Тема: Электроснабжение железнодорожного предприятия (автоматизация учёта электроэнергии)

**Admin** · 27.03.2011, 08:57

Электроснабжение железнодорожного предприятия (автоматизация учёта электроэнергии)

Дипломная работа

Скачать

Цитата:

ВВЕДЕНИЕ

Важнейшей задачей всех служб железнодорожного транспорта являются:
- повышение уровня электрификации, механизации и автоматизации технологических процессов;
- существенный подъём производительности и энерговооружённости труда;
- обеспечение более экономичного использования электрической энергии путём внедрения новой техники и усовершенствования оборудования;
- усовершенствование и автоматизация учёта и контроля за использованием энергоресурсов [1].
Несмотря на некоторые особенности, электроснабжение нетяговых потребителей железнодорожного транспорта осуществляется по тем же принципам, что и промышленное электроснабжение. При реконструкции, модернизации или новом строительстве основной проблемой промышленного электроснабжения является рациональный выбор:
- источника питания;
- места размещения понизительных подстанций и силовых пунктов;
- числа и мощности трансформаторов;
- сечения проводов и жил кабелей;
- устройств защиты от аварийных режимов.
В общем балансе электроэнергии, потребляемой предприятиями железнодорожного транспорта нетяговые потребители занимают около 30 %. Наиболее крупные нетяговые потребители железнодорожного транспорта сосредоточены на сортировочных и участковых станциях и на железнодорожных узлах. Электроснабжение этих потребителей выполняется, как правило, с использованием схем, принятых для электроснабжения промышленных предприятий. За последнее десятилетие созданы новые конструкции и виды электротехнического оборудования силовых и измерительных трансформаторов, реакторов, ячеек типа КСО, коммутационных аппаратов, устройств защиты от перенапряжений.
Правильное проектирование системы электроснабжения депо, рациональное размещение подстанций в центре электрических нагрузок и равномерное распределение электрических нагрузок, уменьшит потери электроэнергии, повысит уровень надежности электроснабжения, приведет к уменьшению приведенных затрат и снижению удельных норм расхода электроэнергии [1].
Общая цель обновления устройств электроснабжения нетяговых потребителей заключается в сочетании качественного повышения технико-эксплуатационных, энергетических, экономических показателей работы системы электроснабжения с минимизацией затрат на проведение модернизации при учете реальных или планируемых объемов грузопотока.
В связи со значительным моральным и физическим износом основного производственного оборудования и питающих его электрических сетей и систем на ряде предприятий проводится комплексная реконструкция всего производственного процесса. При этом появляется возможность по-новому пересмотреть систему электроснабжения, заново оптимизировать конфигурацию питающей и распределительной сети и применить современные образцы электротехнического оборудования.
Наряду с этим при переходе на рыночные отношения в электроэнергетике возникла необходимость внедрения новых счётчиков электроэнергии и создания каналов связи для её автоматизированного учёта.
Целью дипломного проекта является проведение расчётов рабочего режима, а также расчётов аварийных режимов для выбора силового электрооборудования и уставок токовых защит при реконструкции электроснабжения локомотивного депо «Отрожка» по ремонту и техническому обслуживанию локомотивов и электропоездов расположенного на Лискинском отделении Юго-Восточной железной дороги.
Целью специального вопроса является совершенствование и автоматизация учёта электроэнергии.
Целью экономического раздела является расчёт реконструкции электроснабжения локомотивного депо.
Целью раздела охрана труда и экология является разработка технологической карты по безопасному выполнению работ при замене КТП 6 кВ, а также расчёт выбросов от осуществляемых в депо технологических процессов.
В связи с большим объемом выполняемых расчетов задание на проектирование разделено на две технологические части, поэтому расчет нагрузок в данном дипломном проекте выполнен совместно со студентом Свиридовым Павлом Михайловичем. Расчет нагрузок, в части, соответствующей заданию на проектирование, выполнен самостоятельно, а для выбора подстанции, источников питания и схемы распределительной сети учтено все электрооборудование, установленное в депо (вся нагрузка депо).

1 РЕКОНСТРУКЦИЯ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО
предприятия

1.1 РАСЧЁТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК ПРЕДПРИЯТИЯ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЛОКОМОТИВНОГО ДЕПО
Локомотивное депо «Отрожка» Лискинского отделения Юго – Восточной железной дороги занимается техническим обслуживанием и ремонтом дизель-поездов и электропоездов и по надежности электроснабжения относится к потребителям третьей категории. Приведём общую характеристику локомотивного депо.
Год пуска в эксплуатацию – 1870 г., разрядность депо – внеклассное.
Площадь территории – 58600 м2, в том числе застроенная – 41170 м2.
Общая полезная длина путей – 4260 м, из них 2924 м– на открытой территории и 1336 м– в зданиях депо.
Электрифицировано – 1274 м путей.
Общая полезная площадь цехов – 16142,6 м2, в том числе:
- стойловой части – 6728,4 м2
- мастерских и подсобных цехов – 5549,4 м2
- служебно–бытовых помещений – 3864,8 м2
В депо имеется:
- цех для капитального ремонта КР – 1 и текущего ремонта ТР – 3 электропоездов с прилегающими вспомогательными цехами и отделениями;
- цех текущего ремонта ТР-2, ТР-1 и ТО-3 дизель - поездов;
- пункт технического обслуживания электропоездов открытого типа без смотровой канавы на одно стойло (пять секций);
- пункт технического обслуживания дизель – поездов открытого типа, совмещённый с экипировкой на одно стойло (четыре секции);
- пункт обмывки электропоездов и дизель – поездов открытого типа.
Имеются также экипировочные и другие устройства, в том числе:
- база запаса топлива;
- склад сырого песка на 1000 м3 с пескосушилкой;
- пункт экипировки тепловозов типа ЧМЭ-3 и путевой техники.
Электропоезда работают на полигонах Мичуринск – Воронеж – Россошь протяжённостью 440 км, Валуйки – Воронеж протяжённостью 260 км, Воронеж – Поворино протяжённостью 320 км.
В депо решаются вопросы реконструкции и расширения производства, внедрения новых технологических процессов. Своими силами в депо построены цеха: нестандартного оборудования, станция испытания дизелей, кузовной цех, помещение машиной химчистки «Орбита».
Внедрение системы диагностики подшипников качения, зубчатых передач, тяговых двигателей моторных вагонов электропоездов с применением вибродиагностического комплекса «Вектор – 2000» позволяет своевременно оценивать техническое состояние этих узлов и снизить количество случаев неисправности мотор-вагонного подвижного состава (МВПС) в эксплуатации.
Восстанавливаются изношенные и изготавливаются новые узлы и детали МВПС. Всего восстанавливается 21 наименований узлов и деталей, изготавливается 65 наименований изделий из капрона и резины, ежемесячно восстанавливается от 150 до 200 банок аккумуляторных батарей ПК – 55.
Режим работы основных цехов депо – односменный. Для отдельных участков, занятых подготовкой локомотивов в рейс применяется трёхсменный график работы.
План депо с расположением технологического оборудования представлен в исходных данных. Основное производственное здание депо состоит из 15 отделений и участков, расположенных в общем корпусе в отдельных помещениях. Возле склада агрегатов имеется открытая площадка для хранения громоздких деталей и тележек подвижного состава оборудованная рельсовыми путями. Административные и бытовые помещения расположены в отдельном здании на втором этаже над пантографным отделением.
Электропитание цехов и отдельных электроустановок осуществляется низковольтными кабельными линиями с напряжением 380/220 В. В основном срок эксплуатации кабельных линий (КЛ) депо составляет более 15…20 лет, в результате чего наблюдается их частый выход из работы. Система электроснабжения локомотивного депо сложилась за предыдущие годы, постоянно изменяясь для выполнения новых производственных задач и в результате устранения последствий обрывов и аварий.
Изношенность всей сети электроснабжения и оборудования депо привела к постепенной замене ранее проложенных кабелей подземной или внутренней прокладки в наружном исполнении и изменениям схемы, которые зачастую не отражались в технической документации. Это может создать множество трудностей при организации работ и обеспечении безопасности выполнения работ.

РАСЧЁТ ОСВЕТИТЕЛЬНОЙ НАГРУЗКИ
В общем балансе потреблённой энергии значительную часть составляет электрическое освещение. Для экономии топливно-энергетических ресурсов необходимо добиваться увеличения естественного освещения помещений предприятия и применять новые типы светотехнических установок и светильников.
В большинстве помещений депо применяется общее электрическое освещение от сети с фазным напряжением 220 В. Освещение смотровых канав в ряде цехов по обслуживанию и ремонту подвижного состава осуществляется с применением напряжения 12 В. От освещённости производственного помещения и конкретного рабочего места зависит безопасность производительность труда на предприятии. Осветительные нагрузки для отдельных цехов и участков могут составлять значительную часть в электропотреблении [1]. Для освещения производственных помещений железнодорожного транспорта применяются следующие виды освещения:
- общее, при котором светильники размещают в верхней зоне помещения равномерно (общее равномерное освещение) или применительно к располагаемому оборудованию (общее локализованное освещение);
- местное, дополняемое к общему, создаваемое светильниками концентрирующими световой поток непосредственно на рабочем месте;
- комбинированное;
- дежурное в нерабочее время;
- эвакуационное;
- аварийное, для продолжения работы при аварийном отключении рабочего освещения.
От выбора светильников зависит расход электроэнергии на осветительные цели. Выбор типа освещения определяется конкретными условиями цеха и участка 2. Общее освещение производственных помещений железнодорожного транспорта следует осуществлять светильниками с газоразрядными источниками света (лампы ДРЛ, ДРИ, ДНаТ) применять и люминесцентные лампы. При повышенных требованиях к цветопередаче следует применять люминесцентные лампы типов ЛДЦ, ЛХБ, ЛХЕ и ЛЕ. Лампы типа ДНаТ необходимо применять для освещения зрительных работ средней и малой точности 2. Из-за высокой пульсации светового потока их можно применять только при наличии равномерного распределения по всем трём фазам питающей сети.
Лампы накаливания следует использовать:
- для местного освещения;
- для освещения помещений с временным пребыванием людей;
- во взрыво – и пожароопасных помещениях и в помещениях с тяжёлыми условиями среды;
- для аварийного и эвакуационного освещения 2.
Общее освещение помещений проектируется, как правило, равномерным.
Существует несколько методов расчета освещения:
 метод прямых нормативов. Применяется для освещения помещений площадью до 10 м2, таких как лестницы, коридоры, проходы;
 метод удельной установленной мощности;
 метод коэффициента использования;
 точечный метод.
На всех стадиях проектирования для общего равномерного освещения допускается взамен полного светотехнического расчёта определять мощность и число ламп по таблицам удельной мощности и по коэффициенту спроса. По упрощённой форме этого метода применяются таблицы удельной мощности [2].
Для предприятий железнодорожного транспорта удельная мощность нагрузки освещения pУД принимается равной:
- цеха подъёмочного ремонта, pУД.= 0,017 кВт/ м2;
- служебно-бытовые помещения, pУД.= 0,016 кВт/ м2;
- механическая мастерская, pУД.= 0,013 кВт/ м2;
- склад местных грузов, pУД.= 0,006 кВт/ м2;
- грузовые дворы, pУД.= 0,0005 кВт/ м2;
- улицы, проезды, открытые проходы, pУД.= 0,006 кВт/ пог. м.
Расчет освещения в цехах и отделениях депо выполним методом удельной установленной мощности. Установленная мощность зависит от нормы освещенности, типа светильника, высоты подвеса светильника и площади помещения. В качестве источника света принимается лампа с напряжением 220 В. В качестве источника света в основных производственных цехах депо выбираем светильники с металлогалогенными лампами. По нормируемой общей освещенности для производственных цехов принимаем нормативную освещенность 100 лк [2]. Точность работ в цехах средняя, контраст средний, фон темный. Площадь помещения, F ПОМ, м2, определяется по формуле (1.1)

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате расчётов пришли к выводу, что один из трансформаторов питающей подстанции ТП Депо подлежит замене на более мощный. Была определена нагрузка ТП Депо за максимально загруженную смену Sсм. В соответствии с полученными данными был выбран трансформатор типа ТМ-630/6/0,4У2. Также по этим данным было выбрано компенсирующее устройство типа УКЛН-0,38-400-50-У3.
Для определения сечения кабелей, питающих силовые пункты, определели максимальную нагрузку ТП Депо. Она составила
1083,7 кВ•А. Для прокладки сети от подстанции ТП – Депо к силовым пунктам внутри депо выбраны кабели типа АВВГ с требуемым для каждого пункта сечением.
Реконструкцию системы электроснабжения локомотивного депо предлагается выполнить:
- с максимальным сохранением оборудования, не выработавшего нормативный срок эксплуатации;
- с применением новых современных электротехнических устройств.
В соответствии с этим положением, питание основной части нагрузок сохраняем от существующей двухтрансформаторной подстанции.
Силовые пункты и распределительные шкафы располагаем в центре электрических нагрузок групп электроприёмников, что позволяет выполнить оптимальную распределительную сеть предприятия. Принято решение заменить распределительные шкафы только пяти силовых пунктов. Выбраны распределительные шкафы типа ПР 8703 – 1064 – УХЛ2.
Токовые защиты низковольтных фидеров выбраны в соответствие с действующими нормативами по условиям электробезопасности и селективности на новой элементной базе.
Для совершенствования учёта электроэнергии необходимо проведение комплексной автоматизации с применением компьютерной техники, новых линий передачи данных и электронных многофункциональных счётчиков.В процессе проектирования был осуществлён расчет стоимости реконструкции системы электроснабжения локомотивного депо. В данном расчёте учитывалась стоимость кабеля, необходимого для прокладки сети от подстанции ТП Депо к силовым пунктам внутри депо, а также стоимость распределительных шкафов подлежащих замене. Затраты на реконструкцию составили 913,8563 тысяч рублей.При электроснабжении нетяговых потребителей требуется соблюдение правил электробезопасности, сформированных на базе действующих нормативных документов. В частности в проекте разработана технологическая карта безопасного производства работ при замене комплектной трансформаторной подстанции 6 кВ.Рассмотрены вопросы экологической безопасности в локомотивном депо, мероприятия по снижению вредных выбросов в атмосферу, мероприятия по утилизации отходов депо. Произведён расчёт выбросов оксида олова, свинца и трихлорэтилена, вызванных технологическими процессами в депо.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Поплавский А. Н., Краснов Б. Д., Недачин В. В. Стационарная электроэнергетика железнодорожного узла. – М.: Транспорт, 1986. 279 с.
2. 2 Сборник технических указаний, информационных материалов и руководящих указаний по хозяйству электроснабжения железных дорог, разработанных в 2000 - 2004 годах. ОАО РЖД, - М., "ТРАНСИЗДАТ", 2006 г. –512 с.
3. 3 Справочник по проектированию электроснабжения промышленных предприятий / Под ред. Ю. Г .Барыбина, Л. Е. Федорова, М. Г. Зименкова и др. М.: Энергоатомиздат, 1990. 576 с.
4. 4 Правила устройства электроустановок. 6-е издание. М.: Главгосэнергонадзор России, 1998. 607 с.
5. 5 Правила устройства электроустановок. Седьмое издание. Санкт Петербург.: Издательство ДЕАН, 2002. 176 с.
6. 6 Федеральный закон «Об электроэнергетике» от 26 марта 2003 года
7. № 35 ФЗ.
8. 7 В.К. Чирков Автоматизация учёта электрической энергии в России и за рубежом: Лекции. – РГУПС, - 24 с.
9. 8 Энергетическая стратегия ОАО «РЖД» на период до 2010 года и на перспективу до 2020 года. М. – 2004 г. 77 с., приложения 100 с.
10. Сборник технических указаний, информационных материалов и руководящих документов по хозяйству электроснабжения железных дорог, разработанных в 2004 году / ОАО РЖД. Департамент электрификации и электроснабжения. - М.: Трансиздат, 2005. - 183 с.: ил., табл., прил.
11. Экономика железнодорожного транспорта. Под общ.ред. В.А. Дмитриева. – М.: Транспорт. 1997.
12. Экономика предприятий по ремонту электроподвижного состава и устройств электроснабжения/Под ред. В.А. Дмитриева. - М.: Транспорт, 1983.
13. Прайс – листы фирм, производящих электротехническую продукцию.
14. Долин П.А. Основы техники безопасности в электроустановках: Учебное пособие для вузов. – 2-еизд., перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1984;
15. Межотраслевые правила по охране труда (правила безопасности) при эксплуатации электроустановок. – М.: Издательство НЦ ЭНАС, 2001.
16. Сборник материалов по охране труда в хозяйстве электроснабжения железных дорог РФ/Департамент электрификации и электроснабжения МПС РФ. М.: ТРАНСИЗДАТ, 1998.
17. Технологические карты на работы по содержанию и ремонту устройств контактной сети электрифицированных железных дорог. Книга 3. Техническое обслуживание, текущий и капитальный ремонт линейных устройств нетягового энергоснабжения на опорах контактной сети и самостоятельных опорах на обходах. М.: Трансиздат, 2000.
18. Охрана атмосферы и предложения по предельно допустимым выбросам и временно-согласованным выбросам для локомотивного депо на станции Отрожка ЮВЖД.
19. Проект нормативов ПДВ локомотивного депо «Отрожка» ЮВЖД г. Воронеж – 1993 год.
20. СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200-03.
21. Закон РФ «Об охране окружающей среды» №7 ФЗ.
22. Сборник методик по расчёту различными производствами выбросов в атмосферу загрязняющих веществ. Госкомгидромет, 1986 г. 186 с.
23. Методические указания проведения инвентаризации выбросов загрязняющих веществ для автомобильных предприятий. М. 1991 г.