Пояснительная записка (1232510), страница 2
Текст из файла (страница 2)
В современной истории грузооборот в границах Дальневосточной железной дороги начал стремительный рост в 2007 году. Переориентация транспортного рынка на Восток связана с увеличением спроса на природные ресурсы в странах Азиатско-Тихоокеанского региона.
На Дальневосточной железной дороге (ДВЖД) в 2015 году достигнуты рекордные за всю историю магистрали показатели грузооборота. По предварительным оценкам, по итогам 2015 года эксплуатационный грузооборот магистрали составляет 182 млрд. тонно-километров, что означает рост на 3,3% в сравнении с 2014 годом. Тарифный грузооборот приблизился к отметке 239,3 млрд. тонно-километров.
Данный показатель вырос более чем в два раза к уровню самого напряженного периода при Советском Союзе в конце восьмидесятых годов прошлого столетия. Наибольшая концентрация грузопотока приходится в адрес Находкинского (Приморский край) и Ванинско-Совгаванского (Хабаровский край) транспортных узлов.
За последние восемь лет доля ДВЖД в общем объеме экспортных перевозок сети железных дорог России выросла в 1,6 раза - с 22% до 36% за счет увеличения внешнеэкономических грузов в страны АТР и в обратном направлении. В частности, на станциях ДВЖД в 2015 году погружено около 49,7 млн. тонн грузов, что на 3% выше аналогичного показателя прошлого года. Так, отмечен значительный рост погрузки каменного угля - 20,7 млн тонн (+ 19,3%), увеличился объем предоставления лесных грузов - 4,3 млн тонн (+ 1,1%).
1 ОПИСАНИЕ ОБЪЕКТА РЕКОНСТРУКЦИИ
Тяговая подстанция «Аван» была введена в постоянную эксплуатацию в феврале 1999-го года. На подстанцию заходят четыре высоковольтные линии Л-229 Гидролизная, Л-230 Дормидонтовка, Л-231 Бикин, Л-232 Розенгартовка.
Реконструируемая подстанция – подстанция опорного типа, с двумя силовыми трансформаторами типа ТДТНЖ-40000/220, причем с 2004 года в постоянной работе находятся оба трансформатора. На тяговой подстанции отсутствует РУ-10кВ, предназначенное для питания не тяговых районных потребителей, поэтому имеет в составе только два распределительных устройства, на два класса напряжения: 220, 27,5 кВ. Также имеются два подъездных пути l1=458м, l2=216,8м
ОРУ 220 кВ на данной подстанции выполнено из двух секций. Силовые трансформаторы подключаются к секциям шин через масляные выключатели ВМТ- 220, для подключения устройств учёта, защиты и измерения установлены трансформаторы тока ТБМО- 220 и ТФЗМ- 220. Секционирование рабочих шин также осуществляется выключателем ВМТ- 220. На вводах подстанции и на присоединении к обходной шине установлены элегазовые выключатели ВГТ- 220. На всех присоединениях установлены разъединители РНДЗ с одним или двумя заземляющими ножами. В качестве измерительных трансформаторов напряжения установлены НАМИ- 220 и НКФ- 220. Однолинейная схема ОРУ 220кВ реконструируемой подстанции «Аван» представлена на рисунке 1.1.
Рисунок 1.1 – Однолинейная схема ОРУ-220кВ
В ОРУ 27,5кВ применена схема с двухфазной рабочей, секционированной разъединителями РНД и РНДЗ, а также запасной системой шин. Блок ввода в ОРУ 27,5 кВ состоит из выключателя ВМУЭ- 35, трансформатора тока ТФЗМ- 35, разъединителей РНДЗ. Для защиты от перенапряжений установлены ОПН- 27,5, так же на вводе установлен отдельно стоящий блок с трансформаторами напряжения ЗНОМ- 35, выводы вторичных обмоток которого присоединяются только к цепи коммерческого учета. Для питания устройств защиты и измерения в ОРУ- 27,5 установлены ЗНОМ- 27,5 и ТФЗМ 35. ОРУ- 27,5 питает тяговую сеть переменного тока фидерами контактной сети которые имеют блочное исполнение. В блоках ФКС- 1,2,3 установлены выключатели ВМУЭ- 27,5, в блоках ФКС- 4,5 выключатели ВВК- 27,5. Во всех блоках ФКС установлены трансформаторы тока ТФЗМ- 35 и дополнены шинными и линейными разъединителями РНДЗ 35. Для питания нетяговых линейных железнодорожных потребителей установлены блоки ДПР, состоящие и выключателя ВМУЭ- 35, трансформатора тока ТФЗМ- 35, разъединителя РНДЗ. Третья фаза обмоток понижающего трансформатора соединяется с контуром заземления подстанции и с рельсами подъездного пути, которые соединены с воздушной отсасывающей линией. Запасной выключатель ВМУЭ- 35 с помощью разъединителей РНДЗ может быть присоединен к любой из секции, обеспечивая бесперебойное питание одного любого фидера контактной сети при выводе его в ремонт. Для питание собственных нужд подстанции установлены два трансформатора ТМЖ- 400 на каждую секцию шин. Однолинейная схема ОРУ 27,5 кВ реконструируемой подстанции «Аван» представлена на рисунке 1.2
Рисунок 1.2 – Однолинейная схема ОРУ-27,5кВ
Данная подстанция уже была модернизирована, полный список всех изменений представлен в таблице 1.1.
Таблица 1.1 – Ремонтные работы на подстанции Аван
Число, месяц, год | Наименование присоединения | Наименование работ |
10.10.01 | ФКС-4 | Замена выключателя ВМУЭ на ВВК |
30.10.01 | ФКС-5 | Замена выключателя ВМУЭ на ВВК |
20.07.05 | МВ-220-Л230 | Замена блоков выключателей ВМТ-220 Л230 |
С 1.05.05 по 30.07.05 | МВ-220-Л229 Л 230; Л 231; Л232 | Замена фундаментов блоков выключателей ВМТ-220 |
С 20.08.07 по 28.08.07 | МВ-220-Л231 | Замена ВМТ 220 на ВГТ 220 |
С 2.10.08 по 12.10.08 | МВ-220-Л229 | Замена ВМТ 220 на ВГТ 220 |
17.11.10 | Т-2 | Замена ТБМО-220 УХЛ1 на ТБМО-220 УХЛ1 повышенного класса точности |
Окончание таблицы 1.1
18.11.10 | ТН-220-2сш | Замена НКФ-220-5841 на НАМИ-220 УХЛ1 |
19.11.10 | Т-1 | Замена ТБМО-220 УХЛ1 на ТБМО-220 УХЛ1 повышенного класса точности |
С 22.11.10 по 23.11.10 | ТН-220-1сш | Замена НКФ-220-58У1 на НАМИ-220 УХЛ1 |
С 24.11.10 по 26.11.10 | ТТ-ОМВ-220 | Замена ТФЗМ-220Б-У1 на ТБМО-220 УХЛ1 |
С 10.12.10 по 14.12.10 | ТТ-220 Л-232 | Замена ТФЗМ-220Б-У1 на ТБМО-220 УХЛ1 |
С 14.12.10 по 17.12.10 | ТТ-220 Л-231 | Замена ТФЗМ-220Б-У1 на ТБМО-220 УХЛ1 |
С 17.12.10 по 22.12.10 | ТТ-220 Л-230 | Замена ТФЗМ-220Б-У1 на ТБМО-220 УХЛ1 |
С 23.12.10 по 27.12.10 | ТТ-220 Л-229 | Замена ТФЗМ-220Б-У1 на ТБМО-220 УХЛ1 |
С 18.11.11 по 2.12.11 | МВ-220-Л230 | Замена блока выключателя ВМТ-220 на ВГТ-1А1-220 |
С 6.12.11 по 24.12.11 | МВ-220-Л232 | Замена блока выключателя ВМТ-220 на ВГТ-1А1-220 |
С 20.06.13 по 29.07.13 | ОМВ-220 | Замена блока выключателя ВМТ-220 на ВГТ-220 |
Анализируя табл.1.1, можно прийти к выводу, что на подстанции еще остались устаревшие как морально, так и технически масляные высоковольтные выключатели ВМУЭ- 27,5; 35 и ВМТ- 220. Далее произведен расчет остаточного коммутационного ресурса выключателей ФКС- 1, ФКС- 2, ФКС- 3.
1.1 Расчёт коммутационного ресурса выключателя.
Эффективность функционирования электротехнического оборудования (ЭО) электростанций, подстанций, электрических сетей и систем электроснабжения связана с его техническим состоянием. В настоящее время, согласно требованиям нормативно-технической документации, применяется система планов – предупредительных ремонтов (ППР), где основным технико-экономическим критерием является минимум простоев оборудования на основе жёсткой регламентации ремонтных циклов.
Новое ЭО, устанавливаемое на энергетических объектах, имеет высокую безотказность и долговечность, однако со временем происходит ухудшение его эксплуатационных характеристик, уменьшается его надёжность. Высоковольтные выключатели являются одним из основных типов ЭО, применяемого в распределительных устройствах станций и подстанций. Поэтому их надёжность и долговечность может сильно сказаться на устойчивости, работы электроэнергетической системы в целом.
В современных условиях, когда износ основных производственных фондов электроэнергетической отрасли превышает 50%, проблема обеспечения безотказной работы высоковольтных выключателей является особенно актуальной.
Важной задачей является создание комплексного метода определения технического состояния, способного объединить разностороннюю диагностическую информацию и на этой базе рассчитать интегральную количественную характеристику уровня технического состояния - сработанный ресурс. Сравнивая полученное значение с допустимыми границами его изменения, можно сформулировать рекомендации о необходимости вывода выключателя в ремонт или о продолжении его эксплуатации.
Ресурс – это суммарная наработка объекта от начала его эксплуатации до перехода в предельное состояние, а наработка – продолжительность или объём работы объекта.
Для выключателя ВМУЭ-27,5 16/1250.
Таблица 1.2 Допустимое количество коммутаций от коммутируемого тока
Коммутируемый ток | Допустимое количество коммутаций |
1 | 2 |
I = Iном | 300 |
I = (<0,3) Iо.ном | 60 |
I = (0,3 - 0,6) Iо.ном | 34 |
I = (0,6 - 1) Iо.ном | 14 |
Примечание: Iо.ном – номинальный ток отключения, в данном случае 16 кА, Iном – номинальный ток, в данном случае 1250 А.
На основании данных таблицы 1.2 построим график зависимости допустимого количества коммутаций от величины коммутируемого тока (рисунок 1.1)
Рисунок 1.1 Зависимость допустимого количества коммутаций от коммутируемого тока.
Коммутационный ресурс выключателя рассчитывается по следующей формуле:
, (1.1)
где - число отключений выключателя, тока I;
– допустимое число отключений тока определённой величины I.
Для выключателя ВМУЭ-27,5 16/1250 ФКС-1
Расчёт коммутационного ресурса выключателя за все операции:
, (1.2)
где n – число различных значений отключаемых токов.
Остаточный коммутационный ресурс выключателя определяется:
. (1.3)
Для ВМУЭ-27,5 16/1250 ФКС-1:
Отрицательные значения остаточного коммутационного ресурса выключателя свидетельствуют о полной выработке располагаемого коммутационного ресурса.
Значения, полученные в результате расчёта для ВМУЭ -27,5 16/1250 ФКС-2 и ВМУЭ -27,5 16/1250 ФКС-3 сведены в таблицу 1.3.
Таблица 1.3 – Расчет остаточного ресурса выключателей ФКС-1,2,3
выключатель | обозначение | I = Iном | I = (0,1-0,3) Iо.ном | I = (0,3-0,6) Iо.ном | I=(0,6-1) Iо.ном | |||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |||
ВМУЭ -27,5 16/1250 ФКС-1 | Nфакт | 80 | 64 | 28 | 2 | |||
| 300 | 60 | 34 | 14 | ||||
r | 0,26 | 1,06 | 0,82 | 0,14 | ||||
| 2,28 | |||||||
| -1,28 | |||||||
ВМУЭ -27,5 16/1250 ФКС-2 | Nфакт | 92 | 62 | 36 | 1 | |||
| 300 | 60 | 34 | 14 | ||||
r | 0,31 | 1,03 | 1,05 | 0,07 | ||||
| 2,45 | |||||||
| -1,45 | |||||||
ВМУЭ -27,5 16/1250 ФКС-3 | Nфакт | 102 | 56 | 32 | 1 | |||
| 300 | 60 | 34 | 14 | ||||
r | 0,34 | 0,93 | 0,94 | 0,07 | ||||
| 2,3 | |||||||
| -1,3 |
Из таблицы 1.3 видно что у всех трех выключателей отрицательный остаточный ресурс, что говорит о полной выработке ресурса. Далее представлены графические отношения количества фактических коммутаций к допустимому коммутационному ресурсу рисунок 1.2-1.4