ДИПЛОМ ПЗ (1219114), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

ВВЕДЕНИЕ

Россия располагает значительными запасами энергетических ресурсов и мощным топливно-энергетическим комплексом, который является базой развития экономики, инструментом проведения внутренней и внешней политики. Роль страны на мировых энергетических рынках во многом определяет ее геополитическое влияние.

Энергетический сектор обеспечивает жизнедеятельность всех отраслей национального хозяйства, способствует консолидации субъектов Российской Федерации, во многом определяет формирование основных финансово-экономических показателей страны. Природные топливно-энергетические ресурсы, производственный, научно-технический и кадровый потенциал энергетического сектора экономики являются национальным достоянием России. Эффективное его использование создает необходимые предпосылки для вывода экономики страны на путь устойчивого развития, обеспечивающего рост благосостояния и повышение уровня жизни населения.

Технологические процессы любого производства в значительной мере зависят от качества электроэнергии. В общем случае низкое качество электроэнергии может быть охарактеризовано как любые изменения в энергоснабжении, приводящие к нарушениям нормального хода производственного процесса или к повреждению оборудования, трансформаторов, электродвигателей

Сети передачи и распределения электрической энергии являются одним из важнейших ключей к будущему. Качество электроэнергии в значительной степени связано с процессами ее передачи и распределения. Оно является критическим параметром для современного производства.

Развитие электрических сетей во всем мире, рост числа межсетевых соединений предъявляют новые требования к надежности, защищенности и в особенности к качеству управления энергопотоками. Для удовлетворения этих требований XXI века появляются современные средства, как на уровне проектов, так и на уровне готового оборудования.

Железнодорожный транспорт является неотъемлемой частью энергетики страны и составляет с ней единый технологически связанный комплекс,

взаимозаинтересованный в гармоничном развитии его обеих составляющих.

Анализ основных направлений развития топливно-энергетического комплекса, продиктованных «Энергетической стратегией России на период до 2020 года», с позиции прогноза обеспечения перспективных потребностей железнодорожного транспорта энергетическими ресурсами показывает, что:

- наиболее устойчивым энергоносителем как по объёмам, так и по динамике роста выработки в стране на ближайшую и отдалённую перспективы является электрическая энергия;

- жидкие топлива на нефтяной основе по объёмам производства будут находиться вплоть до 2020 года с возможным снижением их выработки из-за постепенного истощения природных запасов;

- наиболее близким и доступным энергоносителем (взамен дизельного топлива) является сжатый и сжиженный природный газ, объёмы производства которого в прогнозируемый период имеют удовлетворительную динамику;

- основой энергетической политики государства на прогнозируемый период является переход экономики России с энергорасточительного на энергосберегающий путь развития во всех сферах энергопотребления;

- в стационарной энергетике и особенно в теплоэнергетике будут развиваться тенденции перехода к локальным источникам энергии с использованием в значительной мере местных энергоносителей, что весьма важно для ориентации путей развития стационарной железнодорожной теплоэнергетики

23 ноября 2009 года вступил в силу Федеральный закон № 261-ФЗ, об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности. Целью настоящего Федерального закона является создание правовых, экономических и организационных основ стимулирования энергосбережения и повышения энергетической эффективности.

Уже с 2011 года ведены ограничения на потребление электрической энергии в цепях переменного тока в целях освещения, с заменой на более совершенные приборы с меньшей потребляемой мощностью.

Так же всем организациям необходимо предоставить предложения об оснащении объектов приборами учета используемых энергетических ресурсов, снабжение которыми осуществляют эти организации.

Целью дипломного проектирования является анализ влияния потерь напряжения на надежное электроснабжение устройств сигнализации, централизации и блокировки (СЦБ) и использование накопленных знаний для проектирования надежного электроснабжения. В данном дипломном проекте разрабатываются мероприятия по снижению потерь напряжения на высоковольтных линиях и устройствах СЦБ. Большое внимание уделено внедрению новейших разработок в системе электроснабжения и обеспечения качества электрической энергии.

В ходе работы над дипломным проектом произведен расчет потерь напряжения и электрической энергии, произведен расчет токов короткого замыкания в линии автоблокировки и продольного электроснабжения, произведен выбор и проверка шунтирующего реактора, разработан проект модернизации линии автоблокировки, сделано технико-экономическое обоснование модернизации, разработаны мероприятия по безопасности жизнедеятельности при работах на высоковольтных линиях, рассмотрен вопрос защиты от опасных излучений и электробезопасности.

1 АНАЛИЗ РАБОТЫ УСТРОЙСТВ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ СЦБ ХАБАРОВСКОЙ ДИСТАНЦИИ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

1.1 Устройство и назначение линии автоблокировки

Система электроснабжения нетяговых потребителей железнодорожного транспорта включает в себя пункты питания, воздушные линии, линейное оборудование. Линии продольного электроснабжения (ПЭС) и высоковольтная линия устройств сигнализации, централизации и блокировки (ВЛ СЦБ) должны быть секционированы разъединителями с моторными приводами в горловинах железнодорожных станций и в районе постов электрической централизации (ЭЦ) и домов связи, а также выключателями на понизительных подстанциях.

Схемы питания высоковольтных линий автоблокировки строят в зависимости от системы электроснабжения и степени надежности пунктов питания. Каждая сигнальная точка получает двустороннее питание от двух независимых друг от друга источников энергии.

При монтаже ВЛ СЦБ, ВЛ ПЭ на всем их протяжении должна соблюдаться транспозиция проводов. Полный цикл транспозиции имеет длину 9км, провода меняются местами через каждые 3км. При этом кабельные вставки не учитываются. На линии длиной менее 3км транспозиция проводов не производится.

В качестве понижающих трансформаторов для питания перегонных и станционных устройств СЦБ и связи и других нагрузок, присоединяемых к ВЛ СЦБ, ВЛ ПЭ применяются однофазные и трехфазные трансформаторы соответствующего типа, мощности и напряжения согласно утвержденным нормам и техническим требованиям.

Жесткие требования к устройствам внешнего электроснабжения предъявляют не только по количеству, независимости источников питания и времени перехода на резерв и с резерва, но и по уровню напряжения переменного тока основного и резервного питания на вводах релейных шкафов перегонных устройств автоблокировки и шинах вводных панелей постов ЭЦ. Номинальное напряжение переменного тока на устройствах СЦБ и связи должно быть 110, 220, 380В. Отклонения от указанных величин номинального напряжения допускаются в сторону уменьшения не более 10 %, а в сторону увеличения — не более 5 %.

Устройства автоблокировки получают питание от специальной высоковольтной линии переменного тока, расположенной вдоль железнодорожных путей. Напряжение в ней (6 или 10 кВ) выбирают в зависимости от мощности, потребляемой устройствами автоблокировки, расстояния между пунктами питания, условий подключения линий к тяговым подстанциям на электрифицированных участках, от степени влияния на линии связи и других причин. На участках с электрической тягой, как правило, применяют напряжение 10 кВ, так как это позволяет просто подключаться к тяговым подстанциям, где на шинах распределительных устройств также применяют напряжение 10 кВ. Высоковольтные линии автоблокировки выполняют трехфазными и, как правило, воздушными.

При электротяге переменного тока устройства автоблокировки с рельсовыми цепями (РЦ) частотой 25 Гц могут получать питание от высоковольтного провода, расположенного на опорах контактной сети напряжением 27, 5 кВ. В этом случае обратным проводом являются рельсы. Сигнальный ток частотой 25 Гц для питания РЦ получают от преобразователя частоты.

В случае выхода из строя основного источника питания (линии) устройства получают питание от резервного. Совокупность основных и резервных устройств электроснабжения определяет систему электропитания.

Рисунок 1.1  Схемы питания высоковольтной линии автоблокировки

В зависимости от надежности внешнего электроснабжения применяют две системы электропитания — смешанную и систему питания переменным током. При смешанной системе устройства автоблокировки получают энергию по высоковольтной линии, а при ее выключении — от аккумуляторных батарей. Эту систему используют на некоторых участках без электротяги, оборудованных автоблокировкой с импульсными РЦ постоянного тока. В системе питания переменным током устройства автоблокировки получают энергию только по высоковольтным линиям. Эту систему используют на участках, оборудованных автоблокировкой с РЦ переменного тока. Обе системы электроснабжения обеспечивают бесперебойное и надежное питание электроэнергией каждой сигнальной точки.

Схемы питания высоковольтных линий автоблокировки строят в зависимости от системы электроснабжения и степени надежности пунктов питания. Каждая сигнальная точка получает двустороннее питание от двух независимых друг от друга источников энергии.

В смешанной системе (рисунок 1.1, а) максимальное расстояние между двумя смежными пунктами питания устанавливают таким, чтобы падение напряжения в линии при максимальной нагрузке не превышало 10 %.

На участках без электротяги высоковольтные линии автоблокировки получают питание от всех имеющихся на участке источников электроэнергии достаточной мощности, а на участках с электротягой  от всех тяговых подстанций. В этом случае допускается изменение напряжения источника питания на (5  10) % номинального значения.

На электрифицированных участках высоковольтные линии под­ключаются к тяговым подстанциям (рисунок 1.1, б). Во избежание перебоев действия автоблокировки при повреждениях линии или ремонте предусматривают резервную высоковольтную линию.

На рисунке 1.2 цифрами пронумерованы: 1 – сигнальные точки; 2 – трансформатор типа ОМ; 3 – высоковольтный предохранитель; 4 – разъединитель; 5 – высоковольтная линия; 6 – высоковольтный масляный выключатель; 7 – повысительный трансформатор 0,23 (0,4)/6,3 (10,5); 8 – измерительные трансформаторы тока; 9 – автоматический выключатель; 10 и 11 – шины собственных нужд тяговой подстанции; 12 – ограничитель перенапряжения; 13 – кабельная вставка; 14 – пост секционирования; 15 - резервный трансформатор; 16 – резервная высоковольтная линия.

На электрифицированном участке применяют трехпроводную, трехфазную линию напряжением 6 и 10 кВ с изолированной нейтралью. Различают четыре основные схемы питания (рисунок 1.2): консольная, встречноконсольная, консольная с двумя линейными трансформаторами и консольная с резервной линией. При консольной схеме (рисунок 1.2, а) напряжение в высоковольтную линию автоблокировки подается от тяговой или ближайшей трансформаторной подстанции. Расстояние между смежными пунктами обычно не превышает 50 км. Линия секционируется при помощи разъединителей. Из двух смежных пунктов питания основной включен, а резервный  только при отключении основного или при ремонтных работах на линии. При встречноконсольной схеме питания (рисунок 1.2, б) предусмотрен нормально отключенный пост секционирования в середине фидерной зоны. Для повышения надежности электроснабжения и проведения плановых ремонтов иногда устанавливают резервный трансформатор возле каждого сигнального устройства. В качестве резервной применяют линию 6 или 10 кВ (рисунок 1.2, в), подвешенную на самостоятельных опорах или опорах контактной сети.

Рисунок 1.2  Схемы питания устройств

автоблокировки переменного тока

Надежность электроснабжения потребителей сигнализации централизации и блокировки в значительной мере зависит от технического состояния и уровня эксплуатации воздушных линий, по которым мощность подается от основных и резервных пунктов питания к линейным. От линейных пунктов напряжение поступает в устройства сигнализации централизации и блокировки, его распределением и обслуживанием занимаются работники службы сигнализации и связи.

На высоковольтные линии и линейные пункты приходится от 56 до 76,9% доли отказов, на высоковольтные линии - от 38,4 до 54,6%. При интенсивном увеличении протяженности этих линий и движения поездов появилась необходимость повышения уровня технического состояния и эксплуатации отдельных элементов и линий в целом.

Трасса воздушной линии сигнализации централизации и блокировки должна проходить по свободной от линии связи стороне железнодорожного полотна, при наличии линии связи с обеих сторон полотна; предпочтение отдают той стороне, где расположена линия связи министерства путей сообщений. Конструктивное выполнение и габариты линии в основном определяют климатическими условиями района и характеристикой местности по населенности, где она проходит.

В зависимости от климатических условий района по гололеду проектируют следующие типы воздушной линии сигнализации централизации и блокировки: нормальный (Н) – толщина стенки льда на проводе не превышает 10 мм; усиленный; (У) – толщина стенки льда достигает 15 мм; особо усиленный (ОУ) – толщина стенки льда достигает 20 мм. В районах, где гололед имеет толщину стенки более 20 мм, требует составление специального проекта с разработкой нетиповых конструкций.

В типовом проекте (3,501-13 №624/I) унифицированные железобетонные опоры высоковольтно – сигнальных линий автоблокировки напряжением 6 (10) кВ предусмотрительно собирают из железобетонных центрифугированных стоек типов 170/10–2Ж–В и 170/11–2Ж–В (длиной 10 и 11 м соответственно) и коробчатых стоек типов (К10–2–В) и (К11–2–В). Стойки обоих типов, изготавливают из бетона с предварительным натяжением арматуры из высокопрочной проволоки диаметром 4 мм – центрифугированных и 5мм – коробчатых.

Наряду с железобетонными стойками Минтрансстроя могут применяться железобетонные стойки типа СВб–2,5–110 Минэнерго, которые изготавливают из вибрационного предварительно напряженного железобетона. Железобетонные опоры, устанавливаемые в населенной местности должны иметь защитное заземление. Например: территории городов, поселков, железнодорожных станций, деревень, промышленных и сельскохозяйственных предприятий, портов, пристаней, парков, бульваров и пляжей.

Железобетонные опоры воздушных линий сигнализации централизации и блокировки, расположенные в ненаселенной местности, заземляют, когда емкостные токи замыкания на землю превышают 5 А. Релейная защита фидеров от однофазных замыканий на землю, в этом случае, может действовать на сигнал. Во всех остальных случаях производить заземление опор воздушных линий сигнализации централизации и блокировки в ненаселенной местности не требуется, но при емкостных токах более 5 А, должна действовать на отключение этих фидеров.

Сопротивление заземляющих устройств опор в летнее время в грунтах с удельным сопротивлением  до 100 Ом ∙ м – должно быть не более 30 Ом, а в грунтах с  выше 100 Ом ∙ м – не более 0,3 Ом. В фундаментной части стоек на расстоянии 2,2 м выполняется гидроизоляционное покрытие.

Характеристики

Список файлов ВКР