Помощь студентам в учебе
Реконструкция ПС 110/35/27,5 кВ Уяр Тяговая Красноярской железной дороги ОАО «РЖД»
|
Введение
1 Оборудование ПС Уяр Тяговая 19
2 Техническое обоснование реконструкции ПС Уяр Тяговая 22
3 Расчет токов короткого замыкания 23
3.1 Расчётная схема ПС 23
3.2 Электрическая схема замещения 24
3.3 Расчёт сопротивлений элементов схемы замещения 25
3.4 Расчёт токов короткого замыкания на шинах РУ 29
4 Проверка выключателей по результатам расчета токов короткого
замыкания 34
4.1 Расчет величины теплового импульса для всех РУ 34
4.2 Проверка выключателей 35
5 Модернизация релейной защиты в устройствах тягового
электроснабжения 41
6 Описание устройства ЦЗА-27,5-ФКС 44
6.4 Функции регистрации событий и аварийных процессов 45
7 Дистанционные защиты фидера контактной сети 27,5 кВ 46
7.1 Параметры схемы замещения тяговой сети переменного тока 46
7.2 Параметры тяговых подстанций 47
7.3 Выбор уставок защит от коротких замыканий контактной сети ... 50
7.4 Выбор уставок дистанционных защит фидеров ПС
переменного тока 50
8 Расчет защит фидеров контактной сети ПС Уяр Тяговая
8.1 Расчет параметров схемы замещения 60
8.2 Расчет уставок защит фидера контактной сети 62
9 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и
ресурсосбережение 68
9.1 Планирование работ по проектированию и определение
трудоемкости 69
9.2 Расчет затрат на реконструкцию ПС Уяр Тяговая 71
9.2.1 Материальные затраты 71
9.2.2 Расчет заработной платы 71
9.2.3 Размер отчислений в социальные фонды 72
9.2.4 Амортизационные отчисления 73
9.2.5 Прочие расходы 73
9.2.6 Накладные расходы 74
9.2.7 Себестоимость проекта 74
9.3 Расчет капиталовложений 75
9.4 Расчет ежегодных эксплуатационных затрат 77
9.5 Стоимость годовых потерь электроэнергии 78
9.6 Расчет себестоимости электрической энергии 79
10 Социальная ответственность 80
10.1 Техника безопасности при работе с грузоподъемными
механизмами 80
10.2 Экологическая безопасность 81
10.4 Разработка мероприятий по обеспечению устойчивости работы подстанции в условиях чрезвычайных ситуаций 83
Заключение 86
Список используемых источников
Приложение А - Однолинейная схема ПС Уяр Тяговая до реконструкции 90
Приложение Б - Графическое представление зон срабатывания дистанционных защит 91
Приложение В - Однолинейная схема ПС Уяр Тяговая после реконструкции 92
1 Оборудование ПС Уяр Тяговая 19
2 Техническое обоснование реконструкции ПС Уяр Тяговая 22
3 Расчет токов короткого замыкания 23
3.1 Расчётная схема ПС 23
3.2 Электрическая схема замещения 24
3.3 Расчёт сопротивлений элементов схемы замещения 25
3.4 Расчёт токов короткого замыкания на шинах РУ 29
4 Проверка выключателей по результатам расчета токов короткого
замыкания 34
4.1 Расчет величины теплового импульса для всех РУ 34
4.2 Проверка выключателей 35
5 Модернизация релейной защиты в устройствах тягового
электроснабжения 41
6 Описание устройства ЦЗА-27,5-ФКС 44
6.4 Функции регистрации событий и аварийных процессов 45
7 Дистанционные защиты фидера контактной сети 27,5 кВ 46
7.1 Параметры схемы замещения тяговой сети переменного тока 46
7.2 Параметры тяговых подстанций 47
7.3 Выбор уставок защит от коротких замыканий контактной сети ... 50
7.4 Выбор уставок дистанционных защит фидеров ПС
переменного тока 50
8 Расчет защит фидеров контактной сети ПС Уяр Тяговая
8.1 Расчет параметров схемы замещения 60
8.2 Расчет уставок защит фидера контактной сети 62
9 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и
ресурсосбережение 68
9.1 Планирование работ по проектированию и определение
трудоемкости 69
9.2 Расчет затрат на реконструкцию ПС Уяр Тяговая 71
9.2.1 Материальные затраты 71
9.2.2 Расчет заработной платы 71
9.2.3 Размер отчислений в социальные фонды 72
9.2.4 Амортизационные отчисления 73
9.2.5 Прочие расходы 73
9.2.6 Накладные расходы 74
9.2.7 Себестоимость проекта 74
9.3 Расчет капиталовложений 75
9.4 Расчет ежегодных эксплуатационных затрат 77
9.5 Стоимость годовых потерь электроэнергии 78
9.6 Расчет себестоимости электрической энергии 79
10 Социальная ответственность 80
10.1 Техника безопасности при работе с грузоподъемными
механизмами 80
10.2 Экологическая безопасность 81
10.4 Разработка мероприятий по обеспечению устойчивости работы подстанции в условиях чрезвычайных ситуаций 83
Заключение 86
Список используемых источников
Приложение А - Однолинейная схема ПС Уяр Тяговая до реконструкции 90
Приложение Б - Графическое представление зон срабатывания дистанционных защит 91
Приложение В - Однолинейная схема ПС Уяр Тяговая после реконструкции 92
Железнодорожный транспорт - один из основных потребителей электроэнергии. С каждым годом потребление электроэнергии железными дорогами увеличивается - идет интенсивное развитие сети электрифицированных стальных магистралей. Протяженность строящихся железнодорожных линий к 2030 году достигнет примерно 22 тысяч километров. Оборудование многих тяговых подстанций ОАО «РЖД» устарело, и для поддержания его в работоспособном состоянии требуется постоянное, но и дорогостоящее техническое обслуживание. В связи с этим ОАО «РЖД» разработало и осуществляет стратегию внедрения оборудования с минимальным объемом обслуживания, определяющим низкую стоимость жизненного цикла.
Особое внимание уделяется решению системных вопросов повышения надежности энергоснабжения железных дорог, а также вопросам усиления энергоснабжения.
Это обусловлено ростом объемов перевозок, увеличением доли тяжеловесных поездов, все более широким применением принципов пакетного движения, а также ограниченными возможностями строительства дополнительных промежуточных подстанций из-за отсутствия высоковольтных подводящих сетей вдоль стальных магистралей, наконец, значительными ценами на оборудование.
Возрастание стоимости энергоресурсов, повышение требований к качеству электроэнергии при увеличении нагрузок на оборудование тяговых подстанций, сопряженных с увеличением количества большегрузных поездов и развитием скоростного движения, все это делает проблему ресурсосбережения еще более актуальной.
Согласно стратегии развития, реализуемой «РЖД», показатели электрической тяги будут лишь возрастать. Только высокое качество проектных и строительных работ, оптимизация оборудования и эксплуатационной деятельности, а также эффективный менеджмент смогут обеспечить в полном объеме четкое и своевременное выполнение обязательств головной компании отрасли в части технико-экономических преимуществ железнодорожного транспорта для нашей страны и сотрудничества с соседними государствами.
Исключительно важной становится миссия координации работ по развитию инфраструктуры и электроподвижного состава с учетом зарубежного опыта по скоростному и высокоскоростному движению поездов. Подтверждена ориентация на продолжение усиления электрической тяги на грузонапряженных направлениях с одновременным обновлением техники.
Реконструкция ПС, проводимая на основе принципов, заложенных в концепции, утвержденной ОАО «РЖД» в 2004 году, включает в себя, как правило, комплексную реконструкцию с использованием укрупненных функциональных блоков полной заводской готовности. Такая функционально-блочная технология хорошо зарекомендовала себя не только при строительстве, но и в условиях эксплуатации. Её экономическая эффективность весьма высока, в частности, благодаря использованию нового комплектующего электрооборудования ведущих отечественных и мировых производителей (полупроводникового, вакуумного и элегазового на различные классы напряжений), одноступенчатых тяговых трансформаторов, ограничителей перенапряжений и т.п.
В течение последнего десятилетия оборудование тяговых подстанций электрифицированных железных дорог претерпело значительное техническое развитие и преобразование.
Базовые принципы концепции:
- использование при реконструкции действующих тяговых подстанций высоконадежное оборудование, включенных по схемам, позволяющие обеспечить необходимый резерв питания контактной сети, функционирование которых не требует постоянного присутствия дежурного персонала, а техническое обслуживание минимальное;
- применение средств автоматического обслуживания и функционирования диагностики всего оборудования подстанции, что позволит перейти от обслуживания «по регламенту» к обслуживанию «по необходимости».
Целями обновления ПС являются:
- сочетание качеств повышения технико-эксплуатационных, энергетических, экономических показателей работы системы электроснабжения с минимизацией затрат на проведение модернизации при учете реальных и планируемых объемов грузопотока;
- эксплуатация ПС без постоянного дежурного персонала.
Реконструкция ПС производится для обновления основных фондов, восстановления ресурса постоянных элементов и повышения технических показателей, повышения надежности и устойчивости работы за счет применения оборудования с улучшенными свойствами, снижения расходов на обслуживание за счет исключения или увеличения периодичности работ по диагностике, осмотрам, ремонту.
Целью выпускной квалификационной работы является реконструкция ПС Уяр Тяговая Красноярской железной дороги. Для достижения этой цели необходимо решить следующие задачи:
- проанализировать схему ПС;
- составить схему замещения ПС;
- рассчитать токи короткого замыкания;
- рассчитать дистанционную защиту фидеров контактной сети;
- рассчитать себестоимость реконструкции ПС;
- решить задачи в отношении экологии на ПС.
Особое внимание уделяется решению системных вопросов повышения надежности энергоснабжения железных дорог, а также вопросам усиления энергоснабжения.
Это обусловлено ростом объемов перевозок, увеличением доли тяжеловесных поездов, все более широким применением принципов пакетного движения, а также ограниченными возможностями строительства дополнительных промежуточных подстанций из-за отсутствия высоковольтных подводящих сетей вдоль стальных магистралей, наконец, значительными ценами на оборудование.
Возрастание стоимости энергоресурсов, повышение требований к качеству электроэнергии при увеличении нагрузок на оборудование тяговых подстанций, сопряженных с увеличением количества большегрузных поездов и развитием скоростного движения, все это делает проблему ресурсосбережения еще более актуальной.
Согласно стратегии развития, реализуемой «РЖД», показатели электрической тяги будут лишь возрастать. Только высокое качество проектных и строительных работ, оптимизация оборудования и эксплуатационной деятельности, а также эффективный менеджмент смогут обеспечить в полном объеме четкое и своевременное выполнение обязательств головной компании отрасли в части технико-экономических преимуществ железнодорожного транспорта для нашей страны и сотрудничества с соседними государствами.
Исключительно важной становится миссия координации работ по развитию инфраструктуры и электроподвижного состава с учетом зарубежного опыта по скоростному и высокоскоростному движению поездов. Подтверждена ориентация на продолжение усиления электрической тяги на грузонапряженных направлениях с одновременным обновлением техники.
Реконструкция ПС, проводимая на основе принципов, заложенных в концепции, утвержденной ОАО «РЖД» в 2004 году, включает в себя, как правило, комплексную реконструкцию с использованием укрупненных функциональных блоков полной заводской готовности. Такая функционально-блочная технология хорошо зарекомендовала себя не только при строительстве, но и в условиях эксплуатации. Её экономическая эффективность весьма высока, в частности, благодаря использованию нового комплектующего электрооборудования ведущих отечественных и мировых производителей (полупроводникового, вакуумного и элегазового на различные классы напряжений), одноступенчатых тяговых трансформаторов, ограничителей перенапряжений и т.п.
В течение последнего десятилетия оборудование тяговых подстанций электрифицированных железных дорог претерпело значительное техническое развитие и преобразование.
Базовые принципы концепции:
- использование при реконструкции действующих тяговых подстанций высоконадежное оборудование, включенных по схемам, позволяющие обеспечить необходимый резерв питания контактной сети, функционирование которых не требует постоянного присутствия дежурного персонала, а техническое обслуживание минимальное;
- применение средств автоматического обслуживания и функционирования диагностики всего оборудования подстанции, что позволит перейти от обслуживания «по регламенту» к обслуживанию «по необходимости».
Целями обновления ПС являются:
- сочетание качеств повышения технико-эксплуатационных, энергетических, экономических показателей работы системы электроснабжения с минимизацией затрат на проведение модернизации при учете реальных и планируемых объемов грузопотока;
- эксплуатация ПС без постоянного дежурного персонала.
Реконструкция ПС производится для обновления основных фондов, восстановления ресурса постоянных элементов и повышения технических показателей, повышения надежности и устойчивости работы за счет применения оборудования с улучшенными свойствами, снижения расходов на обслуживание за счет исключения или увеличения периодичности работ по диагностике, осмотрам, ремонту.
Целью выпускной квалификационной работы является реконструкция ПС Уяр Тяговая Красноярской железной дороги. Для достижения этой цели необходимо решить следующие задачи:
- проанализировать схему ПС;
- составить схему замещения ПС;
- рассчитать токи короткого замыкания;
- рассчитать дистанционную защиту фидеров контактной сети;
- рассчитать себестоимость реконструкции ПС;
- решить задачи в отношении экологии на ПС.
В выпускной квалификационной работе предложен вариант реконструкции ПС станции Уяр Красноярской железной дороги с модернизацией защит фидеров контактной сети. Основной целью проекта является обновление основных фондов, восстановление ресурса постоянных элементов и повышение технических показателей ПС. Для достижения этой цели в проекте было выполнено следующее:
- произведен расчет теплового импульса для РУ-110 кВ, 35 кВ и 27,5 кВ. Так же была произведена проверка выключателей на электродинамическую устойчивость, термическую устойчивость, по номинальному току отключения, по номинальному току отключения апериодической составляющей тока короткого замыкания, по полному току отключения, по включающей способности. И по результатам расчетов выключатели проходят по выбранной проверке;
- описаны основные функции устройства ЦЗА-27,5-ФКС: автоматики, управления, контроля параметров, регистрации событий и аварийных процессов;
- выполнен расчет параметров схемы замещения, расчет уставок защит фидеров контактной сети;
- произведен расчет себестоимости отпущенной с шин подстанции электроэнергии и она составляет 0,068 руб/квт*ч. Также рассчитана себестоимость проекта которая составляет 912,506 тыс. руб.;
- были рассмотрены вопросы охраны окружающей среды и охраны труда обуславливающего социальную ответственность энергетического комплекса предприятий. Учтены факторы защиты окружающей среды. Разработаны технические и организационные мероприятия, уменьшающие вероятность реализации опасного поражающего потенциала современных технических систем, подготовке объекта.
- разработана однолинейная схема ПС Уяр Тяговая после реконструкции (Приложение В).
- произведен расчет теплового импульса для РУ-110 кВ, 35 кВ и 27,5 кВ. Так же была произведена проверка выключателей на электродинамическую устойчивость, термическую устойчивость, по номинальному току отключения, по номинальному току отключения апериодической составляющей тока короткого замыкания, по полному току отключения, по включающей способности. И по результатам расчетов выключатели проходят по выбранной проверке;
- описаны основные функции устройства ЦЗА-27,5-ФКС: автоматики, управления, контроля параметров, регистрации событий и аварийных процессов;
- выполнен расчет параметров схемы замещения, расчет уставок защит фидеров контактной сети;
- произведен расчет себестоимости отпущенной с шин подстанции электроэнергии и она составляет 0,068 руб/квт*ч. Также рассчитана себестоимость проекта которая составляет 912,506 тыс. руб.;
- были рассмотрены вопросы охраны окружающей среды и охраны труда обуславливающего социальную ответственность энергетического комплекса предприятий. Учтены факторы защиты окружающей среды. Разработаны технические и организационные мероприятия, уменьшающие вероятность реализации опасного поражающего потенциала современных технических систем, подготовке объекта.
- разработана однолинейная схема ПС Уяр Тяговая после реконструкции (Приложение В).