Министерство транспорта Российской Федерации

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ»

Кафедра «Автоматика, телемеханика и связь»

К ЗАЩИТЕ ДОПУСТИТЬ

Заведующий кафедрой

_________ /Годяев А.И./

«____»________2017 г.

СИСТЕМА ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ СТАНЦИИ ПАРТИЗАНСК

С ПРИМЕНЕНИЕМ НОВЫХ ПАНЕЛЕЙ ПИТАНИЯ

Пояснительная записка к дипломному проекту

ДП 23.05.05 ПЗ – 000

Студент Е.И. Сапрыкин

Консультант по безопасности

жизнедеятельности

(доцент, к.т.н., доцент) А.А. Балюк

Консультант по экономике

(доцент, к.э.н., доцент) Л.Е. Тумали

Основной консультант

(ведущий инженер) А.А. Онищенко

Руководитель

(инженер) А.Г. Прохоренко

Нормоконтроль

(доцент) Н.А. Пельменёва

Хабаровск-2017

Министерство транспорта Российской Федерации

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Дальневосточный государственный университет путей сообщения»

(ДВГУПС)

____________ИИФО_______________ Кафедра ____________АТиС_____________

(наименование УСП) (название кафедры)

Направление (специальность) 23.05.05_________________АТиС_________________

(код, наименование направления или специальности)

УТВЕРЖДАЮ

Зав. кафедрой

______________/Годяев А.И./

«_____» ___________ 2017 г.

ЗАДАНИЕ

на выпускную квалификационную работу студента

________________________Сапрыкина Евгения Игоревича____________________

(фамилия, имя, отчество)

1. Тема ВКР Система электропитания станции Партизанск с применением новых панелей питания___________________________________________________

утверждена приказом по университету от «20 »___03_____ 2017 г. №_243_

2. Срок сдачи студентом законченной ВКР «01 »___06_____ 2017 г.

3. Исходные данные к работе однониточный план станции Партизанск, существующий план электропитания станции, технические материалы проектирования по панелям питания, техническая литература по электропитанию нетяговых потребителей.___________________________________________________________________

4.Содержание расчетно-пояснительной записки (перечень подлежащих разработке вопросов) введение, эксплуатационная, техническая и экономическая часть, раздел охраны труда и техники безопасности, заключение, список используемых источников

5. Перечень графического материала (с точным указанием обязательных чертежей)

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

7. Дата выдачи задания ____01.02.2017______________________________________

ОТЗЫВ

на выпускную квалификационную работу

студента _Сапрыкин Е.И._ _______________ИИФО___________________ ДВГУПС.

(фамилия, инициалы) (наименование УСП)

ВКР содержит пояснительную записку на 93 страницах, 6 чертежей.

В дипломном проекте решается актуальная задача проектирования плана электропитания крупной станции с применением новых панелей питания.

В первой части приведено описание существующего плана электропитания станции, приведены технические характеристики панелей питания и информационные диаграммы поиска отказов. На основании проведенного анализа перспектив для рассматриваемого участка сделан вывод о необходимости переоснащения плана электропитания станции. Во второй части подробно рассмотрены составные части разрабатываемого плана электропитания, представлено подробное описание технических характеристик новых панелей питания. В третьей части произведен экономический расчет затрат и эффективности внедрения нового плана электропитания на выбранном участке. В четвертой части рассмотрены вопросы электробезопасности, произведен расчет заземления.

ВКР в полном объёме соответствует заданию и требованиям нормативно-технической документации, выполнена с применением типовых материалов для проектирования системы.

ВКР Сапрыкин Е.И. рекомендована к защите. Работа выполнена на высоком уровне и заслуживает оценки «отлично», а студент заслуживает присвоения ему квалификации инженера.

Руководитель ВКР _________________/Прохоренко А.Г./ «____» ________ 2017

(подпись)

Annotation

Rail transport is one of the most important manufacturing industries of Russia. The share of Railways accounts for more than 70 % of the domestic turnover. More than 80% of transportations are made by electric traction. Due to the significant volume of rail transport is a large and stable corporate energy consumers. Every year, rail transport consumes 5-6 % of the domestically produced electricity.

According to the strategic directions of scientific-technical development of Russian Railways for the period until 2030, the priority is to improve the reliability and increase service life of technical means. The quality of power supply plays an important role for the reliability of all consumers in the railway network, including for non-tractive. Going beyond the maximum permissible values of indicators of quality of electric energy (IQE) has a negative effect on the operation of non-tractive consumers and leads to economic losses. The reliability of such non-tractive consumers as the devices of railway automatics and telemechanics directly affects the safety of train movement. In this regard, it is necessary to control the quality of electricity supply throughout the processing chain of transmission of electrical energy from generi-lactation enterprises to traction substations to consumers. For solution of this problem requires the creation and mass implementation of high-precision and at the same time cheap enough hardware control of the IQE. Service complex of technical means for the actual the state requires the development of devices monitoring and diagnosing them in a continuous mode.

In the graduation project solved the task of reviewing an existing power plan, a major station, Partizansk and development of technical solutions for its re-equipment with new power panels.

Содержание

Введение 7

1 Эксплуатационная часть 9

1.1 Общие сведения 9

1.2 Характеристика устаревших питающих установок 13

1.2.1 Щит выключения питания (ШВПУ) 13

1.2.2 Панель вводная (ПВ-ЭЦК) 15

1.2.3 Панель выпрямителей безбатарейной системы (ПВ-24/220ББ) 18

1.2.4 Панель преобразовательно-выпрямительная (ПВП-ЭЦК) 20

1.2.5 Панель стрелочная (ПСТ-ЭЦК) 22

1.2.6 Релейные панели ЭЦ (ПРБ и ПРББ) 25

1.2.7 Панель преобразователей (ПП-50/25А) 27

1.2.8 Панель стрелочная (ПСП-ЭЦК) 27

1.3 Вывода по разделу 1 29

2 Техническая часть 30

2.1 Характеристика станции Партизанск 30

2.2 Схематический план станции с осигнализованием 31

2.3 Оборудование станции устройствами электропитания 34

2.3.1 Характеристика разрабатываемой системы 34

2.3.2 Новые панели разрабатываемой электропитающей системы 36

2.3.2.1 Щит выключения питания (ЩВПУ 36873-00-00) 36

2.3.2.2 Панель вводная (ПВ1М-ЭЦК 36763-101-00М) 41

2.3.2.3 Панель распределительная (ПР1М-ЭЦК 36763-201-00М) 46

2.3.2.4 Панель выпрямительно-преобразовательная (ПВП1М-ЭЦК 36763-301-00М) 52

2.3.2.5 Панель стрелочная (ПСТН1-ЭЦК 36761-401-00) 63

2.3.2.6 Панель преобразовательная (ПП25.1-ЭЦК) 65

2.3.2.7 Шкаф оборудования устройства бесперебойного питания (ШОУ УБП) 69

2.4 Выводы по разделу 2 70

3 Экономическая часть 71

3.1 Экономическая характеристика проекта и преимуществ 71

3.2 Расчет капитальных затрат на покупку и установку панелей 73

3.3 Затраты на обслуживание новых и базовых панелей 76

3.4 Экономическая эффективность от исключения простоев 77

4 Охрана труда и техника безопасности 81

4.1 Общие положения 81

4.2 Организационно-технические мероприятия предупреждения поражения человека электрическим током 82

4.3 Технические средства, обеспечивающие безопасность работ в электроустановках 84

4.4 Расчет защитного заземления 87

Заключение 91

Список используемых источников 92

Введение

В современных условиях, когда конкуренция по качеству становится определяющей, особое значение приобретают вопросы надежности и безопасности. Построение систем управления надежностью и безопасностью является основой для поддержания и дальнейшего повышения статуса компании ОАО «РЖД». Железнодорожный транспорт является одной из важнейших производственных отраслей России. На долю железных дорог приходится более 70 % внутреннего грузооборота. Более 80 % перевозок производятся электрической тягой. В силу значительных объемов перевозок железнодорожный транспорт является одним из крупных и стабильных корпоративных потребителей энергоресурсов. Ежегодно железнодорожным транспортом расходуется 5-6 % всей производимой в стране электроэнергии.

Все устройства автоматики и связи по обеспечению надежности внешнего электроснабжения относятся к электроприёмникам первой категории и являются в основном потребителями постоянного тока. Наиболее эффективны буферные электропитающие установки, где применена система специальной работы автоматизированных выпрямителей с аккумуляторными батареями, а также установки без аккумуляторных батарей, с помощью которых осуществляется питание от сети переменного тока через автоматизированные выпрямители.

Полностью без аккумуляторное питание устройств автоматики, телемеханики и связи на железнодорожном транспорте можно применять при абсолютно надежном внешнем электроснабжении. В настоящее время это условие не везде выполнимо. Поэтому химические источники электрической энергии как резерв для основных источников тока (выпрямителей) остаются незаменимыми. Особую роль в резервном электропитании играют дизельные электростанции, которые в случае выхода из строя обоих фидеров, должны обеспечивать электропитание устройств автоматики, телемеханики и связи. Это связанно с тем, что резервные аккумуляторные батареи рассчитаны на определенное время работы, в течение которого должны произойти переключения на основные фидеры или резервную дизель-электростанцию. В системе с полным резервированием питания используется групповое устройство бесперебойного питания УБП, которое при отсутствии входного напряжения переменного тока включается в автономный режим, преобразуя постоянной ток собственной аккумуляторной батареи в трёхфазный переменной ток необходимой для устройств ЖАТ мощности. В этой системе при исправности УБП обеспечивается не-прерывность питания устройств ЖАТ [1].

В условиях роста технической оснащенности железных дорог средствами СЦБ и связи и нехватки обслуживающего персонала резко возрастает необходимость постоянного контроля технических средств обеспечивающих безопасность движения поездов. 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. 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.

В дипломном проекте решается задача рассмотрения существующего плана электропитания крупной станции Партизанск и разработка технических решений по его переоснащению с применением новых панелей питания.

1 Эксплуатационная часть

1.1 Общие сведения

Устройства электропитания постов электрической централизации (ЭЦ) являются составной частью станционной системы автоматики и телемеханики. Основная аппаратура, обеспечивающая распределение электроэнергии по нагрузкам поста ЭЦ, размещается в панелях электропитающей установки (ЭПУ). Трансформаторы, выпрямители, генераторы, преобразователи и другая аппаратура электропитания внутри конкретного вида потребителей располагаются в трансформаторных ящиках, релейных шкафах, на стативах поста

ЭЦ и т. п. С внедрением на сети железных дорог усовершенствованных релейных и микропроцессорных централизаций претерпели изменения и ЭПУ постов ЭЦ. Большой вклад в разработку новой аппаратуры электропитания внесли научно-исследовательские институты: управления на железнодорожном транспорте (ВНИИУП), «Гипротранссигналсвязь» (ГТСС), радиокомпонентов. К новой аппаратуре электропитания относятся полупроводниковые преобразователи напряжения батареи 24 В в переменный ток типов ПП-0,3М и ППСТ-1,5М; автоматическое зарядное устройство батареи УЗА24-20 и автоматический регулятор тока заряда РТА-1; бесконтактные датчики импульсного питания ДИБ и ДИМ-2; блок силового кодирования БСК; блоки питания БПС80, БПТ и др. На базе этой аппаратуры электротехническими заводами поставляются панели ЭПУ нового поколения. В них используется минимальное количество электромагнитных реле, а основные логические и контрольные функции решаются с помощью электронных блоков; применяются усовершенствованные приборы защиты от перенапряжений и светодиодная индикация состояний функциональных узлов. Новые панели учитывают прогрессивные тенденции в развитии устройств ЭЦ (появление тональных рельсовых цепей, внедрение электроприводов переменного тока, отказ от станционной батареи 220 В и др.), появление автоматизированных рабочих мест (АРМ ДСП, АРМ ШН) в микропроцессорных централизациях, потребность в передаче различного рода параметров контрольно-диагностирующим системам [2].

Устройства электрической централизации по обеспечению надежности электроснабжения относятся к потребителям первой категории на станциях с количеством стрелок до 30 и особой первой категории при количестве стрелок более 30. Как правило, посты ЭЦ получают электропитание от двух независимых внешних источников переменного тока, один из которых является основным, второй – резервным. Чаще всего в качестве основного используются высоковольтные линии путевой блокировки (ВЛ СЦБ) напряжением 10 кВ (ранее – 6 кВ) или местные ЛЭП, отвечающие требованиям по питанию электроприемников первой категории. Резервными источниками могут быть линии продольного электроснабжения железнодорожных потребителей (ВЛ ПЭ) напряжением 10 или 27,5 кВ или другие ЛЭП, предназначенные для потребителей первой и второй категорий. На случай отключения обоих внешних источников на посту ЭЦ предусматривается местный резерв в виде дизель-генераторного агрегата (ДГА) или аккумуляторной батареи.