МАГИСТЕРСКАЯ ДИССЕРТАЦИЯ 16.06.17 (1196170), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Кроме того, ООО «НИИЭФА – ЭНЕРГО» в инициативном порядке выполнена модернизация программного обеспечения устройства цифровой защиты ЦЗА – 27,5, модернизированный образец которого также направлен в опытную эксплуатацию на Горьковскую железную дорогу.
2. разрабатываемые технические решения на отдельных тяговых подстанциях Горьковской дороги, по показателям надёжности не удовлетворяют требованиям ОАО «РЖД».
Кардинальное решение этих проблем может быть достигнуто только на основе создания комплекта укрупнённых функциональных блоков полной заводской готовности, позволяющего путём агрегатирования соответствующих разновидностей блоков реализовать все требуемые типы подстанций и, в то же время, учесть особенности конкретных требований в каждом отдельном случае
Кроме того, конструктивное исполнение устройств защиты, автоматики должно обеспечивать простоту реконструкций действующих подстанций. Габаритные размеры новых устройств не должны превосходить соответствующие размеры устройств, раннее выполнявших те же функции, новые устройства должны обеспечить работу присоединений, как под управлением традиционных систем телемеханики, так и в составе автоматизированной системы управления технологическими процессами на подстанции. Все перечисленные требования могут быть выполнены путём использования микропроцессорных интеллектуальных терминалов, которые выполняют на конкретном присоединении все функции управления, автоматики, диагностики, сигнализации и измерений, а также функции, защиты и автоматики более высоких уровней.
Микропроцессорные интеллектуальные терминалы присоединений являются адекватным средством реализации минимального объёма процедур технического обслуживания, а также обеспечивающие максимальную автоматизацию при оперативных переключениях, которая достигается путём создания автоматизированных систем управления (АСУ) технологическими процессами.
Опыт создания и эксплуатации систем защит тягового электроснабжения показывает [7], что для реализации таких требований необходимо: обеспечить автономную работу каждого из присоединений независимо от работоспособности других присоединений и цепей общеподстанционного управления; минимизировать число самых ненадёжных из элементов вторичных цепей присоединения – электрических контактов; минимизировать число проводов между различными присоединениями, являющихся источниками электрических и электромагнитных помех, потенциальными путями проникновения высокого напряжения во вторичные цепи, а также потенциальными путями распространения пожара; обеспечить возможность использования единого структурно – функционального средства повышения надёжности – постоянной диагностики всех элементов присоединений без выведения из работы.
В части реализации функций защиты и автоматики должны быть обеспечены [7] : наличие не менее двух групп уставок для нормального и вынужденного режима с возможностью их переключения по телеуправлению без отключения защит; формирование аварийного и предупредительного сигналов, а также сигнала контроля оперативных цепей; приём сигналов от внешних защит и отключение по этим сигналам без выдержки времени; приём и передача сигналов телесигнализации, телеуправления и телеизмерений; индикация состояния присоединений положение всех коммутационных аппаратов, а также фактов срабатывания отдельных ступеней защит и функций автоматики; расчёт выработанного ресурса выключателя в соответствии с регламентными для конкретного типа выключателя данными по его коммутационной стойкости; непрерывный самоконтроль целостности цепей и исправного состояния защиты и автоматики, начиная от вторичных обмоток измерительных трансформаторов и заканчивая цепями отключения выходных элементов; запоминание и хранение в энергонезависимой памяти параметров аварийных событий и их временной привязкой; синхронизацией встроенных часов терминала с «диспетчерским» временем по каналам телемеханики; структура АСУ должна соответствовать структуре объекта управления – функционально – блочной подстанции, т.е. быть распределённой, реализуемой на полнофункциональных терминалах, встроенных в соответствующие присоединения и соединяемых с центральным контроллером подстанции последовательным каналом с интерфейсом RC – 485, USB [12].
1.2 Современные схематические решения
Современные схематические решения защит и коммутационная аппаратура позволяют выполнить селективную и быстродействующую защиту фидеров контактной сети двухпутного участка.
Так ВННИЖТом была разработана принципиальная схема защиты ФКС: «Селективная и быстродействующая защита тяговой сети переменного тока с применением так называемых поперечных связей защит двух смежных ФКС двухпутного участка» [3].
Указанные мероприятия возможно выполнить в интеллектуальном терминале ЦЗА – ФКС разработки «НИИЭФА – ЭНЕРГО», и блоке микропроцессорном релейной защите БМРЗ – ФКС разработки НТЦ «Механотроника».
На основании проекта Концепции обновления тяговых подстанций Российских железных дорог от 2004 г. частично реализован проект замены, морально устаревших защит фидеров контактной сети на базе ШКР на участке Хабаровской дистанции электроснабжения.
Так на тяговой подстанции Ин произведено перевооружение защит на интеллектуальные терминалы ЦЗА – 27,5 – ФКС. А на тяговой подстанции Кругликово установлены комплекты БМРЗ – ФКС – 27,5.
1.3 Анализ целевых показателей перевозок на железнодорожном транспорте
В настоящее время филиал ОАО «РЖД» Дальневосточная железная дорога выполняет государственную задачу по обеспечению перевозок грузов в условиях существенных ограничений. Внутренние перевозки значительно снижены, основные перевозки экспортно-сырьевой направленности выполняются в направлении морских портов Северо-Запада, Юга и Дальнего Востока", - отметил начальник Дальневосточной железной дороги – филиал ОАО «РЖД» Николай Маклыгин. По его словам, за последние восемь лет доля ДВЖД в общих объемах экспортных перевозок на сети выросла в 1,6 раза, а к 2020 году ожидается рост в 1,7 раза [9]. В таблице 1 представлены целевые показатели перевозок ОАО «РЖД», ожидаемые к 2020 году [11].
Таблица 1.1 - Целевые показатели размеров движения сквозных грузовых поездов массой 7100 тонн на направлении Кузбасс – Дальний Восток до 2020 года*
| Наименование участка | Количество грузовых поездов по годам, шт. | |||
| 2017 г. | 2018 г. | 2019 г. | 2020 г. | |
| Инская – Мариинск | 5 | 6 | 6 | 12 |
| Мариинск – Тайшет | 5 | 6 | 6 | 12 |
| Междуреченск – Тайшет | - | 1 | 3 | 8 |
| Тайшет – Карымская | 5 | 7 | 9 | 20 |
| Карымская – Хабаровск | 5 | 7 | 9 | 20 |
| Хабаровск – Смоляниново | 5 | 7 | 9 | 20 |
*в соответствии с обеспечением пропуска сквозных поездов от точек зарождения грузопотока (Кузбасс) до точек погашения (порты Приморья), с учетом реализации мероприятий инвестиционных проектов развития Восточного полигона до 2020 года.
Рисунок 1.1 Рост интенсивности перевозок с 2001 по 2017 года.
В условиях повышения требований к обеспечению перевозочного процесса возрастает роль системы тягового электроснабжения (СТЭ). Система тягового электроснабжения является жизненно важной системой для электрифицированных железных дорог, т.к. обеспечивает не только работу локомотивов, но и функционирование систем, обеспечивающих безопасность движения поездов (сигнализация и автоблокировка). В свою очередь в работе системы тягового электроснабжения огромную роль играет релейная защита. Релейная защита – это комплекс автоматических устройств, предназначенных для быстрого выявления повреждённых элементов и отделения их от общей системы электроснабжения. Задача релейной защиты, в первую очередь, заключается в обеспечении быстрого отключения повреждения, возникающего в электрической сети, и недопущение его развития.
Вывод: Однако, в процессе эксплуатации блоков защит на Хабаровской дистанции электроснабжения ДВЖД выявился ряд замечаний по применению ЦЗА – 27,5 – ФКС, а также существенных функциональных недоработок по блокам защит ЦЗА – 27,5. Частые отказы ЦЗА – 27,5 вызванные сбоем программ, отказом блоков управления и блоков питания сопровождавшиеся ложными отключениями выключателей устройств тягового электроснабжения на Хабаровской дистанции отражены в приложении к телеграмме ЦЭ №3/18 от 01 октября 2010г, и послужили поводом обратить внимание на отзыв о применение микропроцессорных блоков ЦЗА по другим дорогам, так в частности в протоколе совещания в Департаменте электрификации и электроснабжения № ЦЭТ – 5/24 от 13 октября 2009г «О внедрении, эффективности использования и опыте эксплуатации устройств цифровой защиты и автоматики ЦЗА» отмечается, что положение дел с эффективностью использования устройств ЦЗА неудовлетворительное и рекомендует изготовителю НИИЭФА – ЭНЕРГО, в связи с обоснованной частью замечаний железных дорог, рассмотреть предложения служб электрификации и электроснабжения Московской (письмо от 13 сентября 2009г.) и Куйбышевской (письмо от 13 сентября 2009г.) железных дорог, а также предложения, высказанные устно в ходе совещания, и представить на рассмотрение Департамента проект решения по совершенствованию устройств защит, протокол подписан главным инженером Департамента В.В. Ханановым.
Раннее 09 апреля 2009г Департаментом электрификации и электроснабжения разработано техническое указание «О мерах по повышению надёжности устройств цифровой защиты и автоматики ЦЗА – 27,5» предписывающее организовать работу по демонтажу электрического соединения между экраном связного кабеля и клеммой, клеммника RS – 485 блоков БЗА устройств, указания подписано начальником Департамента А. А. Федотовым.
Имеющаяся информация, собранная по сети дорог, даёт право признать, что проблема ложных срабатываний устройств релейной защиты существует и в рамках выпускной квалификационной работы выполнить анализ эксплуатации микропроцессорных защит с дальнейшим сравнением их характеристик и определением обоснованности их применения без дополнительной модернизации.
-
СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ В РОССИИ
Прогресс в развитии электромеханических реле был полностью остановлен 35–40 лет назад в связи с тем, что все усилия разработчиков были направлены на создание электронных, а затем и микропроцессорных релейных защит. И дело здесь в том, что затраты на полностью роботизированное производство МУРЗ, включая автоматическое тестирование готовых устройство, из дешевых электронных комплектующих высокой степени интеграции более выгодно в сравнение с затратами на производство и ручную сборку из высокоточных механических элементов электромеханических реле, при том, что продажная стоимость МУРЗ остается очень высокой [8].
Внедрение релейной защиты, выполненной на микропроцессорной базе (МП РЗА), обусловлено следующими основными преимуществами МП РЗА по сравнению с устройствами РЗА на электромеханической и микроэлектронной базе:
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
