Министерство транспорта Российской Федерации

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ»

Кафедра «Системы электроснабжения»

Хабаровск – 2017

Министерство транспорта Российской Федерации

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Дальневосточный государственный университет путей сообщения»

(ДВГУПС)

Электроэнергетический институт Кафедра Системы электроснабжения

(наименование УСП) (наименование кафедры)

Направление (специальность) 23.05.05 Системы обеспечения движения поездов

(код, наименование направления или специальности)

УТВЕРЖДАЮ:

Зав. кафедрой_____________

«_____» ________________г.

З А Д А Н И Е

на выпускную квалификационную работу студента

Жулая Евгения Андреевича

(фамилия, имя, отчество)

1.Тема ВКР: «Повышение срока эксплуатации тяговых трансформаторов при реализации тяжеловесного движения на участке Тарманчукан – Кимкан».

утверждена приказом по университету от « » 2017 г. №

2. Срок сдачи студентом законченной ВКР «29» мая 2017 г.

3. Исходные данные к ВКР: Профиль участка Тарманчукан - Кимкан, параметры тяговых трансформаторов, параметры тяговой сети на участке Тарманчукан – Кимкан, схема фазировки участка.

4. Содержание расчетно-пояснительной записки (перечень подлежащих разработке вопросов)

4.1 Анализ исходных данных.

4.2 Характеристика программного обеспечения для расчета параметров системы тягового электроснабжения

4.3 Анализ мероприятий, направленных на продление срока эксплуатации тяговых трансформаторов.

4.4 Методика определения наиболее нагруженных обмоток тяговых трансформаторов.

4.5 Выбор новых схем подключения тяговых трансформаторов.

4.6 БЖД, экономика, электробезопасность.

5. Перечень графического материала (с точным указанием обязательных чертежей)

1) Данные о тяговых трансформаторах подстанций участка Тарманчукан – Кимкан;

2) Мероприятия, направленные на продление срока эксплуатации тяговых трансформаторов;

3) Исходные данные к определению расходов электрической энергии по плечам питания подстанций

4) Методика определения токов обмоток трансформаторов;

5) Методика определения температуры наиболее нагретой точки обмоток и термического износа изоляции;

6) Результаты определения температуры наиболее нагретой точки обмоток и термического износа изоляции

7) Продление срока эксплуатации тяговых трансформаторов;

8) Оценка термического износа изоляции обмоток при новых схемах подключения.

6.Консультанты по ВКР (с указанием относящихся к ним разделов ВКР)

7. Дата выдачи задания 14 марта 2017 г.

Календарный план

выполнения выпускной квалификационной работы

Студент _____________________________________________

Руководитель ВКР ____________________________________

ОТЗЫВ РУКОВОДИТЕЛЯ

ABSTRACT

The object of study is traction transformers step-down substations of plot Tarmanchukan – Kimkan FER at the admission of trains of increased mass.

The aim of this work is the extension of the period of operation of traction transformers for the wear of winding insulation, development of new schemes of connection of the transformer to the external power network.

Calculations and analysis of parameters of electric traction system is made by using KORTES Complex calculations of power supply, Joint Stock Company Railway Research Institute (JSC «VNIIZhT»).

The resulting works are wiring diagrams of transformers, which reduced the intensity of wear of isolation of the most loaded winding. Produced technical and economic assessment of the proposed methodology, the issues of electrical safety and BC when running in a traction substation.

РЕФЕРАТ

91 с., 21 рис., 25 табл., 17 источников

ТЯГОВАЯ ПОДСТАНЦИЯ, ТЯГОВЫЙ ТРАНСФОРМАТОР, СРОК ЭКСПЛУАТАЦИИ, СНИЖЕНИЕ НЕРАВНОМЕРНОСТИ ИЗНОСА, СХЕМЫ ПОДКЛЮЧЕНИЯ, НАГРУЖЕННАЯ ОБМОТКА.

Объектом исследования является износ обмоток тяговых трансформаторов подстанций участка Тарманчукан – Кимкан ДВостЖД при пропуске поездов повышенной массы.

Предмет исследования – мероприятия, направленные на продление срока эксплуатации тяговых трансформаторов, по износу изоляции их обмоток.

Цель работы – продление срока эксплуатации тяговых трансформаторов по износу изоляции обмоток посредством подключения трансформаторов по новым схемам.

По результатам проделанной работы для продления срока эксплуатации тяговых трансформаторов рассматриваемых подстанций предложено подключать их по новым схемам, за счет которых достигается снижение интенсивности износа изоляции наиболее нагруженной обмотки. Выполнена технико-экономическая оценка предлагаемых технических решений, рассмотрены вопросы электробезопасности и безопасности жизнедеятельности.

СОДЕРЖАНИЕ

С.

ВВЕДЕНИЕ 9

1 АНАЛИЗ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ 11

2 ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОГРАММЫ РАСЧЕТА ПАРАМЕТРОВ СИСТЕМЫ ТЯГОВОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ 16

3 АНАЛИЗ МЕРОПРИЯТИЙ, НАПРАВЛЕННЫХ НА ПРОДЛЕНИЕ СРОКА ЭКСПЛУАТАЦИИ ТЯГОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ 21

3.1 Износ обмоток тяговых трансформаторов 21

3.2 Мероприятия продления срока эксплуатации трансформаторов 23

4 МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАИБОЛЕЕ НАГРУЖЕННЫХ ОБМОТОК ТЯГОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ 29

4.1 Определение потерь электроэнергии по питающим плечам подстанций 29

4.2 Определение температуры наиболее нагретых точек обмоток трансформаторов 40

5 ВЫБОР НОВЫХ СХЕМ ПОДКЛЮЧЕНИЯ ТЯГОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ 50

5.1 Анализ предлагаемой методики выбора схем подключения трансформаторов 50

5.2 Выбор новых схем подключения трансформаторов на подстанции Тарманчукан 50

5.3 Выбор новых схем подключения трансформаторов на подстанции Ядрин 53

5.4 Выбор новых схем подключения на подстанции Кимкан 56

6 ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРЕДЛАГАЕМОЙ МЕТОДИКИ ПОДКЛЮЧЕНИЯ ТРАНСФОРМАТОРОВ ПО НОВЫМ СХЕМАМ 61

6.1 Общие положения 61

6.2 Оценка стоимости потерь электроэнергии в процессе эксплуатации силовых трансформаторов 62

6.3 Оценка эксплуатационных расходов, возникающих в процессе эксплуатации силового трансформатора. 64

6.4 Выбор оптимального варианта 66

7 РАЗРАБОТКА МЕРОПРИЯТИЙ ПО БЕЗОПАСНОСТИ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ ПРИ РАБОТЕ НА ТЯГОВЫХ ПОДСТАНЦИЯХ 68

7.1 Анализ вредных и опасных производственных факторов 68

7.2 Электромагнитные поля промышленной частоты 71

7.3 Мероприятия по защите работающих от неблагоприятного влияния электромагнитных полей (ЭМП). 74

8 РАСЧЕТ НАПРЯЖЕННОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ, СОЗДАВАЕМОГО ВЫСОКОВОЛЬТНЫМИ ЛИНИЯМИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА 78

8.1 Влияние электрического поля воздушных линий электропередачи на человека 78

8.2 Расчет напряженности электрического поля высоковольтной линии переменного тока 10 кв. 82

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 88

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 90

ВВЕДЕНИЕ

Современные тенденции развития российской и мировой экономики ставят перед холдингом «РЖД» новые задачи, своевременное решение которых должно способствовать как ускорению социально-экономического развития Российской Федерации, и в частности Дальнего Востока, так и обеспечивать устойчивое развитие холдинга, повышение его глобальной конкурентоспособности, увеличение стоимости бизнеса.

По данным холдинга ОАО «РЖД» в 2016 году объем грузоперевозок составил 1222,3 млн. тонн. Из них около 32 млн. тонн приходится на Дальневосточную железную дорогу.

Эксплуатационная длина ДВостЖД составляет 5990,6 км, длина электрифицированных участков – 1483,6 км по состоянию на начало 2011 года. ДВостЖД включает в себя пять дистанций электроснабжения, 31 тяговую подстанцию.

Системы тягового электроснабжения образуют значительное количество электротехнических устройств, длительная эксплуатация которых без надлежащего и эффективного диагностирования технического состояния может привести к выходу их из строя и значительному экономическому ущербу. Для реализации диагностирования устройств тягового электроснабжения необходимы методики контроля и современные технические средства.

Наиболее дорогостоящим и ответственным оборудованием подстанций является тяговый трансформатор. Стоимость тягового трансформатора составляет более 50 % стоимости тяговой подстанции.