Сливка А.В. (Разработка мероприятий по повышению надёжности работы устройств электроснабжения СЦБ на участке Хабаровск II - Дормидонтовка), страница 3

Из-за повреждений устройств электроснабжения СЦБ и асимметрии тягового тока следуют случаи перекрытия разрешающего показания сигналов на запрещающее.

На электрифицированных железных дорогах можно выделить следующие виды асимметрии: [6]

• емкостную, обусловленную неодинаковым расположением рельсов по отношению к поверхности земли;

• проводимостей изоляции рельсовых нитей;

• активных сопротивлений, определяемую материалом рельсов, их состоянием (коррозия, износ), стыковыми соединителями;

• индуктивных сопротивлений, зависящую от материала рельсов и соединителей, их однородности, типа грунта.

Емкостная асимметрия вследствие низкой изоляции рельсовых нитей незначительна, и ее влияние можно не учитывать. Асимметрия активных и индуктивных сопротивлений может быть объединена в один вид — продольную асимметрию. Асимметрия проводимостей изоляции получила название поперечной. Оба вида асимметрии (продольная и поперечная) определяются первичными параметрами рельсовой цепи и техническим обслуживанием рельсовой линии. Установлено, что продольная и поперечная асимметрии сложным образом воздействуют на вторичные параметры рельсовой линии.

Влияние тягового тока на аппаратуру рельсовых цепей всегда связано с непрерывным распределением тягового тока между двумя рельсами. Причинами неравномерного распределения тягового тока является продольная и поперечная асимметрия рельсовой линии.

Поперечная асимметрия, или асимметрия по утечкам, является, как правило, следствием присоединения к одной из тяговых нитей заземлений контактных опор и других металлических сооружений. Поперечная асимметрия ограничивается правилами заземления устройств, в соответствии с которыми к рельсу двухниточных рельсовых цепей не допускается непосредственное подключение индивидуальных заземлений с сопротивлением менее 100 Ом, а также групповых заземлений с сопротивлением менее 6 Ом·км. Если конструкции имеют сопротивления заземления меньше нормативных значений, то их должны подключать к рельсу через искровые промежутки.

Продольная асимметрия, или асимметрия по сопротивлению, возникает из-за нарушения целостности одного или нескольких стыковых соединителей на одной из рельсовых нитей. Продольное сопротивление рельсовой нити с поврежденными соединителями возрастает, и по ней протекает меньший ток, чем по другой нити. В то же время следует иметь в виду, что в стыках со стыковыми соединителями существует резервный элемент в виде рельсовой накладки. Сопротивление цепи тяговому току через накладки на порядок меньше сопротивления медного рельсового соединителя в случае нормальной затяжки болтов накладок. Продольная асимметрия может возникнуть и при разности сопротивлений короткой и длинной дроссельных перемычек, особенно в коротких рельсовых цепях.

Оба типа асимметрии могут присутствовать в каждой рельсовой цепи или одна из них будет преобладать в зависимости от условий эксплуатации.

По статистике данных за 5 лет с 2012 года случаи перекрытия разрешающего показания сигналов на запрещающее не снизилось.

Рисунок 1.2 – Диаграмма перекрытия показания сигналов из-за повреждений устройств электроснабжения СЦБ

1.4 Подробный статистический анализ отказов устройств электроснабжения СЦБ

Подробный статистический анализ будет проводиться с помощью диаграмм Парето. Диаграмма Парето — это инструмент, позволяющий распределить усилия для разрешения возникающих проблем и выявить основные причины, с которых нужно начинать действовать. Используя диаграмму Парето можно разделить факторы, влияющие на возникшую проблему, на важные и несущественные для распределения усилий по ее решению.

Сама диаграмма является разновидностью столбчатого графика с кумулятивной кривой, в которой факторы распределены в порядке уменьшения значимости (силы влияния на объект анализа).

В основе диаграммы Парето лежит принцип 80/20, согласно которому 20 % причин приводят к 80 % проблем.

В повседневной деятельности по контролю и управлению качеством по­стоянно возникают всевозможные проблемы, связанные, например, с появ­лением брака, неполадками оборудования.

Различают два вида диаграмм Парето:

• Диаграмма Парето по результатам деятельности - предназначена для выявления главной проблемы и отра­жает следующие нежелательные результаты деятельности.

• Диаграмма Парето по причинам - эта диаграмма отражает причины проблем, возникающих в ходе произ­водства, и используется для выявления главной из них.[23]

Для выявления проблемы путем со­ставления диаграммы Парето по результатам важно определить причины воз­никновения проблемы, чтобы решить ее. Поэтому, если необходимы улучшения, важно составить диаграмму Парето по причинам, представлена на рисунке 1.3-1.8.

Рисунок 1.3 – Диаграмма отказов по видам устройств за 2012 год

Рисунок 1.4 – Диаграмма отказов по видам устройств за 2013 год

Рисунок 1.5 – Диаграмма отказов по видам устройств за 2014 год

Рисунок 1.6 – Диаграмма отказов по видам устройств за 2015 год

Рисунок 1.7 – Диаграмма отказов по видам устройств за 2016 год

Рисунок 1.8 – Диаграмма отказов по видам устройств за последние 5 лет

Подробный статистический анализ отказов за 5 лет показал, что основными причинами отказов СЦБ являются устройства электроснабжения, находящие в эксплуатации дистанции. Изучая диаграмму отказов за последние 5 лет (рисунок 1.8) сделать заключение о том, что наибольшее число нарушений нормальной работы устройств приходиться на изоляторы опор ВЛ СЦБ, линейных трансформаторов ОМ - 0,63 (1,25), провода опор СЦБ, высоковольтные предохранители и кабельные линии. Также значительную роль играют отказы по неизвестным или неустановленным причинам, по вине обслуживающего персонала и т.д.

Так, как всё вышеперечисленное находиться в области принятия первоначальных мер, основные мероприятия по повышению надёжности нормальной работы будут направленны преимущественно на данные устройства. Так же считаю нужным применить мероприятия по повышению надёжности и к другим устройствам линейных пунктов питания устройств СЦБ, для обеспечения повышения надёжности всей системы в целом.

Для чёткой работы устройств автоматики и телемеханики железнодорожного транспорта необходимо надёжное и непрерывное электроснабжение, так как основная часть устройств относиться к потребителям I категории. Нарушения работы данных устройств могут пагубно повлиять на поездное движение по данному участку, а следовательно нанести большой экономический ущерб из за простоев поездов и затрат на устранения неполадок.

Для нормальной и надежной работы устройств электроснабжения СЦБ требуется постоянный контроль за качеством электроэнергии в сети. Так же необходимо присутствие номинального напряжения на их вводах и выполнение полного объема планово-профилактических и восстановительных работ в соответствии с Инструкцией по техническому обслуживанию и ремонту устройств электроснабжения СЦБ (ЦЭ-881). [7]

2. РАСЕЧЁТ ПАРАМЕТРОВ ВЛ СЦБ НА УЧАСТКЕ

ХАБАРОВСК II - ДОРМИДОНТОВКА

Расчет параметров в ВЛ СЦБ можно производить при помощи модели, а также при помощи расчетных формул. Произведем электрический расчет вручную и сравним полученные результаты с результатами моделирования. Одна из основных задач электрического расчета - определение потери напряжения. Расчет потери напряжения производится в линии СЦБ. Потери напряжения определяются для случая одностороннего питания линии от одного пункта до смежного с ним другого пункта питания.В случае превышения допустимых потерь напряжения (10 %) решается вопрос о замене проводов, установке компенсирующих устройств, необходимости повысить (с 6 до 10 кВ) или понизить (с 10 на 6 кВ) номинальное напряжение в линии.

Обычно расчет сетей со стальными проводами, сопротивление которых зависит от протекаемого по ним тока, выполняют в следующей последовательности : определяют расчетные токи участков линии между нагрузками и для заданной марки и сечения провода находят сопротивления; затем определяют потери напряжения на каждом участке линии и суммируют их[5]. Сложность расчета трехфазной высоковольтной линии СЦБ указанным способом объясняется тем, что нагрузка на линии, как правило, подсоединяется к двум фазам, а количество подсоединенных трансформаторов может достигать 40-60 на участке 50 км. Для упрощения расчетов принимаются следующие допущения. В связи с большим количеством однофазных трансформаторов, которые практически равномерно распределены по всем фазам, нагрузка трансформаторов условно принимается трехфазной. Кроме того, допускается, что суммарная нагрузка перегонов приложена в середине. При этих допущениях погрешность в расчетах не превышает 5-10 %. Для неразветвленной линии питающей несколько нагрузок (рисунок 2.1) p и q активные и реактивные нагрузки потребителей соответственно, а мощности, протекающие по участкам P и Q.

Рисунок 2.1­ ­­­­­­– Магистраль, питающая несколько нагрузок

Так как по рассматриваемому участку протекают токи всех нагрузок, расположенных справа от него до конца линии, получаем, что без учета потери мощности в линии[1]:

; . (2.1)

Падение напряжения от пункта питания А до крайней нагрузки n найдем, вычислив его продольную и поперечную составляющие:

, (2.2)

. (2.3)

Поперечная составляющая падения напряжения намного меньше продольной составляющей ΔU, поэтому в расчете ей пренебрегают. ΔU и будет являться искомой величиной потерь напряжения. В частном случае, когда магистраль выполнена либо в виде воздушной, либо в виде кабельной линии одной площади сечения, формулу 2.3 можно записать:

, (2.4)

где и  активное реактивное сопротивления единицы длины линии; lk- длина участка линии.

Учитываемую при двух методах расчета зарядную ( емкостную ) мощность линии прикладывают к середине перегона (для воздушной линии) или кабеля. Емкостная мощность , кВАр высоковольтной линии определяется по формуле:

, (2.5)

где – удельная емкостная мощность линии, кВАр; l – длина линии (перегона), км.

Значение емкостной (зарядной) мощности воздушной и кабельной линии учитывают как реактивную составляющую Q, кВАр и в формулу (2.4) подставляют со знаком “минус “.

2.1 Расчет потерь напряжения в линии СЦБ

Определим потери напряжения в воздушной линии СЦБ напряжением 10 кВ от района Хабаровск II. Основное питание линии СЦБ на участке Хабаровск II – Кругликово осуществляется от подстанции Кругликово. Со стороны Хабаровска питание осуществляется от ТП - 34. Воздушная линия СЦБ выполнена проводом марки АС35. Нагрузка линии с учетом нагрузки промежуточных станций на 1 км: 0,9 ( ). Реактивную составляющую удельной нагрузки найдем по формуле:

, (2.6)