Дипломная работа: Модернизация релейной защиты на тяговой подстанции Улан-Удэ на базе микропроцессорной техники

Напряжение постоянного тока, регулируемого в диапазоне 0...320 В снимается, также, с клемм Ua (+) и Ub (-).

Постоянный ток в диапазоне 0...20 А снимается с клемм IN (-) и Ic (+). При этом устанавливаются перемычки между клеммами Ia-Ib-Ic. Ниже полей постоянного тока и напряжения, в левом нижнем углу, расположены не редактируемые поля: линейного напряжения Uab и его фазы, и поля P и Q – показывающие произведение по трем фазам выдаваемого тока на напряжение и косинус или синус между ними, а именно:

Это бывает необходимо в случае проверки счетчиков (датчиков, реле) мощности.

5.8 Цифровой мультиметр

Режим измерения имеет 4 диапазона (переменный или постоянный уровень):

- измерение напряжения до 300 В;

- измерение напряжения до 10 В;

-измерение тока до 20 А (кратковременно и только для переменного сигнала; для постоянного уровня максимальный ток до 10 А !!!);

- измерение тока до 20 мА.

Не допускается одновременное подключение сразу к двум измерительным клеммам напряжения или тока. При этом выбирается только один из каналов (или ток или напряжение) для отображения на экране. Синусоидальная или постоянная входная величина определяется автоматически. Для синусоидального сигнала выводится значение частоты, для постоянного уровня частота равна 0. Для достоверного значения измеряемой частоты уровень сигнала должен быть выше 10 % от максимального значения диапазона.Измеренные величины отображаются в левой нижней части экрана.

Красным цветом выводится диапазон измерения АЦП. При переполнении АЦП выдается звуковой сигнал и меняется цвет выводимой величины (без включенного АЦП измерения не производятся и не отображаются). При запуске программы АЦП выключено. Управление АЦП производится в меню АЦП. При включении АЦП цвет измеренной величины изменяется с серого на зеленый. При изменении режима АЦП меняются единицы измерения (мА или А) и количество знаков после запятой (В).

5.9 Программный модуль Ручная проверка реле тока и напряжения

Программа предназначена для проверки реле тока и напряжения в ручном или автоматическом режиме (снятие зависимости tср = f(I)), и позволяет осуществить при однофазных, двухфазных и трехфазном типах КЗ следующие виды проверок:

- проверка токов срабатывания и возврата реле тока с зависимой и независимой выдержками времени, напряжений срабатывания и возврата реле напряжения;

- автоматическое вычисление коэффициента возврата и процента отклонения от уставки;

- проверка времен срабатывания и возврата реле с учетом всех возможных углов возникновения повреждения;

- построение зависимости t = f(I), t = f(j);

- выдача протокола испытаний.

Большим достоинством программы является возможность простого и удобного выбора и программирования различных режимов полуавтоматической проверки. Это позволяет пользователю самому формировать режимы автоматической проверки для конкретных типов реле тока, напряжения и мощности.

Панель управления

Панель управления программы приведена на рис.5.11.1. В левой части панели расположено поле задания данных. В верхней части - Прибор. Рядом с Прибором справа - Выключатель, под Прибором - белое поле, отведенное под изображение диаграмм токов и напряжений. В правой части панели расположены: поле выбора номера и задания типа контактов, данные о вычисляемых значениях погрешности и коэффициента возврата, три клавиши для изменения режимов работы программы.

Рис.5.11.1 Панель управления

Выбор вида КЗ

В центральной части левого поля задания данных расположено поле выбора вида КЗ. Для выбора требуемого вида КЗ при проверке реле необходимо курсор mоuse установить на кнопку Тип аварии и нажать левую кнопку манипулятора необходимое количество раз. Последовательность выбираемых КЗ следующая: отсутствие КЗ, трехфазное АВС, двухфазное АВ, двухфазное ВС, двухфазное АС, КЗ на землю фазы А, КЗ на землю фазы В, КЗ на землю фазы С.

Задание уставок

В нижней части левого поля задания данных расположены редактируемые окна, в которых можно установить уставки по току (напряжению) и времени проверяемых реле. Это необходимо для автоматического определения погрешностей. В этом поле 4 строки. Номер строки соответствует номеру ступени защиты. В первом (маленьком) столбце указывается номер контакта, к которому подключается соответствующая ступень. Например, для 4-х ступенчатой токовой защиты, имеющей уставки по току и времени срабатывания, таблица заполняется так, как это показано на прилагаемом рисунке:

-10 А и 0,01 с - для I ступени,

-5 А и 1 с - для II ступени,

-2,5 А и 4,6 с - для III ступени,

-1,2 А и 9,7 с - для IV ступени.

Для занесения информации в эти окна используется mоuse и клавиатура компьютера. При помощи курсора mоuse выбирается соответствующее окно (выбранное, "активное", окно меняет фон с синего на красный) и с помощью клавиатуры набираются необходимые данные. Для завершения ввода данных следует воспользоваться клавишей Enter или левой кнопкой манипулятора mouse.

Выбор проверяемых контактов

В левой части панели управления расположено поле выбора номера и задания типа контакта. В этом поле находится, также, окно для визуального наблюдения за состоянием контактов проверяемой релейной защиты. Реакция защиты при проверках наблюдается по 4 контактам. Под каждый контакт выделено два поля: большое и маленькое. Маленькое поле служит для выбора одного из четырех контактов и задания его типа (нормально открытый  или нормально закрытый , фон поля - голубой). Большое поле отражает текущее состояние контакта независимо от того, выбран он или нет (зеленый цвет - сработанное состояние контакта, красный - несработанное.)

Ручная проверка токов срабатывания и возврата

Проверка осуществляется просто и наглядно. При этом к проверяемому реле могут подводиться токи, соответствующие различным видам КЗ. Регулировать токи можно либо с левого поля задания данных, либо с помощью Прибора.

Управление токами с помощью поля задания данных

Левое поле задания данных состоит из редактируемых полей, размещенных в два ряда. Первоначально, когда не выбран вид КЗ, для редактирования доступны токи всех трех фаз в диапазоне 0...10 (20) А и однофазный ток в диапазоне 0...30 (60) А. В этом режиме можно задать любую комбинацию токов фаз. При выборе любого вида КЗ указанные поля становятся недоступными для редактирования. Об этом информирует изменение фона полей (с синего на черный). Активным становится поле Ток аварии. Далее, в зависимости от выбранного вида КЗ, фазные значения изменяются по строго определенному закону. Вектор тока КЗ с помощью левого поля ввода данных задается двумя значениями: модулем и аргументом. Модуль соответствует действующему значению величины. Регулируемые токи отображаются на диаграмме.

Управление токами с помощью прибора

Регулировка токов КЗ при проверке токов срабатывания и возврата может осуществляться с помощью амперметра, расположенного в верхней части экрана. Регулировка происходит следующим образом. С помощью mоuse на поле задания данных выбирается регулируемое значение тока КЗ: либо его модуль, либо его аргумент. При выборе модуля прибор "становится" амперметром, при выборе аргумента - измерителем фазы. В зависимости от выбранного вида КЗ амперметр как бы "подключается" на измерение следующих токов:

Фаза, к которой подключается амперметр, индицируется на Приборе символами красного цвета. Прибор имеет свое поле задания данных - настройку. Это окна Мин, Шаг и Макс, расположенные в верхней части Прибора. Непосредственная регулировка выбранного тока КЗ в диапазоне от Мин до Макс с Шагом, осуществляется при помощи клавиш Ü, Þ, Ý, ß, которые находятся в нижней части Прибора.

Диаграмма токов

Токи, которые подводятся к проверяемому реле, отображаются на диаграмме. Масштаб на диаграмме по току принимается равным 10 (20) А, по напряжению - 100 В.

Обнуление источников тока (напряжения). В левом нижнем поле диаграммы расположена клавиша I, U = 0, при нажатии которой устанавливается нулевое состояние всех источников тока (напряжений).

Анализ результатов ручной проверки

В правой части Прибора имеются два поля, в которых отражаются токи (напряжения, углы) срабатывания Iср (Uср, jср) и возврата Iвз (Uвз, jвз) выбранного контакта. В ходе проверки можно уменьшить Шаг и уточнить указанные параметры. При этом фиксируются результаты последнего измерения. Подобным образом можно проверить параметры срабатывания и возврата по всем контактам, последовательно выбирая их.

В правой части экрана имеются два поля, в которых отражаются результаты вычисления коэффициента возврата Кв и класс точности d реле по результатам последнего измерения. Расчеты выполняются в соответствии с выражениями:

где Iу, Uy - значения уставок по току и напряжению для проверяемого реле, которые задаются в поле задания уставок.

6. Безопасность и экологичность проекта

В основной части дипломного проекта рассмотрены вопросы, связанные с модернизацией релейной защиты РУ-27,5 кВ тяговой подстанции Заудинск ВСЖД. Наличие на подстанции высоковольтного оборудования и значительных по величине токов определяет выбор темы, и содержание раздела "Безопасность и экологичность проекта", связанных с обеспечением электробезопасности при работе на тяговых подстанциях и, в частности, при работе в токовых цепях без отключения присоединения. Также в разделе "Безопасность и экологичность проекта" рассмотрены инженерно-технические мероприятия по повышению устойчивости работы тяговой подстанции в условиях чрезвычайных ситуаций.

6.1 Обеспечение электробезопасности при работе на тяговых подстанциях

Анализ состояния условий производства

Электротехнический персонал, занятый эксплуатацией, техническим обслуживанием и ремонтом электроустановок на тяговых подстанциях, относится к категории работников, на которых могут воздействовать вредные и опасные производственные факторы.

Вредными называют производственные факторы, воздействие которых на работающих в определенных условиях приводит к заболеванию или снижению работоспособности. Опасными производственными факторами считают те, воздействие которых на работающих в определенных условиях может привести к травме или другому внезапному ухудшению здоровья.

Специфичность труда и его повышенная опасность особо остро ощущаются на работах, связанных с эксплуатацией электроустановок. При нарушении правил обслуживания электроустановок работниками подстанций может произойти поражение их электрическим током. Опасность представляет касание токоведущих частей, находящихся под рабочим или наведенным напряжением, а также прикосновение к элементам цепи обратного тока – к рельсам и соединенным с ними устройствам.

Так как обслуживание открытой части подстанции производится в любое время года, а в аварийных ситуациях – не только днем, но и ночью, то воздействие климатических факторов тоже вносит ряд трудностей. С изменением погоды связан целый ряд отказов в работе электроустановок тяговых подстанций. В сильные морозы увеличивается число механических повреждений из-за снижения прочности металла, гибкой и фарфоровой изоляции, замерзания смазки и т.д. В зимний период резко ухудшается состояние производственной территории, из-за снежных заносов усложняются условия подхода к электроустановкам для их осмотра и ремонта. В гололед увеличивается опасность падений. В холодное время года приходится пользоваться теплой спецодеждой, затрудняющей движения, ухудшающей слышимость. Длительная работа на открытом воздухе в сильные морозы может привести к обморожению. Неблагоприятно сказывается на условиях труда резкая перемена погоды. Даже в течение одной рабочей смены температура, влажность окружающего воздуха, скорость ветра могут изменяться в довольно широком диапазоне. Поэтому спецодежда и спецобувь, предназначенные для работы на открытом воздухе, должны обладать свойствами, обеспечивающими нормальные условия труда при резкой перемене погоды.

При работах, ведущихся на высоте, неудобная поза и ограниченное время, в течение которого должны быть выполнены работы в условиях бесперебойного электроснабжения потребителей, создают трудности для безошибочного соблюдения правил безопасности.

Особенно опасно при эксплуатации и ремонте электрического оборудования то, что человек может оказаться в сфере действия электромагнитного поля или в непосредственном соприкосновении с токоведущими элементами. В результате прохождения тока через человека может произойти нарушение его жизнедеятельных функций.

Электрический ток отличается от других опасных факторов тем, что не имеет внешних признаков, поэтому его, как правило, нельзя обнаружить без наличия специальных приборов. Воздействие тока на человека в большинстве случаев приводит к серьезным нарушениям наиболее важных жизнедеятельных систем – центральной нервной системы, сердечно-сосудистой, дыхательной, что увеличивает тяжесть поражения. Переменный ток способен вызывать интенсивные судороги мышц, приводящие к неотпускающему эффекту, при котором человек не может самостоятельно освободиться от воздействия тока. Кроме того, воздействие тока вызывает у человека резкую реакцию отдергивания, а в ряде случаев – и потерю сознания, что при работе на высоте может привести к падению и травмированию. Электрический ток, проходя через тело человека, может оказывать биологическое, тепловое, механическое и химическое действия. Биологическое действие – способность тока раздражать и возбуждать живые ткани организма, тепловое – способность вызывать ожоги, механическое воздействие приводит к разрывам тканей, химическое – к электролизу крови. В результате воздействия электрического тока или электрической дуги человек может получить электротравму. Электротравмы подразделяются на местные – при которых возникает местное повреждение организма, электрические ожоги, механические повреждения кожи, воспаления наружных оболочек глаз - и общие, называемые электрическими ударами, которые приводят к поражению всего организма, нарушению или полному прекращению деятельности наиболее жизненно важных органов и систем (легких, сердца, дыхательной системы, кровообращения).

Характер воздействия электрического тока на человека и тяжесть полученных повреждений зависят от многих факторов: величины, длительности воздействия, рода (постоянный или переменный), частоты тока; пути прохождения тока через человека ("рука - рука", "рука - ноги", "нога - нога" и др.); окружающей среды; индивидуального сопротивления тела человека (которое у всех различное).

Разработка организационных, технических и технологических мероприятий

Наличие опасных и вредных производственных факторов требует разработки целенаправленных мероприятий по охране труда, организационных и технических мероприятий по обеспечению безопасности выполнения работ. На основании требований действующих законодательных актов и постановлений, государственных стандартов, с учетом опыта эксплуатации электроустановок потребителей создан ряд документов, регламентирующих правила безопасных работ на электроустановках. К ним относятся "Правила эксплуатации электроустановок потребителей", "Правила применения и испытания средств защиты, используемых в электроустановках, технические требования к ним", "Правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей" и другие документы. Требования безопасности при обслуживании тяговых подстанций сведены в "Инструкцию по технике безопасности при эксплуатации тяговых подстанций, пунктов электропитания и секционирования электрифицированных железных дорог" ЦЭ-402, разработанную департаментом электрификации и электроснабжения МПС России в 1996 году.

Опыт эксплуатации электроустановок напряжением до 1000 В и выше показывает, что их обслуживание совершенно безопасно при условии соблюдения правил техники безопасности электроустановок. Большинство несчастных случаев при обслуживании электроустановок происходит из-за нарушения действующих правил техники безопасности. Поэтому эксплуатацию, техобслуживание и ремонт электроустановок должен осуществлять только специально подготовленный электротехнический и электротехнологический персонал.

Электротехнический персонал подразделяется на административно-технический, оперативный, ремонтный, оперативно-ремонтный.

Административно-технический персонал занимается организацией эксплуатации электроустановок. Это руководители и инженерно-технические работники дистанций электроснабжения, начальники тяговых подстанций, ремонтно-ревизионных участков.

Оперативный персонал осуществляет оперативное управление электрохозяйством дистанции электроснабжения, а также оперативное обслуживание электроустановок (электромеханики, дежурные по тяговым подстанциям, энергодиспетчеры, старшие энергодиспетчеры).

Ремонтный персонал – это персонал, выполняющий работы по техническому обслуживанию и ремонту оборудования электроустановок (персонал РРУ, испытательных лабораторий).

Оперативно-ремонтный персонал – ремонтный персонал, специально обученный и подготовленный для оперативного обслуживания закрепленных за ним электроустановок. К оперативно-ремонтному персоналу относятся старшие электромеханики, электромеханики и электромонтеры тяговых подстанций, персонал РРУ и других подразделений, которым предоставлены права оперативного персонала.

К работе в электроустановках допускаются лица не моложе 17 лет, имеющие группу по электробезопасности II – V, соответствующие по состоянию здоровья требованиям, предъявляемым к работникам этой категории, прошедшие обучение, инструктаж, проверку знаний в квалификационной комиссии с присвоением соответствующей группы, знающие инструкции и руководящие материалы по электробезопасности, приемы освобождения пострадавших от действия электрического тока и оказания первой помощи пострадавшим. Кроме того, весь персонал электроустановок подвергают периодическим проверкам знаний правил, производственных и должностных инструкций.

Работы, производимые в электроустановках, в отношении мер безопасности подразделяются на следующие категории:

- выполняемые при снятии напряжения;

- выполняемые без снятия напряжения вблизи и на токоведущих частях, находящихся под напряжением;

-выполняемые без снятия напряжения вдали от токоведущих частей, находящихся под напряжением.

К работам, выполняемым со снятием напряжения, относятся работы, при выполнении которых напряжение должно быть снято с токоведущих частей, где будет производиться работа, а также с токоведущих частей, к которым возможно в процессе работы приближение на расстояние менее допустимого. Для электроустановок с номинальным напряжением 3-35 кВ допустимое расстояние до токоведущих частей от людей и применяемых ими инструментов и приспособлений, от временных ограждений составляет 0.6 м, от механизмов и грузоподъемных машин в рабочем и транспортном положении, от стропов грузозахватных приспособлений и грузов – 1 м; для электроустановок 60-110 кВ – 1 м и 1.5 м; 150 кВ – 1.5 м и 2 м; 220 кВ – 2 м и 2.5 м соответственно.

Работа без снятия напряжения вдали от токоведущих частей, находящихся под напряжением, - работа, при которой исключено случайное приближение работников и используемых ими ремонтной оснастки и инструментов к токоведущим частям на расстояние, меньше допустимого, и не требуется принятия технических или организационных мер (например, непрерывного надзора) для предотвращения такого приближения.

Работами, выполняемыми без снятия напряжения на токоведущих частях и вблизи них, считаются работы, проводимые непосредственно на этих частях, когда основной мерой защиты работающего является применение соответствующих электрозащитных средств (изолирующих клещей, электроизмерительных клещей, изолирующих штанг и др.). Такие работы должны выполняться не менее, чем в два лица.

Для обеспечения безопасных условий работы в электроустановках должны выполняться организационные и технические мероприятия.

Назначаются лица, ответственные за безопасную организацию и проведение работ:-

- лицо, выдающее наряд или отдающее распоряжение;

- лицо, дающее разрешение на допуск (энергодиспетчер);

- допускающий;

- ответственный руководитель работ;

- производитель работ;

- наблюдающий;

- член бригады.

Обязанности данных лиц определяются "Инструкцией по технике безопасности при эксплуатации тяговых подстанций, пунктов электропитания и секционирования электрических железных дорог" ЦЭ-402.

Организационными мероприятиями являются:

- оформление работы нарядом, распоряжением, в порядке текущей эксплуатации или приказом энергодиспетчера;

- проведение выдающим наряд, распоряжение инструктажа руководителю работ (наблюдающему);

- выдача разрешения на подготовку места работы (приказ, согласование);

- допуск к работе;

- инструктаж членам бригады;

- надзор во время работы;

- оформление перерывов в работе, переводов на другое рабочее место, окончания работы.

Наряд – письменное задание на производство работы, составленное на бланке установленной формы, определяющее содержание, место, категорию работы, условия ее выполнения, время начала и окончания, необходимые меры безопасности, состав бригады и лиц, ответственных за безопасное производство работ. По наряду выполняются работы со снятием напряжения и без снятия напряжения на токоведущих частях и вблизи них. Срок действия наряда определяется длительностью работ и не должен превышать 5 суток.

Распоряжение – письменное задание на производство работы, определяющее содержание, место работы, категорию, время начала и окончания работ, меры безопасности и лиц, которым поручено ее выполнение. Оно может выдаваться производителю работ непосредственно или по телефону, имеет разовый характер, выдается на одну работу и действует в течение одного рабочего дня (смены) производителя работ. По распоряжению выполняются: работы без снятия напряжения вдали от токоведущих частей, находящихся под напряжением; работы без снятия напряжения вблизи токоведущих частей и на токоведущих частях, находящихся под напряжением до 1000 В; отдельные виды работ со снятием напряжения с электроустановок напряжением до 1000 В. Распоряжение записывает в оперативный журнал лицо, его отдающее. Оперативный персонал доводит распоряжение до сведения производителя работ и осуществляет подготовку рабочего места (если это требуется).

Кроме работ, выполняемых по наряду и распоряжению, существуют работы, выполняемые в порядке текущей эксплуатации. На тяговой подстанции должен иметься перечень работ, выполняемых в порядке текущей эксплуатации, в котором определены меры безопасности при их производстве. К таким работам относят уборку коридоров и служебных помещений, ЗРУ до постоянного ограждения, помещений щитовых, территорий ОРУ, проезд по территории ОРУ автомашин, транспортировка грузов и т.п.

Все организационные мероприятия при работе на подстанции выполняются в соответствии с "Инструкцией по технике безопасности при эксплуатации тяговых подстанций, пунктов электропитания и секционирования электрических железных дорог" ЦЭ-402.

Техническими являются следующие мероприятия

- производство необходимых отключений и принятие мер, препятствующих подаче напряжения к месту работы вследствие ошибочного или самопроизвольного включения коммутационной аппаратуры;

- вывешивание запрещающих плакатов на приводах ручного и ключах (кнопках) дистанционного управления коммутационной аппаратурой;

- проверка отсутствия напряжения на отключенных токоведущих частях; заземление отключенных токоведущих частей включением заземляющих ножей и наложением переносных заземлений;

- вывешивание предупреждающих, предписывающих и указательных плакатов;

- ограждение рабочих мест и оставшихся под напряжением токоведущих частей.

На месте производства работ со снятием напряжения должны быть отключены токоведущие части, на которых будет производиться работа, и неогражденные токоведущие части, к которым возможно приближение людей, ремонтной оснастки, механизмов, машин на расстояние, меньше допустимого. Если указанные токоведущие части не могут быть отключены, они должны быть ограждены. С каждой стороны, откуда коммутационным аппаратом может быть подано напряжение на рабочее место, должен быть видимый разрыв (отключение разъединителей, снятие или отсоединение шин и проводов, снятие предохранителей, отключение отделителей и выключателей нагрузки). Ручные приводы у разъединителей, отделителей, выключателей нагрузки в отключенном положении должны быть заперты на механический замок, у разъединителей, управляемых оперативной штангой, стационарные ограждения должны быть заперты на механический замок, у приводов перечисленных коммутационных аппаратов, имеющих дистанционное управление, отключить силовые цепи и при необходимости тягу привода отсоединить и запереть на замок.

В целях предупреждения людей о возможной опасности, запрещения или предписания определенных действий, информации о расположении объектов при работах в электроустановках используются плакаты и знаки безопасности, которые подразделяются на запрещающие, предупреждающие, предписывающие и указательный плакат "Заземлено".

Перед началом работ в электроустановках со снятием напряжением необходимо проверить отсутствие напряжения на отключенной для производства работ части электроустановки. Для этого используется указатель напряжения, который непосредственно перед этим должен быть проверен на исправность специальными приборами или приближением к токоведущим частям, находящимся под напряжением. В РУ 35-220 кВ для проверки отсутствия напряжения используются также изолирующие штанги. Ими несколько раз прикасаются к токоведущим частям. Признаком отсутствия напряжения является отсутствие искрения и потрескивания. В ОРУ напряжением до 220 кВ проверять отсутствие напряжения указателем или штангой можно только в сухую погоду, а в сырую погоду производится тщательное прослеживание схемы в натуре.

Заземление токоведущих частей производится в целях защиты работающих от поражения электрическим током в случае ошибочной подачи напряжения к месту работы. В РУ-3.3; 6; 10; 27.5; 35 кВ независимо от включения стационарных заземляющих ножей необходимо устанавливать переносное заземление непосредственно на месте работ, в ОРУ 110 и 220 кВ переносные заземления устанавливаются в случаях, когда заземляющие ножи не видны с места работы. Сечение переносного заземления выбирается с учетом наибольшего установившегося тока короткого замыкания и времени срабатывания основной релейной защиты. Комплекты переносных заземлений должны быть пронумерованы, иметь бирки с указанием номера и сечения заземляющего проводника и храниться в специально отведенных для этого местах.

Для безопасного обслуживания электроустановок на подстанции имеются защитные средства, которые служат для защиты эксплуатационного персонала от поражения электрическим током, воздействия электрической дуги, электрического поля и др. Защитные средства подразделяются на три группы: изолирующие, ограждающие и предохранительные. Изолирующие защитные средства делятся на основные и дополнительные.

Основные изолирующие средства способны длительно выдерживать рабочее напряжение установки и поэтому ими разрешено касаться токоведущих частей, находящихся под напряжением. В электроустановках выше 1000 В к ним относятся изолирующие штанги, изолирующие и электроизмерительные клещи, указатели напряжения, устройства и приспособления для обеспечения безопасности труда при проведении испытаний и измерений в электроустановках (указатели напряжения для проверки совпадения фаз, устройства для прокола кабеля, указатели повреждения кабелей и т.п.), прочие средства защиты, изолирующие устройства и приспособления для ремонтных работ (полимерные изоляторы, изолирующие лестницы и т.п.).

Дополнительные изолирующие защитные средства не способны выдерживать рабочее напряжение и поэтому предназначаются лишь для усиления действия основных средств. В электроустановках выше 1000 В к ним относятся диэлектрические перчатки, диэлектрические боты, диэлектрические ковры, изолирующие подставки и накладки, изолирующие колпаки, штанги для переноса и выравнивания потенциала.

К средствам защиты от электрических полей повышенной напряженности относятся комплекты индивидуальные экранирующие для работ на потенциале провода ВЛ и на потенциале земли в ОРУ и на ВЛ, а также съемные и переносные экранирующие устройства и плакаты безопасности.

Ограждающие защитные средства – переносные ограждения, временные переносные заземления, предупреждающие плакаты – предназначены для временного ограждения токоведущих частей и для предупреждения ошибочных операций с коммутационными аппаратами.

Предохранительные защитные средства предназначены для индивидуальной защиты персонала. В электроустановках применяются средства индивидуальной защиты следующих классов:

- средства защиты головы (каски защитные);

- средства защиты глаз и лица (очки и щитки защитные);

- средства защиты органов дыхания (противогазы и респираторы);

- средства защиты рук (рукавицы);

- средства защиты от падения с высоты (пояса предохранительные и канаты страховочные).

Средства защиты должны отвечать требованиям Правил пользования и испытания защитных средств и храниться в условиях, обеспечивающих их исправность и пригодность к употреблению.

Во избежание поражения обслуживающего персонала электрическим током правила безопасности предусматривают следующие требования к электроустановкам.

Распределительные устройства выше 1000 В должны быть оборудованы оперативной блокировкой, исключающей ошибочные действия персонала при производстве переключений (блокировка от ошибочных переключений) и блокировками, препятствующими непреднамеренному проникновению персонала к токоведущим частям, находящимся под напряжением. Блокировки от ошибочных переключений должны исключать: отключение (включение) разъединителей при включенном выключателе; включение заземляющих ножей до отключения разъединителя; включение разъединителей (вкатывание тележки МВ в ячейках КРУН) при включенных заземляющих ножах. Блокировки, препятствующие ошибочному проникновению, должны исключать открытие дверей ячеек, шкафов преобразователей, открытие лестниц для подъема на силовые трансформаторы (кроме лестниц для осмотра газового реле и т.п.) до включения заземляющих ножей.

Согласно ПУЭ и правилам техники безопасности конструктивные элементы электроустановок, нормально не находящиеся под напряжением, но могущие оказаться под напряжением, должны заземляться. Заземление, обеспечивающее безопасность обслуживающего персонала, называют защитным. Защитное заземление представляет собой преднамеренное металлическое соединение с землей частей установки, нормально не находящихся под напряжением, при помощи проводов и заземлителей. Заземлитель – металлический проводник или группа проводников, находящихся в непосредственном соприкосновении с землей, которые обладают определенным сопротивлением растеканию тока.

При прикосновении человека к незаземленному корпусу электроустановки, у которой произошел пробой изоляции одной из фаз на корпус, через тело человека будет проходить весь ток однофазного замыкания на землю Iз, ограниченный в основном сопротивлением тела человека Rч, т.е. Iч = Iз. При наличии заземления человека и заземлитель можно рассматривать как параллельно включенные сопротивления, находящиеся под напряжением однофазного замыкания на землю, т.е. Uз = IзRз = IчRч, где Iз и Iч – токи, проходящие через заземление и человека, А; Rз и Rч – сопротивления заземления и человека, Ом. Сопротивление тела в зависимости от среды и состояния человека находится в пределах от 100 тыс. до 600 Ом; в среднем его принимают равным 8000 Ом; заземления изготовляют с сопротивлением от 0.5 до 10 Ом. Так как сопротивление заземления значительно меньше сопротивления человека, то ток, проходящий через заземление, значительно больше тока, проходящего через тело человека. Ток, проходящий через тело человека, равен: Iч = IзRз/Rч. Из этого выражения видно, что заземление можно изготовить с таким сопротивлением, при котором ток Iч будет безопасен для жизни человека.

Когда человек прикасается к корпусу аппарата с поврежденной изоляцией одной из фаз, то он попадает под напряжение прикосновение, которое представляет собой разность потенциалов заземлителя (равного потенциалу фазы при замыкании ее на корпус заземленного оборудования) и потенциала точки земли, где стоит человек. Напряжение прикосновения – напряжение, образующееся в цепи тока замыкания на землю между двумя ее точками.

Основной частью заземляющего устройства является заземлитель, от правильного расчета и выполнения которого зависит надежность работы заземляющего устройства. Заземлители подразделяют на естественные и искусственные. К естественным заземлителям относятся: проложенные в земле водопроводные трубы; металлические конструкции зданий и сооружений, имеющие надежное соединение с землей; металлические оболочки кабелей, проложенных в земле, при их числе не менее двух и т.п.

Искусственные заземлители представляют собой специально заложенные в землю металлические электроды из труб, уголков, полос или стержней. Электроды забивают в грунт так, чтобы их верхние концы располагались на глубине 0,5-0,8 м от поверхности земли. К верхним концам электродов приваривают вертикальные соединительные полосы. Такое заглубление уменьшает колебания сопротивления заземления растеканию тока при сезонных изменениях проводимости верхних слоев грунта: зимой – от промерзания, летом – от уменьшения влажности.

Зануление – способ защиты, заключающийся в преднамеренном электрическом соединении с нулевым защитным проводником металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением. Зануление применяют в четырехпроводных сетях с глухозаземленной нейтралью напряжением до 1000 В. Защитный эффект зануления состоит в уменьшении длительности замыкания на корпус и, следовательно, в снижении времени воздействия электрического тока на человека. Это достигается путем подключения корпусов потребителей к нулевому проводу. При таком соединении любое замыкание на корпус становится однофазным коротким замыканием.

Выравнивание потенциалов – метод снижения напряжений прикосновения и шага между точками электрической цепи, к которым возможно одновременное прикосновение или на которых может одновременно стоять человек. Потенциалы выравнивают, как правило, путем устройства контурных заземлений. Заземлители в нем располагаются как по контуру, так и внутри защищаемой зоны. При замыкании токоведущих частей электроустановки на корпус, соединенный с таким контурным заземлителем, участки земли внутри контура приобретают высокий потенциал, близкий к потенциалу заземлителей. Тем самым значительно снижаются напряжения прикосновения и шага.

Защитное отключение – быстродействующая защита, обеспечивающая автоматическое отключение электроустановки при возникновении в ней опасности поражения током. В случае замыкания токоведущих частей на корпус, снижения уровня изоляции, прикосновения человека к токоведущим частям происходит изменение отдельных параметров системы – на корпусе возникает напряжение относительно земли, появляется ток замыкания на землю, нейтраль трансформатора оказывается под напряжением и др. Эти изменения воспринимаются соответствующим датчиком защитно-отключающего устройства в виде входного сигнала. При достижении входным сигналом определенного значения преобразующий орган дает команду исполнительному органу защитного устройства, и он отключает электроустановку. Это значение входного сигнала называют уставкой срабатывания. Защитно-отключающие устройства применяются как самостоятельно, так и в комплексе с защитным заземлением и занулением.

Электрическое разделение сети представляет собой разделение электрической сети на отдельные, электрически не связанные между собой участки посредством разделяющего трансформатора. Разветвленные сети большой протяженности имеют значительные емкости относительно земли и сравнительно небольшие сопротивления изоляции. Прикосновение человека к токоведущим частям в этих сетях опасно, т.к. он может оказаться под воздействием напряжения, близкого к фазному. Электрическое разделение позволяет резко снизить опасность поражения за счет уменьшения емкостной и активной проводимостей сети.

Малое напряжение – номинальное напряжение не более 42 В, применяемое в целях уменьшения опасности поражения электрическим током. Малое напряжение используют в основном для питания ручного электрифицированного инструмента, переносных светильников и местного освещения на станках, установленных в помещениях с повышенной опасностью и особо опасных. Однако малое напряжение нельзя считать безопасным для человека, поэтому наряду с ним должны применяться и другие меры защиты.

Изоляция применяется для защиты от случайного прикосновения в электроустановках к токоведущим частям. Различают рабочую, дополнительную, двойную и усиленную изоляцию. Рабочей является электроизоляция токоведущих частей электроустановки, обеспечивающая ее нормальную работу и защиту от поражения электрическим током. Дополнительной называют изоляцию, предусмотренную дополнительно к рабочей для защиты от поражения электрическим током в случае повреждения рабочей изоляции. Двойная изоляция представляет собой электрическую изоляцию, состоящую из рабочей и дополнительной. Усиленная изоляция – это улучшенная рабочая изоляция, обеспечивающая такую же степень защиты, как и двойная.

Техника безопасности в токовых цепях без отключения присоединения

При разомкнутой вторичной обмотке намагничивающая сила первичной обмотки не уравновешивается и весь поток, создаваемый ею, индуцирует э.д.с. весьма большой величины, которая опасна для изоляции вторичной обмотки, а также для персонала, ведущего измерения. Кроме того, в таких случаях возможен большой нагрев стали из-за увеличения магнитного потока. Поэтому, если к вторичной обмотке не присоединен прибор, ее замыкают накоротко и размыкать вторичную обмотку при наличии тока в первичной обмотке опасно. Вторичную обмотку ТТ, кроме того, обязательно заземляют для обеспечения безопасности в случае пробоя изоляции между первичной и вторичной обмотками.

6.2 Инженерно-технические мероприятия по повышению устойчивости работы тяговой подстанции в условиях чрезвычайных ситуаций

Для повышения устойчивости работы объектов железнодорожного транспорта предусматривается осуществление комплекса инженерно-технических и организационных мероприятий.

Под физической устойчивостью, или статической, устойчивостью объекта или его элементов следует понимать физическую прочность инженерно-технического комплекса объекта (зданий, сооружений, оборудования, устройств) от землетрясения, наводнения и других чрезвычайных ситуаций.

Под устойчивостью работы объекта следует понимать способность объекта бесперебойно выполнять заданные функции в условиях воздействия чрезвычайных ситуаций, а также приспособленность этого объекта к быстрому восстановлению в случае нанесенных повреждений. Этот вид устойчивости иногда называют технологической устойчивостью объекта устойчивостью объекта.

Таким образом, понятие устойчивости работы объекта (технологическая устойчивость) является более обширным, включающим в себя не только понятие физической (статистической) устойчивости инженерно-технического комплекса, но и сохранность технологического процесса производства (сохранность рабочих и служащих, системы управления, кооперации и снабжения производства всем необходимым).

Применительно к деятельности транспорта, в том числе железнодорожного транспорта, под устойчивостью работы объекта следует понимать его способность к продолжению перевозочного процесса (перевозок).

К особо важным объектам железнодорожного узла следует отнести: основные железнодорожные пути, устройства связи и СЦБ, стрелочные переводы, искусственные сооружения, устройства энергоснабжения и т.п.; к менее важным – локомотивное депо и выгонное депо, работу которых можно переключить на другие сохранившиеся депо, складские помещения, пассажирские здания (без узла управления и связи) и др.

Устойчивость работы объекта в целом зависит от многих факторов, а также от его месторасположения, характера и важности выполняемой работы.

Мероприятия ГО по повышению по повышению устойчивости работы объектов (ПУРО) складываются из комплекса инженерно-технических и организационных мероприятий.

Организационные мероприятия – это мероприятия, направленные на изменение или приспособление организации работы объекта к условиям военного времени. Они разрабатываются и подготавливаются в мирное время, а вводятся в действие в военное время.

К инженерно-техническим мероприятиям (ИТМ ГО) относятся мероприятия, направленные на повышение устойчивости инженерно-технического комплекса объекта, его технологического процесса. Такие мероприятия, как правило, выполняются заблаговременно по типовым или индивидуальным проектам и требуют значительных средств. К ИТМ ГО можно отнести строительство защитных сооружений, строительство обходов железнодорожных узлов, кольцевание энергетических сетей и т.п.

В связи с тем, что объекты железнодорожного транспорта по своему назначению, размерам, конструктивным и технологическим особенностям отличаются друг от друга, выработать единые типовые для всех объектов мероприятия по повышению устойчивости работы объектов не представляется возможным. На каждом объекте характер и масштабы инженерно-технических и организационных мероприятий ГО и ПУРО будут различными, свойственными только данному объекту.

Однако основные пути (направления) решения этих мероприятий могут быть общими, применимыми для многих объектов. Конкретные способы решения задач для каждого объекта будут свойственны только ему.

Значительная часть инженерно-технических мероприятий может иметь большую стоимость; требовать больших материальных затрат и времени. Поэтому очень важно еще при проектировании объекта железнодорожного транспорта учитывать мероприятия по повышению устойчивости работы конкретного объекта.

Защита рабочих, служащих, членов семей и пассажиров при возникновении чрезвычайных ситуаций имеют первостепенное значение для устойчивости работы объекта.

К способам защиты людей относятся: своевременное оповещение об угрозе возникновения чрезвычайной ситуации; наличие в непосредственной близости от места работы и проживания достаточного количества защитных сооружений для укрытия; обеспечение дежурного персонала объекта (лиц, связанных с движением поездов) индивидуальными укрытиями на месте работы; своевременное и организованное проведение эвакуации и рассредоточение населения; наличие подготовленных формирований МЧС; наличие заблаговременно разработанных скользящих графиков рабочих смен и их подвоза к месту работ и обратно;

Защита инженерно-технического комплекса объекта достигается обеспечением равнопрочности всех элементов объекта за счет повышения устойчивости наиболее слабых элементов; организацией защиты ценного и уникального оборудования путем его укрытия или устройства специальных защитных приспособлений; проведением специальных мероприятий по защите радиотехнических и электронных устройств от проникающей радиации и электромагнитного импульса ядерного взрыва; строительством подземных сооружений и размещением устройств объекта под землей в железобетонных или металлических ящиках или в горных выработках; рассредоточенным размещением отдельных элементов объекта; строительством дублирующих сооружений и устройств объекта; созданием резервов мощностей основных элементов (устройств) и объекта в целом.

Повышение устойчивости управления и связи на объекте железнодорожного транспорта достигается путем: создания хорошо укрытой и дублированной связи, способной успешно работать в условиях чрезвычайных ситуаций; замены воздушных линий связи кабельными подземными линиями и радиосвязью; определение четких функций подразделениям объекта и отдельным должностным лицам на время чрезвычайных ситуаций; разработка режимов и графиков производственной работы объекта на время чрезвычайных ситуаций, хорошей подготовки и постоянной готовности руководящего состава объекта к работе во время чрезвычайных ситуаций; широкого внедрения современных, надежных и хорошо защищенных систем управления и связи на период чрезвычайных ситуаций.

Особо важное значение при разработке и выполнении мероприятий ГО по ПУРО на объектах железнодорожного транспорта уделяется вопросам недопущения возникновения вторичных факторов поражения (пожаров, взрывов взрывчатых веществ и ГСМ, а также разлива сильнодействующих ядовитых веществ). Это объясняется тем, что возникновение таких случаев приводит, как правило, к прекращению движения поездов.

Повышение устойчивости энергоснабжения объекта предусматривает обеспечение бесперебойного снабжения объекта электроэнергией, газом, сжатым воздухом, паром и водой за счет дублирования источников их получения и укрытия коммуникаций.

Устойчивость энергоснабжения объекта железнодорожного транспорта обеспечивается заменой односторонней схемы энергоснабжения двухсторонней или кольцевой системой энергоснабжения; созданием резервных и передвижных источников энергии, защитой системы энергоснабжения от землетрясения, наводнения и других чрезвычайных ситуаций, заменой воздушных коммуникаций подземными и кабельными линиями.

Повышение устойчивости материально-технического снабжения объекта обеспечивается созданием хорошо рассредоточенных запасов топлива, сырья и материалов; надежным обеспечением путем дублирования транспортных связей объекта с поставщиками запасных частей и материалов; разработкой мероприятий на случай перехода работы объекта на другой вид тяги, топлива и сырья.

Создание противопожарной защиты и охраны объекта предусматривает: строгое выполнение установленных нормативов в отношении плотности застройки, наличие широких магистралей, разделяющих общую площадь застройки на отдельные районы; строительство искусственных водоемов и прудов с хорошими к ним подъездами; строительство зданий и сооружений из несгорающих материалов и конструкций; устройство хорошо продуманной системы пожарного водоснабжения с достаточным количеством пожарных гидратов; применение огнестойких покрытий и специальных пропиток при наличии сгораемых конструкций; строительство заземленных и удаленных от объекта складов топливно-смазочных и других огнеопасных и взрывоопасных материалов; организацию надежной охраны объекта.

Организация спасательных и неотложных аварийно-восстановительных работ и быстрого восстановления технологического процесса производства предусматривает: заблаговременную разработку наиболее вероятных схем восстановления объекта, обеспечивающих быстрейшее открытие сквозного движения поездов; создание и подготовку формирований МЧС для проведения спасательных и неотложных аварийно-восстановительных работ и быстрого восстановления; создание запасов конструкций, материалов, и оборудования, необходимых для восстановления, и их надежное укрытие;

-Разработку мероприятий по безаварийной остановке технологического процесса по сигналам ГО и при внезапном возникновении чрезвычайной ситуации.

-Проведение всех вышеперечисленных мероприятий способствует повышению устойчивости работы тяговой подстанции в условиях чрезвычайных ситуаций.

6.3 Обслуживание измерительных приборов, устройств релейной защиты, вторичных цепей

Для обеспечения безопасности работ, проводимых в цепях измерительных приборов и устройств релейной защиты по распоряжению, вторичные обмотки измерительных трансформаторов тока и напряжения должны иметь постоянное заземление. В сложных схемах релейной защиты для группы электрически соединенных вторичных обмоток трансформаторов тока независимо от их числа допускается выполнять заземление только в одной точке. При необходимости разрыва токовой цепи измерительных приборов и реле цепь вторичной обмотки трансформатора тока предварительно закорачивают на специально предназначенных для этого зажимах.

В цепях между трансформатором тока и зажимами, где установлена закоротка, запрещается производить работы, которые могут привести к размыканию цепи.

При производстве работ на трансформаторах тока или на их вторичных цепях необходимо соблюдать следующие меры безопасности:

-цепи измерений и защиты присоединять к зажимам указанных трансформаторов тока после полного окончания монтажа вторичных схем;

-при проверке полярности приборы, которыми она производится, до подачи импульса тока в первичную обмотку надежно присоединять к зажимам вторичной обмотки.

Работы в цепях устройств релейной защиты, автоматики и телемеханики (РЗАиТ) производятся по исполнительным схемам; работа без схем, по памяти, запрещается. При работах в устройствах РЗАиТ следует пользоваться специальным электротехническим инструментом с изолирующими рукоятками или работать в диэлектрических перчатках.

При проверке цепей РЗАиТ в случае необходимости по условиям работы разрешается оставаться одному лицу из состава бригады с группой III в помещепроверка изоляции т.п.). Этому лицу производитель работ должен дать необходимые указания по технике безопасности.

При работах в цепях трансформаторов напряжения с подачей напряжения от постороннего источника снимают предохранители со стороны высшего и низшего напряжений и отключаются автоматы вторичных обмоток.

При необходимости производства каких-либо работ в цепях или на аппаратуре РЗАиТ при включенном основном оборудовании принимают дополнительные меры против его случайного отключения (отключение промежуточного реле и т.п.).

Переключения, включение и отключение выключателей, разъединителей и другой аппаратуры, необходимые при наладке или проверке устройств РЗАиТ, выполняет оперативный персонал.

6.3 Расчет заземляющего устройства

Электрический ток, проходя через тело человека, вызывает частичное или полное поражение его организма.

Ток 0,1 А смертелен для человека (смертельным может быть и ток 0,025-0,05 А, если он проходит длительно, более 2-3 с по пути рука-рука, рука-ноги, т.е. через сердце и легкие). Нужно иметь ввиду, что человека поражает проходящий через него ток, а не напряжение. Напряжение и сопротивление тела человека являются факторами, определяющими величину поражающего тока. Сопротивление тела человека в зависимости от среды и состояния человека находится в пределах от 100 тыс. до 600 Ом, а заземляющее устройство тяговых подстанций изготавливают сопротивлением не более 0,5 Ом. При наличии заземления человека и заземлитель можно рассматривать как параллельно включенные сопротивления, находящиеся под напряжением однофазного замыкания на землю.

Следовательно если сопротивление заземления значительно меньше сопротивления человека, то ток проходящий через заземление, значительно больше тока, проходящего через тело человека.

Конструкция заземляющих устройств.

Основной частью заземляющего устройства является заземлитель, от правильного расчета и выполнения которого зависит надежность работы заземляющего устройства.

Заземлитель выполняется в виде горизонтальной сетки из проводников, уложенных в земле на глубине 0,5-0,8 м, дополняемой при необходимости

вертикальными электродами, число и длина которых определяется расчетом. Целесообразно использовать вертикальные электроды длиной 5-20 м. При наличии плохопроводящих нижних слоев земли следует применять редкую сетку без вертикальных электродов.

Горизонтальные продольные проводники прокладываются вдоль рядов оборудования и конструкций на расстоянии 0,8-1,0 м со стороны обслуживания.

Продольные проводники соединяются поперечными, прокладываемыми в удобных местах между оборудованием. В местах пересечения продольные и поперечные проводники надежно свариваются.

Электроды заземлителей должны быть стальными и иметь следующие размеры:

На тяговой подстанции Заудинск используются полоса 40×5 из стали и уголок 50×50×5 из стали. Контур заземления подстанции изображен на рис. 5.4.1.

Рисунок.5.4.1-.Контур заземления подстанции.

Расчет сопротивления углового заземлителя.

,

где ρ – удельное сопротивление верхнего слоя грунта, принимается равным Ом*м.

 Ом.

Расчет количества электродов без учета экранирования.

,

где RЗ =0,5 – сопротивление одного электрода

 шт

Расчет количеснтва электродов с учетом экранирования

,

где nЭ – коэффициент экранирования.

 шт.

Расчет количества электродов забиваемых по периметру подстанции.

,

где LП – длина периметра подстанции,

LП= 48,6+37+39+27+13=164,4 м

 шт.

Расчет количества электродов, которые необходимо забить посередине контура заземления.

.

Так как количество электродов с учетом экранирования меньше,чем устанавливаемых по периметру,то в середине контура электроды не забиваются.

Электроды необходимо выполнять из стального уголка 50×50×5, соединения между электродами выполняется из стальной полосы 40×5.

7. Расчет экономической эффективности от внедрения релейной защиты ЦЗА-27,5-ФКС тяговой подстанции Заудинск

7.1 Расчет затрат на установку и эксплуатацию ЦЗА-27,5

Целью экономической части данного дипломного проекта является расчёт экономической эффективности от внедрения релейной защиты

ЦЗА-27,5-ФКС тяговой подстанции Заудинск количеством 7 штук за год. В расчёте не учитываются расходы на заработную плату обслуживающего персонала и прочие эксплуатационные расходы, так как капитальный ремонт блока ЦЗА-27,5-ФКС проводится персоналом релейной защиты один раз в шесть лет в течение одной рабочей смены.

Стоимость блоков микропроцессорной релейной защиты (ЦЗА) взята из прайс-листа научно-технического центра "Механотроника" на 2003 г. без учета НДС. Расходы на приобретение блоков микропроцессорной релейной защиты БМРЗ -27,5 сносим в таблицу 7.1.

Таблица 7.1 - Стоимость приобретения блоков ЦЗА-27,5 кВ тяговой подстанции Заудинск

Расчет общих затрат на приобретение блоков ЦЗА-27,5.

Общие затраты на приобретение блоков ЦЗА-27,5 кВ составляют:

Kоб.у.е=n*KФКС

где KФКС - стоимость одного блока фидера контактной сети, евро;

n - количество блоков, шт;

Kоб.у.е=7*2640=18480 евро.

Для дальнейших расчетов произведем перевод общих капиталовложений из евро в рубли исходя из курса валют 1 евро=35 рублей.

K=Kоб.у.е.*35,

K1=18480*35=646800 рублей

Текущие затраты железных дорог, необходимые для обеспечения производственного процесса в данном периоде, называются эксплуатационными расходами. Для данного расчета они будут равны амортизационным отчислениям, так как затраты на оплату труда, отчисления на социальные нужд, расходы на материалы и прочие материальные затраты, топливо, энергию и прочие затраты не учитываются.

 ,

где  - эксплуатационные расходы на амортизационные отчисления, рублей.

Расчет амортизационных отчислений на

Амортизационные отчисления планируются, исходя из среднегодовой стоимости основных средств и норм отчислений на их полное восстановление.

 ,

 рублей

=32340 рублей

7.2 Расчет затрат на установку и обслуживание УЭЗФМ-27,5

Таблица 7.2 - Стоимость блоков УЭЗФМ ФКС-27,5 кВ тяговой подстанции Заудинск

Расчет общих затраты на приобретение блоков УЭЗФМ-ФКС-27,5.

Kоб.у.е=7*KФКС

Kоб.у.е=7*1300=9100 €

Для дальнейших расчетов произведем перевод общих капиталовложений из евро в рубли исходя из курса валют 1 евро=35 рублей.

К2=9100*35=318500 рублей.

Расчет эксплуатационных расходов.

где:  - эксплуатационные расходы на амортизационные отчисления, рублей.

Эфзп - фонд заработной платы

Эсн - отчисления на социальные нужды

Эээ - затраты на электроэнергию

Расчет амортизационных отчислений

= 0,05 *К2,

рублей

Определение фонда заработной платы с учетом премиальных и 13-й зарплаты по формуле:

Эфзп =

СЗП месяц = С1 +3С2

где С1 - оклад старшего электромеханика, равный 10000 рублей;

С2 - оклад электромехаников, равный 7000 рублей;

3 чел - количество электромехаников.

Оклады старшего электромеханика и электромехаников приняты приближенно.

СЗП месяц =10000+3*7000=31000 рублей

Эфзп = рублей

Расчет отчислений на собственные нужды

Отчисления на социальные нужды планируют в определенном размере от затрат на оплату труда. В Республике Бурятия они составляют 27% от фонда заработной платы.

Эсн = 0,27* Эфзп

Эсн = 0,27* 551800=148986 рублей

Расчет расходов на электроэнергию. Расходы на электроэнергию определяются по количеству оборудования и устройств, их мощности и времени работы.

,

где Цээ - стоимость1 кВт*ч электроэнергии, Цээ = 1,28 руб/(кВт*ч);

Ксп - средний коэффициент спроса, Ксп = 0.3;

Руст - суммарная установленная мощность оборудования, кВт;

Fоб - годовой фонд рабочего времени оборудования в одну смену

Fоб = 2004 ч;

Мсм - число смен работы оборудования, Мсм = 3;

Кз - коэффициент загрузки, Кз = 0,75.

Суммарную мощность оборудования примерно принимаем равной

Руст =0,11 кВт.

 рублей

Эксплуатационные расходы составили:

Э2 =15925+551800+148986+299=717010 рублей

7.3 Рассчитываем срок окупаемости по приведенным затратам

Расчет приведенных затрат для ЦЗА-27,5-ФКС.

ЭпривЦЗА=Э1+Ен*К1

где Ен - нормативный коэффициент эффективности принимаемый для тяговых подстанций 0,125

ЭпривЦЗА=32340+0,125*646800=113190 рублей

Расчет приведенных затрат для УЭЗФМ.

ЭпривУЭЗФМ Э2+Ен*К2

ЭпривУЭЗФМ=717010+0,125*318500=756822,5 рублей

Расчет разницы в приведенных затратах на УЭЗФМ и БМРЗ.

∆Э = ЭпривУЭЗФМ - ЭпривЦЗА

∆Э =756822,5-113190=643632,5 рублей.

Срок окупаемости ЦЗА ФКС-27,5 находим по формуле:

 ,

года

Вывод: Замена электронной защиты УЭЗФМ на блоки микропроцессорной защиты ЦЗА-27,5-ФКС на тяговой подстанции ЭЧЭ-58 Заудинск выгодна. Срок окупаемости составил 1 год и укладывается в нормативный срок окупаемости составляющий 8 лет. Это объясняется тем, что при вводе в эксплуатацию защиты ЦЗА-27,5-ФКС не требуется обслуживающего персонала. Кроме того, новая защита наиболее надежна и функциональна, чем морально устаревшая УЭЗФМ.

Заключение

В дипломном проекте были рассмотрены современные методы защиты тяговых сетей, в частности, электронная защита фидеров контактной сети (УЭЗФМ) и устройство цифровой защиты и автоматики фидера контактной сети (ЦЗА).

Произведен расчет уставок срабатывания направленной трехступенчатой дистанционной защиты фидера контактной сети тяговой подстанции Заудинск. При этом полученные параметры уставок совпадают со значениями уставок рассматриваемой тяговой подстанции.

В разделе, безопасность проекта, рассмотрены вопросы обеспечения электробезопасности при работе на тяговой подстанции, анализ состояния условий производства, разработка организационных и технических мероприятий, требования безопасности к электроустановкам, инженерно-технические мероприятия по повышению устойчивости работы тяговой подстанции в условиях чрезвычайных ситуаций, а также затронут вопрос обслуживания измерительных приборов, устройств релейной защиты и вторичных цепей.

В экономической части дипломного проекта произведен расчет эксплуатационных расходов на обслуживание блоков микропроцессорной релейной защиты тяговой подстанции Заудинск.

Список используемой литературы

1    Фигурнов Е.П. Релейная защита устройств электроснабжения. – М.: Транспорт, 2002 г. – 715 с.

2    Микроэлектронная защита фидеров контактной сети переменного тока (МЗКС). Руководство по эксплуатации А 354.00.000РЭ.

3    Блок микропроцессорной релейной защиты БМРЗ. Руководство по эксплуатации. ДИВГ.648228.001 РЭ.

4    Блок микропроцессорной релейной защиты фидеров контактной сети БМРЗ-ФКС. Руководство по эксплуатации. ДИВГ.648228.026 РЭ.

5    Устройство цифровой защиты и автоматики фидера контактной сети ЦЗА-27,5-ФКС. Руководство по эксплуатации. 1СР.251.249-02РЭ

6    Инструктивно-методические указания по расчету защиты фидеров контактной сети переменного тока. Трансэлектропроект.

7    Испытательная система для релейной защиты реле-томограф. Руководство по эксплуатации. 13092133.001 РЭ.

8    Дмитриева В.А., Журавель А.И., А.Д. Шишков. Экономика железнодорожного транспорта. – М.: Транспорт, 1996. – 328 с.

9    Правила устройства системы тягового электроснабжения железных дорог РФ/ МПС РФ, 1997.

10  Инструкция по технике безопасности при эксплуатации тяговых подстанций, пунктов электропитания и секционирования электрических железных дорог. ЦЭ-402/ МПС РФ. – М.: 1997.