ДП ПЗ (1226667), страница 8

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

Текст из файла (страница 8)

Возможности современной схемотехники в области силовых преобразователей реализованы в УБП серии SG в максимальной степени – они имеют выходной коэффициент мощности, равный 1, при этом отсутствует снижение выходной мощности при работе на емкостную нагрузку. Таким образом, устройства бесперебойного питания SG обеспечивают максимально эффективное использование электроэнергии при любых типах нагрузки. А поскольку выпрямитель имеет режим плавного старта и минимальные искажения потребляемого от сети или резервного источника электроэнергии тока, пользователь может получить существенную экономию, выбрав минимальную мощность резервного ДГУ и не завышая сечения входных кабельных линий и номиналы защитных автоматов.

Шкаф УБП предусматривает только фронтальный доступ при любых действиях с ним, а его компактные размеры упрощают выбор места для установки. Устройство стандартно оснащено встроенным контактором защиты от обратного тока (что повышает безопасность обслуживающего персонала) и рубильником ручного байпаса.

Отличные статические и динамические характеристики инвертора, возможность легкой интеграции в различные системы дистанционного контроля, дружественный интерфейс на базе графического ЖК-экрана с поддержкой русского языка, современный внешний вид – все это, безусловно, будет способствовать широкому применению УБП SG в системах электропитания ЖАТ.

2.14 Химические источники тока применяемые в УБП

Химические источники тока (ХИТ) используются в качестве автономных источников электропитания во всех областях техники. Они разработаны и промышленно производятся в разном конструктивном исполнении и имеют широкий диапазон емкостей. Несколько десятков электрохимических систем (ХИТ) удовлетворяют практически любым условиям эксплуатации. Источник тока выбирается с учетом режимов и условий эксплуатации, а также уровня требований, предъявляемых к аппаратуре, в составе которой они будут применятся. Поэтому должны рассматриваться как технические (электрические и эксплуатационные) характеристики химических источников тока, так и экономическая целесообразность их использования в конкретных условиях.

В последнее время в железнодорожной автоматике широко начали широко применять так называемые герметичные свинцово-кислотные аккумуляторы. Хотя герметичными их можно назвать условно, так как они снабжены тарированным клапаном. Сегодня строго герметичными изготовляются литий-ионные, никель-кадмиевые и ряд других аккумуляторов. Поэтому специалисты предпочитают называть свинцово-кислотные аккумуляторы герметизированными. Продолжительность эксплуатации этих аккумуляторов во многом зависит от грамотной сборки на их основе аккумуляторной батареи и правильной ее эксплуатации.

Герметизированные химические источники тока весьма чувствительны к перезаряду и глубокому разряду, которые приводят к интенсивному газообразованию и соответственно сбросу избыточного давления через тарированный клапан. Эти режимы вызывают усушку гелеевого электролита, а в конечном счете деградацию батареи и сокращение ее срока службы.

Применяемые в железнодорожной автоматике панели питания в силу технических особенностей не позволяют исключить режимы перезаряда и глубокого разряда батареи. К тому же производитель не может обеспечить абсолютную идентичность изготавливаемых аккумуляторов. Собранные в батареи элементы с пониженной емкостью начинают перезаряжаться, поскольку имеющая аппаратура контролирует только общее напряжение батареи. Выход из строя одного элемента увеличивает нагрузку на оставшихся, что приводит к лавинному прочесу и в конечном счете выходу из строя всей батареи. Поэтому необходим тщательный подбор аккумуляторов, включаемых в батарею, и контроль каждого элемента в процессе эксплуатации.

Система контроля продукции в аккумуляторных компаниях как отечественных, так и зарубежных, организована так, что отбраковываются только некондиционные изделия. Информация о возможном разбросе характеристик аккумуляторов в партии источников тока одного типа обычно отсутствует и может быть получена только при входном контроле у потребителя.

Задача сортировки аккумуляторов возникает также и при сборке батарей с большим рабочим напряжением. Быстрая оценка качества отдельных аккумуляторов позволяет решить вопрос производства батарей, эксплуатационные характеристики которых не хуже гарантированных характеристик самих аккумуляторов. Понятно, что для этой цели должны использоваться методы диагностики с минимальной потерей энергии.

Если батарея работает как накопитель энергии в системах бесперебойного питания, необходим мониторинг текущих характеристик, составляющих батарею источников тока, чтобы в любой момент можно было предсказать способность всей системы обеспечить выполнение требуемых функций.

При рассмотрении вопросов, связанных с возможностью экспресс-диагностики химических источников тока, приходится сталкиваться с тремя проблемами. Используемые параметры источников тока не позволяют с достаточной точностью обеспечить оценку их состояния. При этом отсутствует надежная информация о количественной мере этих параметров и статическом их разбросе в партиях однотипных химических источниках тока. К тому же при тестировании применяют достаточно простую аппаратуру. Для диагностики герметичных (герметизированных) источников тока используются одни и те же электрические характеристики: напряжение разомкнутой цепи (НРЦ) под нагрузкой, внутреннее сопротивление, реакция на специфический сигнал, более четко проявляющий влияние составляющий влияние составляющих полного сопротивления.

Срок службы свинцово-кислотных химических источников тока ограничивается постепенным снижением емкости. В большинстве случаев это связанно с деградацией положительного электрода- коррозией его решеток при работе в буферном режиме. Также в процессе эксплуатации из-за неизбежных потерь воды при открывании клапана для сброса избыточного давления газа осушается сепаратор и увеличивается внутреннее сопротивление источников тока.

Наиболее просто оценить степень деградации свинцово- кислотных химических источников тока, если их омическое сопротивление со временем сильно меняется. Это происходит, например, в стационарных герметизированных батареях, работающих в буферном режиме при постоянном подзаряде. В них деградация определяется коррозией решеток и потерями воды в сепараторе. В этом случае сложно измерять очень малые величины сопротивления и необходимо знать его начальную величину для конкретных источников тока. Омическое сопротивление герметизированных батарей измеряется при всех степенях их заряженности.

Эффект сульфатации электродов может быть обнаружен при оценке изменения сопротивления в процессе разряда. Из-за наличия в электродах сульфата свинца сопротивление источников тока в разряженном состоянии в несколько раз больше, чем при заряженности от 20 до 100%. С учетом этого расширение начальной зоны измерения химических источников тока надо рассматривать как результат сульфатации электродов.

При мониторинге характеристик батарей непосредственно в процессе длительной эксплуатации не оценивается их готовностью выполнять необходимые функции. Задача эта еще более сложная, чем оценка текущего состояния заряженности, так как существует большое разнообразие предъявляемых к батареям требований и построить обобщенную модель их поведения невозможно. К тому же представления о поведении уже эксплуатирующихся источников тока переносится на вновь разрабатываемые или предназначенные для работы в иных условиях и режима без проведения большого количества испытаний.

Как сказано ранее, состояние химических источников тока оценивается несколькими параметрами: напряжением разорванной цепи и под нагрузкой, внутренним сопротивлением или его составляющими. Измеряя сопротивление, можно проще и точнее оценить качество новых источников тока, степень деградации и разряженности аккумуляторов (или контролировать процесс заряда). Основной характеристикой химических источников тока, по которой оцениваются их энергетические возможности и степень деградации в процессе эксплуатации, является его номинальная емкость. Для ее оценки регламентируются ток и время заряда, ток разряда и предельный уровень напряжения.

Гарантированный срок службы отражает количество циклов, которые аккумулятор должен обеспечивать до снижения емкости, до регламентируемого уровня (обычно на 40% для отечественной продукции, на 20-30% для зарубежной).

Источники тока используются чаще всего в значительно более жестких режимах работы, поэтому производитель заранее оговаривает для новой продукции снижение разрядной емкости и уровня рабочего напряжения. При эксплуатации из-за постепенного увеличения внутреннего сопротивления источника тока рабочее напряжение снижается тем больше, чем больше ток разряда.

Чтобы эффективно эксплуатировать аппаратуру, во многих случаях необходима корректировка ее предельных параметров в соответствии с информацией о текущих величинах напряжения источника тока. Это нужно для того, чтобы он преждевременно не отключался.

Внутреннее сопротивление химических источников тока увеличивается также при циклическом их заряде-разряде и при длительном хранении. В последнем случае оно в значительной степени обратимо при соответствующей подготовке источников тока для дальнейшей работы.

При оценке работоспособности источников тока в номинальном режиме зарядные характеристики обычно не регистрируются, так как они мало отличаются. Но при быстром заряде различия очень заметны, сразу видны аккумуляторы с плохим газовым балансом и более высоким давлением (и разогревом). Эти аккумуляторы деградируют в процессе эксплуатации быстрее других.

Таким образом, минимальный объем информации, необходимый для оценки состояния источников тока, должен включать значения напряжения в цикле заряда-разряда при номинальных токах процессов, при предельных режимах, требуемых для работы аппаратуры, а также и величину номинальной емкости и характеристику сопротивления при разной степени заряженности.

Современная аппаратура для проведения комплексных испытаний разнообразных источников тока должна обеспечивать возможность испытаний отдельных аккумуляторов и батарей, заряд аккумуляторов при постоянном токе с низким уровнем пульсаций и различных способах контроля окончания процесса: по времени, до набора предельной емкости С и предельного напряжения U, до снижения величины напряжения до - ∆U, предельной температуры Т, предельной скорости увеличения температуры dT/dt.

В исследованиях при постоянном напряжении и ограниченном начальном токе используется широкий диапазон токов заряда-разряда. При разных способах контроля конца обоих процессов проводится большое количество циклов заряда-разряда токами различной величины. Также измеряется внутреннее сопротивление источника тока и протоколируется информация о ходе процессов. Устройства, отвечающие в значительной степени описанным требованиям, совмещаются с персональным компьютером для обеспечения задания разнообразных программ испытаний и сбора информации.

3 Экономическая часть

3.1 Экономическая характеристика проекта и преимущества

нововведений

Развитие железнодорожного транспорта невозможно без усовершенствования устройств автоматики и телемеханики, таких как автоблокировка, электрическая и диспетчерская централизация. Эти устройства играют важную роль в решении задач повышения эффективности перевозок и безопасности движения. Постоянно возрастает объем технических средств построенных на основе современных достижений в области полупроводниковой, электронной и микропроцессорной техники. Такие устройства предъявляют повышенные требования к качеству питающего напряжения. Его отклонения, нормируемые сетевыми блоками питания, не должны превышать 3-5 % своего номинального значения, определенного в паспортных данных на микросхемы, транзисторы и другие элементы функциональных устройств, входящих в приборы железнодорожной автоматики, телемеханики и связи. Надежность блоков и устройств электропитания существенно влияет на технический уровень и показатели аппаратуры в целом. Поэтому в настоящее время ведутся работы по усовершенствованию устройств электропитания.

В настоящее время идет процесс перехода от системы планово-предупредительного обслуживания к ремонтно-восстановительной системе, что требует наличия устройств диагностики и контроля на новой элементной базе и использования средств вычислительной техники, аппаратуры передачи данных.

Устройства электрической централизации крупных станций с числом стрелок более 30 относятся к потребителям особой группы 1 категории, поэтому они должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых источников питания переменного тока, предназначенных для электроснабжения потребителей 1 и 2 категорий, и от местной дизель-генераторной установки (ДГА) с автозапуском при выключении внешних источников. Если электроснабжение устройств ЭЦ может быть выполнено от одного источника электроэнергии, предназначенного для электроприёмников 2 категории, и другого – 3 категории, то ДГА должен включаться при отключении первого источника и работать до его восстановления.

Вследствие особой важности надёжной работы устройств электропитания в данном проекте разрабатываются новые панели электропитания поста электрической централизации, с применением автоматизированной системы контроля электропитания поста электрической централизации.

Системы электропитания в зависимости от степени резервирования подразделяются на систе­му с частичным резервированием питания устройств ЖАТи систему с полным резервированием питания всех устройств ЖАТ.

В системе с полным резервированием питания используется групповое устройство бесперебойного питания УБП. В этой системе при исправности УБП обеспечивается не­прерывность питания устройств ЖАТ.

Для электропитания постов ЭЦ крупных станций разработаны новые панели: вводная ПВ1М-ЭЦК, распределительная ПР1М-ЭЦК, выпрямительно-преобразовательная ПВП1М-ЭЦК, преобразовательная ПП25.1-ЭЦК и несколько вариантов стрелочных панелей. В зависимости от рода тока стрелочных электродвигателей, ПСПН-ЭЦК – для электродвигателей постоянного тока; ПСТН1-ЭЦК – для электродвигателей переменного тока.

3.2 Расчет капитальных затрат на приобретение и установку панелей нового типа

При применении новых панелей, как правило, не требуется установка отдельных трехфазных силовых трансформаторов. Для сокращения расходов материалов нагрузки от сети изолируют трехфазными трансформаторами мощностью 4,5 кВ А, вторичные фазные обмотки которых изолированы друг от друга и используются для питания однофазных нагрузок. Трансформаторы размещены внутри панелей.

Панели имеют шкафную конструкцию с двусторонним обслуживанием. С двух сторон панели имеются двустворчатые двери. На лицевой стороне панелей изображена мнемосхема разводки питания с расположенными на ней органами коммутации измерительных приборов, размещенных над ней. С боковых сторон панели закрыты металлическими щитами. Все панели имеют одинаковый размер: 2300х900х500 мм (без учета деталей крепления кабельростов). Каркас и основные детали панелей имеют общую конструкцию с панелями промежуточных станций. Панели рекомендуется располагать в такой последовательности: ПВ, ПР, ПВП, ПСТ (ПСП), ПП25-ЭЦК.

Характеристики

Список файлов ВКР