перевода. Самые ранние из эссе Монтеня относятся к 1572 – году Варфоломеевской ночи и...
34801. Реализация и защита свободы совести и вероисповедания в РФ 432 KB
  Необходимость формирования правового механизма реализации права на свободу совести и вероисповедания связана с реальностью, когда соприкосновение со сферой религии отнюдь не исцеляет души, а ломает судьбы. И государство обязано проследить, чтобы свобода одних не оборачивалась болью для других///
34802. Пантеизм как специфическая черта натурфилософии возрождения. Диалектика ренессанса (Кузанский Бруно) социально-политическая модель Макиавелли 36.5 KB
  прямо не отрицая существования Бога она отождествляла его с природой. Теософия мудрость от Бога. Если учесть что познание от Бога а Бог непознаваем значит Бог предел познания. Бог это предел за которым нет знания но есть вера есть осознание Бога.
34803. Научная революция нового времени. Бэкон о естественной философии. Индуктивный метод. Источники заблуждений. Критика «идолов» 47 KB
  Бэкон о естественной философии. Бэкон Англия; С. В философии этого периода появляются два подхода к понятию субстанция: онтологическое понимание субстанции как предельного основания бытия основоположник Френсис Бэкон 1561 1626; гносеологическое осмысление понятия субстанция его необходимость для научного знания основоположник Джон Локк 16321704. Бэкон; рационализм Р.
34804. Рационализм декарта. Очевидность как критерий истины. Учение о врожденных истинах 44 KB
  С точки зрения Декарта непосредственные чувственные восприятия не подвергнутые анализу и проверке в свете разума могут вводить в заблуждение и не являться сами по себе гарантами достоверного познания. Скепсис Декарта скепсис методологический который должен привести к первичной достоверности. Философия Декарта является защитой не Божественного разума а нашего собственного земного человеческого.