Реконструкция системы электроснабжения нетяговых потребителей ст. Улан-Удэ

1 Анализ существующей системы электроснабжения ст.
Улан-Удэ 9
1.1 Структурная схема электроснабжения 9
1.2 Общая характеристика системы электроснабжения 9
1.3 Общая характеристика элементов системы
электроснабжения нетяговых потребителей ст. Улан-Удэ 11
1.3.1 Воздушные и кабельные линии 6 и 0,4 (0,23) кВ 11
1.3.2 Понизительные трансформаторные подстанции 12
1.3.3 Порядок организации технического обслуживания и 12
ремонта устройств электроснабжения, предназначенных для питания нетяговых потребителей ст. Улан-Удэ
2 Характеристика нетяговых и сторонних потребителей
ст. Улан-Удэ 17
2.1 Категорийность потребителей 17
2.2 Анализ потребления электрической энергии
нетяговыми и сторонними потребителями ст. Улан-Удэ 24
3 Анализ технического состояния ТП 5, ТП 14 26
3.1 Трансформаторная подстанция ТП 5 26
3.1.1 Общие сведения о трансформаторной подстанции 26
3.1.2 Схема электрических соединений трансформаторной
подстанции 27
3.1.3 Оборудование трансформаторной подстанции 27
3.1.4 Основные технические решения по реконструкции ТП 5 32

3.2 Трансформаторная подстанция ТП 14 33
3.2.1 Общие сведения о трансформаторной подстанции 33
3.2.2 Схема электрических соединений трансформаторной
подстанции 35
3.2.3 Оборудование трансформаторной подстанции 35
3.2.4 Основные технические решения по реконструкции
ТП 14 39
4 Определение расчетных электрических нагрузок 41
потребителей ТП 5, ТП 14
5 Выбор числа и мощности силовых трансформаторов 44
ТП 5, ТП 14
6 Расчет максимальных рабочих токов основных
присоединений ТП 5,ТП 14 46
7 Расчет токов короткого замыкания во всех РУ ТП 5,
ТП 14 51
7.1 Расчетная схема 51
7.2 Схема замещения 52
7.3 Определение действительных значений параметров
элементов схемы замещения 54
7.4 Преобразование схемы замещения 58
7.5 Расчет токов короткого замыкания на шинах РУ-6 кВ 63
7.6 Расчет токов короткого замыкания на шинах
РУ-0,4 кВ 66
8 Расчет величины теплового импульса для всех
РУ ТП 5, ТП 14 69
9 Выбор и проверка аппаратуры и токоведущих частей
РУ-6 кВ ТП 5, ТП 14 71
9.1 Выбор и проверка сборных шин и токоведущих
элементов. Выбор изоляторов 71
9.2 Выбор и проверка коммутационной аппаратуры
РУ-6 кВ 75
9.2.1 Выключатели 75
9.2.1.1 Выбор и проверка выключателей РУ-6 кВ ТП 5 77
9.2.1.2 Выбор и проверка выключателей РУ-6 кВ ТП 14 78
9.2.2 Разъединители 81
9.2.3 Предохранители 83
9.3 Выбор и проверка трансформаторов тока 83
9.4 Выбор и проверка трансформаторов напряжения ТП 5 85
9.5 Выбор и проверка устройств защиты от
перенапряжений 87
10 Выбор и проверка аппаратуры и токоведущих частей
РУ-0,4 кВ ТП 5, ТП 14 91
10.1 Выбор и проверка сборных шин и токоведущих
элементов 91
10.2 Выбор и проверка коммутационной аппаратуры
к РУ-0,4 В 90
10.2.1 Автоматические выключатели 90
10.2.1.1 Выбор и проверка выключателей РУ-0,4 кВ ТП 5 91
10.2.1.2 Выбор и проверка выключателей РУ-0,4 кВ ТП 14 93
10.2.2 Рубильники 95
10.3 Выбор и проверка трансформаторов тока 97
11 Расчет установок компенсации реактивной
мощности для ТП 5, ТП 14 100
12 Безопасность жизнедеятельности 103
12.1 Общая характеристика и анализ потенциальных
опасностей при работах по реконструкции системы электроснабжения
ст. Улан-Удэ 103
12.2 Места повышенной опасности ТП 5, ТП 14 104
12.3 Обеспечение безопасности при эксплуатации
электроустановок 107
13 Привидение зданий ТП к единому корпоративному
стилю ОАО «РЖД» 111
14 Экономическая часть 113
14.1 Капитальные вложения на реконструкцию подстанций 113
14.2 Расчет эксплуатационных расходов до реконструкции
подстанций 115
14.2.1 Определение трудозатрат на содержание и ремонт ТП 115
14.2.2 Определение расходов на оплату труда 117
14.2.3 Определение отчислений на социальные нужды 119
14.2.4 Определение затрат на общепроизводственные и
общехозяйственные нужды 120
14.2.5 Определение затрат на материалы и электроэнергию 120
14.3 Расчет эксплуатационных расходов после
реконструкции подстанций 121
14.3.1 Определение трудозатрат на содержание и ремонт ТП 121
14.3.2 Определение расходов на оплату труда 122
14.3.3 Определение отчислений на социальные нужды 123
14.3.4 Определение затрат на общепроизводственные и
общехозяйственные нужды 123
14.3.5 Определение амортизационных отчислений 123
14.4 Расчет экономической эффективности реконструкции 124
Заключение 126
Список использованных источников 128
Приложение А Технические характеристики выбранного
оборудования трансформаторных подстанций 130

Весь текст будет доступен после покупки

Железнодорожный транспорт является ключевым звеном в транспортной инфраструктуре России и имеет важное экономическое и стратегическое значение. Основная его функция заключается в обеспечении заданных объемов грузо- и пассажироперевозок по сети железных дорог. Система тягового электроснабжения как структурный элемент электрифицированной железной дороги направлена на обеспечение надежного и бесперебойного электроснабжения тяговых и стационарных (нетяговых) потребителей для поддержания непрерывного перевозочного процесса.
Перевозочный процесс невозможен без надёжной работы распределительных сетей, так как бесперебойное электроснабжение нетяговых железнодорожных потребителей обеспечивает необходимую эксплуатационную работу железных дорог.
К нетяговым железнодорожным потребителям относятся потребители электрической энергии всех служб железных дорог, кроме электрической тяги поездов, непосредственно связанные с эксплуатацией и обслуживанием подвижного состава, машин и механизмов, для питания электрооборудования депо, промышленных предприятий, линейных устройств автоблокировки, освещения станций и т. п.
Данная дипломная работа посвящена реконструкции системы электроснабжения нетяговых и сторонних потребителей ст. Улан-Удэ в связи со значительным моральным и физическим износом основного производственного оборудования и питающих его электрических сетей и систем. При этом пересмотрена система электроснабжения, заново оптимизирована конфигурация питающей и распределительной сети и рассмотрены современные образцы электротехнического оборудования.

Весь текст будет доступен после покупки

1 Анализ существующей системы электроснабжения ст. Улан-Удэ
1.1 Структурная схема электроснабжения

Структурная схема электроснабжения нетяговых и сторонних потребителей ст. Улан-Удэ выполняется в соответствии с рисунком 1.1.

1.2 Общая характеристика системы электроснабжения

Система электроснабжения нетяговых и сторонних потребителей ст. Улан-Удэ включает в себя:
а) три независимых взаимно резервируемых источника питания:
- ТП-Западная;
- ЦРП-ЛВРЗ;
- ДПР;
б) воздушные и кабельные линии (ВЛ, КЛ) электропередачи 6 кВ, осуществляющие транспортировку электрической энергии от источника питания до центрального распределительного пункта и понизительных трансформаторных подстанций:
- ВЛ (КЛ)-6 кВ фидер 2;
- ВЛ (КЛ)-6 кВ фидер 3;
- ВЛ (КЛ)-6 кВ фидер «ДПР»;
в) электрооборудование понизительных трансформаторных подстанций:
- ЦРП;
- ТП-1, ТП-2, ТП-3, ТП-4, ТП-5, ТП-12, ТП-НОДХ;
- ТП-8, ТП-10, ТП-13, ТП-14, ТП-16;
- ТП-11, ТП-15, ТП-ДОП;
- воздушные и кабельные линии 0,4 (0,22) кВ.
Рис 1.1 - Структурная схема электроснабжения потребителей ст. Улан-Удэ
1.3 Общая характеристика элементов системы электроснабжения нетяговых потребителей ст. Улан-Удэ
1.3.1 Воздушные и кабельные линии 6 и 0,4 (0,23) кВ

Основные технические показатели воздушных и кабельных линии, предназначенных для электроснабжения нетяговых и сторонних потребителей ст. Улан-Удэ приведены в таблице 1.1.
Таблица 1.1

Конструктивное
исполнение
линии
электропередачи Напряжение,
кВ Протяженность, км Дополнительная
характеристика
Воздушные (ВЛ) до 1000 В 3,06 Марка проводов АС-35
Марка
изоляторов ТФ-12, ТФ-16, ТФ-20
Тип опор деревянные
свыше 1000 В 5,135 Марка проводов АС-70
Марка
изоляторов ШФ-10, ШС-10,
ПСД-70
Тип опор деревянные,
железобетонные
Кабельные
(КЛ) до 1000 В 14,942 Марка
кабелей различные
свыше 1000 В 8,822 Место и характер прокладки В земле; глубина заложения h=0,7 м;
закрыты красным кирпичом; через железную дорогу проложены в асбестоцементных
трубах

1.3.2 Понизительные трансформаторные подстанции

Анализ технического состояния понизительных трансформаторных подстанций, предназначенных для электроснабжения нетяговых и сторонних потребителей ст. Улан-Удэ выполнен в соответствии с рисунком 1.2.
Проведенный анализ схемы электроснабжения ст. Улан-Удэ и технических характеристик оборудования ТП показывает, что установленное в настоящее время оборудование морально и физически устарело.

1.3.3 Порядок организации технического обслуживания и ремонта устройств электроснабжения, предназначенных для питания нетяговых потребителей ст. Улан-Удэ

Организация и проведение технического обслуживания и ремонта устройств внешнего электроснабжения нетяговых и сторонних потребителей ст. Улан-Удэ осуществляется Улан-Удэнской дистанцией электроснабжения, в частности структурным подразделением дистанции – Центральным районом электроснабжения (ЦРЭС). Штатная численность Центрального района электроснабжения – 18 человек, их них:
- начальник цеха – 1 чел.;
- электромеханик – 3 чел.;
- дежурный электромонтер 5 разряда – 4 чел.;
- электромонтер 5 разряда – 2 чел.;
- электромонтер 4 разряда – 2 чел.
- электромонтер 3 разряда – 3 чел.
- электромонтер-водитель – 3 чел.;
- машинист бурильно-крановой установки – 1 чел.







Рисунок 1.2 – Анализ технического состояния оборудования ТП ст. Улан-Удэ

Для своевременного и качественного выполнения работ по техническому обслуживанию и ремонту устройств электроснабжения цех оснащен специализированной автомобильной техникой:
- передвижной ремонтной мастерской на базе автомобиля УАЗ-390995;
- краном-манипулятором на базе автомобиля ГАЗ-33106 «Валдай».
Планирование и проведение работ по техническому обслуживанию и ремонту устройств электроснабжения нетяговых потребителей организуется в соответствии с требованиями:
- «Правил устройств электроснабжения» (ПУЭ);
- «Правил технической эксплуатации электроустановок потребителей» (ПТЭЭП);
- «Технологических карт на межремонтные испытания оборудования тяговых и трансформаторных подстанций железных дорог», утвержденных ЦЭ в 2005 году;
- «Технологических карт устройств электроснабжения нетяговых потребителей», утвержденных ЦЭ 23.09.2013;
- стандарта СТО РЖД 1.12.001-2007 «Устройства электрификации и электроснабжения. Техническое обслуживание и ремонт. Общие требования», утвержденным распоряжением ОАО «РЖД» от 29.12.2007 года № 2496р (с учетом внесенных изменений: изменение № 1, утвержденное распоряжением ОАО «РЖД» от 16.04.2008 № 806р; изменение № 2, утвержденное распоряжением ОАО «РЖД» от 31.12.2009 г. № 2763р);
- стандарта СТО РЖД 12.003-2011 «Требование к техническому обслуживанию и ремонту тяговых подстанций, трансформаторных подстанций и линейных устройств тягового электроснабжения», утвержденным распоряжением ОАО «РЖД» от 22.11.2011 № 2514р;
- нормативно-технической документации в области охраны труда («Правил по охране труда при эксплуатации электроустановок» (ПОТЭЭ), «Инструкции по безопасности при эксплуатации электроустановок тяговых подстанций и районов электроснабжения железных дорог ОАО «РЖД»» (ЦЭ-4054));
- «Нормативов численности работников хозяйства электрификации и электроснабжения», утвержденных распоряжением ОАО «РЖД» от 24.03.2014 № 756р;
- иной нормативно-технической документации.
Основные положения стандарта СТО РЖД 1.12.001-2007 «Устройства электрификации и электроснабжения. Техническое обслуживание и ремонт. Общие требования» представлены в соответствии с рисунком 1.3.









Рис 1.3 – Основные положения СТО РЖД 1.12.001-2007
2 Характеристика нетяговых и сторонних потребителей ст. Улан-Удэ
2.1 Категорийность потребителей

В отношении обеспечения надежности электроснабжения нетяговые железнодорожные потребители ст. Улан-Удэ разделяются на следующие категории (в соответствии с ПГ-8-90 «Категорийность электроприемников нетяговых потребителей железнодорожного транспорта»):
- первая категория - электроприемники, перерыв электроснабжения которых может повлечь за собой опасность для жизни людей, срыв графика движения поездов, значительный ущерб железнодорожному транспорту;
- особая группа первой категории - электроприемники, надежная работа которых необходима для обеспечения бесперебойного движения поездов, предотвращения угрозы жизни людей, пожаров;
- вторая категория - электроприемники, перерыв электроснабжения которых приводит к нарушению движения поездов или производственного цикла крупных предприятий;
- третья категория - все остальные электроприемники, не относящиеся к первой и второй категории.
Электроприемники первой категории обеспечиваются электроэнергией от двух независимых взаиморезервируемых источников питания, и перерыв их электроснабжения при отключении одного из источников питания может быть допущен лишь на время автоматического перехода на второй источник или автоматического восстановления питания от первого. Источники питания считаются независимыми друг от друга в том случае, когда выход из строя одного из них не вызывает отключения другого.
Для электроснабжения особой группы электроприемников первой категории предусматривается дополнительное питание от третьего, независимого от двух первых, источника. В качестве третьего источника питания для особой группы электроприемников, а также в качестве второго источника для электроприемников первой группы используются специальные агрегаты или аккумуляторные батареи.
Электроприемники второй категории рекомендуется обеспечиваются электроэнергией от двух независимых источников питания, но при нарушении электроснабжения от одного из источников допустимы перерывы электроснабжения на время, необходимое для включения второго источника питания дежурным персоналом или выездной оперативной бригадой. Допускается питание этой категории электроприемников по одному фидеру, если обеспечена возможность проведения аварийного ремонта линии этого фидера за время не более одних суток. Кабельные вставки этой линии должны выполняться двумя кабелями, каждый из которых выбирают по отдельно допустимой нагрузке линии. Допускается питание электроприемников второй категории от одного трансформатора при наличии централизованного резерва трансформаторов и возможности замены поврежденного трансформатора за время не более одних суток.
Электроснабжение электроприемников третьей категории выполняется от одного источника питания, но перерывы электроснабжения, необходимые для ремонта или замены поврежденного элемента системы электроснабжения, не должны превышать одних суток.
Сторонние потребители ст. Улан-Удэ, как правило, относятся к третьей группе (в соответствии с Правилами устройства электроустановок).

Весь текст будет доступен после покупки

Веселова, И. В. Экономика отрасли: методические указания по выполнению курсовой работы / И.В. Веселова . – М.: Транспечать, 2003. – 55 с.
Гринберг – Басин, М. М. Тяговые подстанции: пособие по дипломному проектированию / М.М. Гринберг – Басин. – М: Транспорт, 1986 – 168 с.: ил.
Инструкция по безопасности при эксплуатации электроустановок тяговых подстанций и районов электроснабжения железных дорог ОАО «РЖД»: ЦЭ-4054: утв. ОАО «РЖД» 17.03.2008: ввод в деств. С 17.03.2008. – М.: Трансиздат, 2008. – 135 с.
Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчета в электроустановках переменного тока напряжением до 1 кВ: ГОСТ 28249. – Введ. 1995 – 01 – 01 – Минск: издательство стандартов, 1944. – 44 с.
Неклепаев, Б.Н. Электрическая часть электростанций и подстанций: справочные материалы для курсового и дипломного проектирования: учеб. пособие для вузов / Б.Н. Неклепаев, И.П. Крючков – 2-ое изд., перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат,1989 – 608 с.: ил.

Весь текст будет доступен после покупки