Анализ выбора оборудования тяговой подстанции станции Густафьево и опыт эксплуатации выпрямителей

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Теоретический раздел

1.1 Выбор однолинейной схемы

1.2 Расчет мощности подстанции

1.3 Расчет максимальных рабочих токов

1.4 Расчет параметров короткого замыкания

1.5 Выбор и проверка высоковольтных выключателей

1.6 Выбор и проверка разъединителей

1.7 Выбор и проверка трансформаторов тока

1.8 Выбор и проверка трансформаторов напряжения

2. Технологический раздел

2.1 Назначение выпрямителей

2.2 Эксплуатационные характеристики выпрямителей

2.3 Мостовые схемы выпрямления

2.4 Конструкция преобразовательного агрегата

2.5 Техническое обслуживание и ремонт выпрямителей

3. Экономический раздел

4. Охрана труда и безопасность движения

Заключение

Библиографический список

Приложение А Исходные данные

Приложение Б Наряд - допуск для текущего ремонта выпрямителя

Приложение В Бланк переключений вывода в ремонт выпрямителя

Приложение Г Бланк переключений ввода в работу выпрямителя

Внешний вид преобразовательного агрегата лист Д1

Двенадцатипульсовая схема выпрямления последовательного типа лист Д2

Введение

Железные дороги - она из важных составных частей материально-технической базы экономики страны.

Тяговая подстанция - сооружение, в котором расположено оборудование, предназначенное для трансформации, преобразования и распределения электрической энергии, используемой на электрифицированных железных дорогах, трамвайных и троллейбусных линиях, в метрополитене.

Тяговые подстанции железнодорожного транспорта используются и для питания электроэнергией не тяговых потребителей различных железнодорожных служб, промышленных, сельскохозяйственных и коммунально-бытовых предприятий, расположенных в районах, прилегающих к электрифицированным железным дорогам.

По способу управления различают телеуправляемые и нетелеуправляемые тяговые подстанции; по способу обслуживания - с постоянным дежурным персоналом, с дежурством на дому, без дежурного персонала; по конструктивному исполнению различают тяговые подстанции открытого типа, в которых основное оборудование размещается на открытом воздухе, и закрытого типа - с основным оборудованием, находящимся в здании. Применяют также передвижные тяговые подстанции, которые предназначены главным образом для резерва на случай выхода из строя стационарных тяговых подстанций.

Каждая тяговая подстанция является ответственным электротехническим сооружением (электроустановкой), оснащенной мощной современной силовой (трансформаторы), коммутационной (выключатели, разъединители) и вспомогательной аппаратурой. Насыщенность тяговых подстанций разнообразной по назначению аппаратурой существенно выше, чем равных по мощности и классу первичного питающего напряжения подстанций энергосистем. Это объясняется многофункциональностью тяговых подстанций - от них получают питание не только электрические поезда, но также районные и нетяговые потребители железных дорог.

Цель работы: выполнить анализ выбора оборудования тяговой подстанции станции Густафьево с разработкой однолинейной схемы и опыт эксплуатации современных выпрямителей типа В-МПП-Д-1,6к-3,3к УХЛ4.

Задачи:

1 Выбрать оборудования тяговой подстанции станции Густафьево с разработкой однолинейной схемы и указанием на ней марок аппаратуры;

2 Представить паспортные данные вентильных конструкций двенадцатипульсовых схем выпрямления последовательного типа и эксплуатационные характеристики выпрямителей; описать конструкцию преобразовательного агрегата, техническое обслуживание и ремонт выпрямителей;

3 Определить общий годовой фонд заработной платы работников подстанции;

4 Рассмотреть технику безопасности при работах на выпрямителях.

1. Теоретический раздел

1.1 Выбор однолинейной схемы

Однолинейная схема состоит из 3 распределительных устройств: открытое распределительное устройство (ОРУ) - 110 кВ, закрытых распределительных устройств (ЗРУ) - 10 кВ, 3,3 кВ. Однолинейная схема электрических соединений определяет основные качества электрической части спроектированной подстанции. От этой схемы зависят надежность электрооборудования потребителей, ремонтоспособность, удобство технического обслуживания и безопасность персонала, рациональность размещения электрооборудования.

Распределительное устройство 110 кВ. Питание на трансформаторы поступает по линиям электропередачи по вводам W1, W2, на которых установлены разъединители типа РДЗ - 110Б/1000 НУХЛ1 с дистанционными приводами. Между вводами выполняется перемычка с двумя разъединителями, один имеет дистанционный привод, другой ручной привод. На первичной стороне трансформаторов также установлены разъединители, такие же как на вводах. Встроенные трансформаторы тока необходимы для подключения амперметра и релейных защит. Наличие перемычки с разъединителем, имеющим дистанционное управление, позволяет обеспечить питание любого трансформатора по любому вводу или двух трансформаторов по одному вводу. Второй разъединитель перемычки с ручным приводом используется при ремонте для создания видимого разрыва цепи, трансформатор остается в работе, получая электроэнергию по вводу W2.

Распределительное устройство 10 кВ. На тяговых подстанциях ЗРУ-10 кВ может получать питание от одного понижающего трансформатора при включенном секционном выключателе. Для ЗРУ-10 кВ предусматривается установка выключателей.

Распределительное устройство 3,3 кВ. Схема ЗРУ--3,3 кВ выполняется с рабочей, запасной и минусовой шинами. Рабочая и запасная шины состоят из трех секций, минусовая -- не секционируется. К первой секции присоединяется преобразовательный агрегат ПА1 и питающие линии (фидеры) контактной сети Ф1, Ф2 и Ф3. К третьей секции подключаются второй преобразовательный агрегат ПА2 и третий фидер контактной сети Ф4,Ф5. Ко второй секции ограничитель перенапряжения, запасной выключатель и сглаживающее устройство. От минусовой шины отходит рельсовый фидер РФ, называемый также отсасывающей линией, так как по нему ток возвращается на подстанцию из тягового рельса. Секционирование рабочей и запасной шины двумя разъединителями и позволяет поочередно выводить в ремонт первую и третью секции без полного отключения ЗРУ-3,3 кВ.

1.2 Расчет мощности подстанции

Максимальные активные мощности районных потребителей рассчитываем по формуле:

Рмакс = Руст· Кс , (1.1)

где Руст - установленная мощность потребителя, кВт;

Кс - коэффициент спроса;

Рмакс1 = 7400 · 0,6 = 4440 кВт;

Рмакс2 = 190 · 0,5 = 95 кВт.

Сумма максимальных активных мощностей районных потребителей рассчитываем по формуле:

Тангенс угла рассчитываем по формуле:

где cos - коэффициент мощности;

Максимальную реактивную мощность районных потребителей рассчитываем по формуле:

.

Сумму максимальных реактивных мощностей районных потребителей рассчитываем по формуле:

Максимальную полную мощность всех районных потребителей рассчитываем по формуле:



где рпост - постоянные потери в стали трансформатора, принимаем 8%

рпер - переменные потери в стали трансформатора, принимаем 2%;

Мощность тяговой нагрузки рассчитываем по формуле:

где Udн - номинальное выпрямленное напряжение на шинах подстанции, принимаем 3,3

Iд.т.п - действующее значение выпрямленного тока подстанции, А;

Sтяг = 1,05 ? 3,3 ?4960 = 17186,40 кВ · А.

Рассчитываем максимальную полную мощность первичной обмотки главного понижающего трансформатора тяговой подстанции постоянного тока по формуле:

(1.8)

где Sпэ - мощность не тяговых железнодорожных потребителей на электрифицированной дороге постоянного тока, питающийся по фидерам продольного электроснабжения (ФПЭ), кВт;

Sсн - мощность собственных нужд (определяется по маркировке

трансформатора собственных нужд (ТСН)), кВ?А;

Кр - коэффициент равномерности максимальных нагрузок, принимаем 0,95;

Расчетную мощность главного понижающего трансформатора рассчитываем по формуле:

где кав - коэффициент допустимой аварийной перегрузки трансформатора по

отношению к его номинальной мощности принимаем 1,4;

nтр - количество главных понижающих трансформаторов принимаем

равный 2;

Выбираем главный понижающий трансформатор марки ТМН- 16000/110 УХЛ1 (таблица 1.1):

Sном.гпт > Sгпт расч ; (1.10)

U1ном ? U2раб ; (1.11)

U2ном ? U2раб ; (1.12)

где Sном.гпт - номинальная мощность главного понижающего трансформатора,

кВ·А;

U1ном - номинальное напряжение обмотке высшего напряжения, кВ·А;

U2ном - номинальное напряжение обмотке низшего напряжения, кВ·А;

16000 кВ·А > 15953,44 кВ·А;

115 кВ > 110 кВ;

11 кВ > 10 кВ.

Таблица 1.1 - Электрические характеристики главного понижающего трансформатора

Тип	Номинальная мощность, кВ·А	Номинальное напряжение обмоток	Напряжения короткого замыкания uк, %	Схема и группа соединения обмоток
		высшего напряжения, Uв, кВ	низшего напряжения, Uн, кВ
ТМН - 16000/ 110УХЛ1	16000	115	11	10,5	Y*/? - 11

Полную мощность транзитной тяговой подстанции рассчитываем по формуле:

(1.13)

1.3 Расчет максимальных рабочих токов

Рабочий ток для вводов линий электропередач рассчитываем по формуле:

(1.14)

Максимальный рабочий ток рабочей перемычки рассчитываем по формуле:

(1.15)

где kп - коэффициент допустимой перегрузки трансформатора принимаем 1,3;

Максимальный рабочий ток ремонтной перемычки рассчитываем по формуле:

(1.16)

Максимальный рабочий ток первичной обмотки высшего напряжения силового трансформатора рассчитываем по формуле:

(1.17)

Максимальный рабочий ток вторичной обмотки низкого, напряжения силового трансформатора рассчитываем по формуле:

(1.18)

Максимальный рабочий ток сборной шины рассчитываем по формуле:

 (1.19)

где kрн2 - коэффициент распределения нагрузки на шинах среднего или низкого напряжения принимаем 0,5;

Максимальный рабочий ток линий районного потребления рассчитываем по формуле:

(1.20)

где kпр - коэффициент перспективы принимаем 1,5;

Максимальный рабочий ток первичной обмотки ТСН рассчитываем по формуле:

(1.21)

Максимальный рабочий ток ФПЭ рассчитываем по формуле:

(1.22)



1.4 Расчет параметров короткого замыкания

Для расчета токов короткого замыкания применяется метод относительных единиц, при этом используем расчетную схему (рисунок 1.1). Базисную мощность принимаем 100 МВ•А.

РП1

Рисунок 1.1 - Расчетная схема

Сопротивления энергосистемы рассчитываем по формуле:

(1.23)

где Sкс - мощность короткого замыкания энергосистемы, МВ·А;

Сопротивление линии электропередачи рассчитывается по формуле:

(1.24)

где х0 - индуктивное сопротивление линии на 1 км длины принимаем

0,4 Ом/м;

l - длина линии, м;

Uср - среднее напряжение в месте установки данного элемента, кВ;

Сопротивление трансформатора рассчитываем по формуле:

(1.25)

где uк% - напряжение короткого замыкания трансформатора, %;

Sном.т - номинальная мощность трансформатора, МВ • А;

Пользуясь формулами преобразования и схемой замещения (рисунок 1.2) заменяем как соединенные параллельно х*б2 и х*б3 на х*б8; х*б6 и х*б7 на х*б9.

(1.26)



(1.27)

Рисунок 1.2 - Схема замещения

Результирующие сопротивления до точки короткого замыкания К1(3), К2(3) (рисунок 1.3), рассчитываем по формулам:



а б в

Рисунок 1.3 - Схема преобразований

(1.28)

(1.29)

Базисный ток рассчитываем по формуле:

(1.30)

Действующее значение тока короткого замыкания рассчитываем по формуле:

(1.31)

Ударный ток рассчитывается по формуле:

(1.32)

1.5 Выбор и проверка высоковольтных выключателей

Выбираем выключатель типа ВМТ-110 - 25/1250 - УХЛ1 установленный в обмотке высшего напряжения силового трансформатора: по напряжению и номинальному току.

По напряжению:

(1.33)

110 кВ = 110 кВ.

По номинальному току:

(1.34)

1250 А > 109,17 А.

Время отключения тока короткого замыкания рассчитывается по формуле:

(1.35)

где tрз - собственное время срабатывания защиты (по принципиальной схеме), с;

tср - время выдержки срабатывания защиты, принимаем 0,1 с;

tсв - собственное время отключения выключателя, с;

Тепловой импульс тока короткого замыкания рассчитывается по формуле:

(1.36)

где Та - периодическая составляющая тока короткого замыкания, принимаем 0,05 с;

Проверим выключатель типа ВМТ -110-25/1250-УХЛ1, на электрическую прочность:

(1.37)

65 кА > 4,554кА.

На термическую стойкость:

 (1.38)

1875 кА · с > 5,375 кА · с.

По номинальному току отключения:

(1.39)

25 кА > 1,786 кА.

Аналогично проверяем выключатели ВМТ - 110 - 25/1250 - УХЛ; BB/TEL-10-12,5/1000 - УХЛ3; BB/TEL-10-20/1600 УХЛ3, а результаты расчетов сводим в таблицу 1.2; 1.3.

Таблица 1.2 - Проверка выключателей	Расчетные значения	Вк, кА2•с	2,185	6,906	15,908	15,908	39,830	27,869		15,908	15,908
		iу, кА	6,531	6,531	26,749	26,749	26,749	26,749		26,749	26,749
		Iк, кА	2,561	2,561	10,49	10,49	10,49	10,49		10,49	10,49
		Iраб.макс, А	109,17	109,17	47,29	27,71	1200,89	644,75		413,46	8,94
		Uном, кВ	110	110	10	10	10	10		10	10
	Паспортные значения	Iном.откл, кА	25,0	25,0	12,5	12,5	12,5	12,5		12,5	12,5
		iпр, кА	65	65	52	52	52	52		52	52
		I2тtт, кА2•с	1875	1875	468,75	468,75	1200,00	468,75		468,75	468,75
		Iном, А	1250	1250	1000	1000	1600	1000		1000	1000
		Uном, кВ	110	110	10	10	10	10		10	10
	Тип	ВМТ-110Б-25/1250 УХЛ1	BB/TEL-10-12,5/1000 УХЛ3	BB/TEL-10-20/1600 УХЛ3	BB/TEL-10-12,5/1000 УХЛ3
	Место установки	Рабочая перемычка	Обмотка высшего напряжения силового трансформатора	Первичная обмотка ТСН	Фидер ПЭ	Обмотка низкого напряжения силового трансформатора	Сборные шины 10 кВ	Фидера районы потребителей:	Железнодорожный вокзал	Жилой поселок

Таблица 1.3 - Проверка на тепловой импульс

Место установки	tрз, с	tср, с	tсв, с	Tа, с	tотк, с	Iк, с	Вк, кА2·с
Вводы ЛЭП	0,5	0,1	0,035	0,05	0,635	2,561	2,185
Ремонтная перемычка	0,5	0,1	0,035	0,05	0,635	2,561	2,185
Рабочая перемычка	0,5	0,1	0,035	0,05	0,635	2,561	2,185
Обмотка высшего напряжения силового трансформатора	2,0	0,1	0,015	0,05	2,115	2,561	6,906
Первичная обмотка ТСН	0,5	0,1	0,015	0,05	0,615	10,49	15,908
Фидер ПЭ	0,5	0,1	0,015	0,05	0,615	10,49	15,908
Обмотка низкого напряжения силового трансформатора	1,5	0,1	0,015	0,05	1,615	10,49	39,830
Сборные шины 10 кВ	1,0	0,1	0,015	0,05	1,115	10,49	27,869
Фидера районных потребителей:
Железнодорожный вокзал	0,5	0,1	0,015	0,05	0,615	10,49	15,908
Жилой поселок	0,5	0,1	0,015	0,05	0,615	10,49	15,908

Выключатель типа ВМТ - 110 - 25/1250 - УХЛ, установленный в обмотке высшего напряжения силового трансформатора и на рабочей перемычке, является электродинамическим и термически стойкими. Выключатель типа BB/TEL-10-12,5/1000 - УХЛ3 установленный, на первичной обмотки ТСН, на фидере ПЭ. В обмотке низкого напряжения силового трансформатора устанавливаем BB/TEL-10-20/1600 УХЛ3. Все они являются электродинамическим и термически стойкими.

1.6 Выбор и проверка разъединителей

Выбираем разъединитель типа РДЗ - 110Б/1000 НУХЛ1 установленный в ОРУ - 110кВ: по роду установки (наружное), по конструктивному исполнению (однополюсные с заземляющими ножами), по напряжению:

(1.40)

110 кВ = 110 кВ.

По номинальному току:

(1.41)

1000 А > 109,17 А.

Проверим выключатель типа РДЗ - 110Б/1000 НУХЛ, на электрическую прочность:

(1.42)

63 кВ > 4,554кВ.

На термическую стойкость:

(1.43)

1875 кА · с > 5,375 кА · с.

Разъединитель типа РДЗ - 110Б/1000 НУХЛ1, установленный в обмотке высшего напряжения силового трансформатора и на рабочей перемычке, является электродинамическим и термически стойкими. Результаты расчетов приведены в таблице 1.4.

Таблица 1.4 - Проверка разъединителей

Место установки	Тип	Паспортные значения	Расчетные значения
		Uном, кВ	Iном, А	I2т tт, кА2 с	iпр.с,кА	Uраб.,кВ	Iраб.макс, А	Вк, кА2 с	Iк, кВ	iу, кА
Рабочая перемычка	РДЗ-110Б/1000 НУХЛ1	110	1000	1875	63	110	109,17	2,185	1,79	4,55
Ремонтная перемычка	РДЗ-110Б/1000 НУХЛ1	110	1000	1875	63	110	109,17	2,185	1,79	4,55
Первичная обмотка высшего напряжения силового трансформатора	РДЗ-110Б/1000 НУХЛ1	110	1000	1875	63	110	109,17	2,185	1,79	4,55

1.7 Выбор и проверка трансформаторов тока

Выбираем измерительный трансформатор тока марки ТG145/300УХЛ1 установленный в обмотке высшего напряжения силового трансформатора по номинальному напряжению:

(1.44)

110 кВ = 110 кВ.

По номинальному току:

(1.45)

300 А > 109,17 А.

Проверим измерительный трансформатор тока марки ТG145/300УХЛ1 установленный в обмотке высшего напряжения силового трансформатора на термическую стойкость:

(1.46)

992,25 кА2·с > 5,375 кА2·с.

На электродинамическую стойкость:

iдин ? iу; (1.47)

80 кА > 4,554 кА.

Данный трансформатор тока является термически и электродинамическим стойкий.

Аналогично проверяем измерительный трансформатор тока марки ТПЛ - 10/50 установленный в первичной обмотки ТСН и на фидерах районных потребителей. Марки ТПЛ - 10/30 установленный на фидере ПЭ, марки ТПЛ - 10/1500 установленный в обмотке низшего напряжения силового трансформатора, марки ТПЛ - 10/800 установленный на сборных шинах 10.

Результаты расчетов сводим в таблицу 1.5.

1.8 Выбор и проверка трансформаторов напряжения

Выбираем измерительный трансформатор напряжения НКФ - 110 - УХЛ1, 3хЗНОЛ.06-10 УХЛ3, установленные в ОРУ - 110 кВ, ЗРУ - 10 кВ соответственно по номинальному напряжению:

(1.48)

110 кВ = 110 кВ;

10 кВ = 10 кВ;

Данный трансформатор проверяем на соответствие классу точности:

(1.49)

2000 ВА > 113,6 В·А;

300 ВА > 33,6 В·А.

Таблица 1.5 - Выбор и проверка трансформаторов тока	Расчетные данные	Вк, кА	2,185	2,185	6,906	15,908	15,908	39,830	27,869		15,908	15,908
		iу, кА	4,554	4,554	4,554	12,472	12,472	12,472	12,472		12,472	12,472
		Iраб.макс, А	109,17	109,17	109,17	47,29	27,71	1200,89	644,75		413,46	8,94
		Uраб, кВ	110	110	110	10	10	10	10		10	10
	Паспортные данные	iдин, кА	80	80	80	30	30	30	30		30	30
		iтер, кА	31,5	31,5	31,5	10,0	10,0	14,0	14,0		10,0	10,0
		I1ном, А	300	300	300	50	30	1500	800		800	800
		U1ном Т.Т, кВ	110	110	110	10	10	10	10		10	10
	марка	TG145/300 УХЛ1	ТПЛ-10/50 УХЛ3	ТПЛ-10/30 УХЛ3	ТПЛ-10/1500 УХЛ3	ТПЛ-10/800 УХЛ3
	Место установки	Ремонтная перемычка	Рабочая перемычка	Обмотка высшего напряжения силового трансформатора	Первичная обмотка ТСН	Фидер ПЭ	Обмотка низкого напряжения силового трансформатора	Сборные шины 10 кВ	Фидера районных потребителей	Железнодорожный вокзал	Жилой поселок

Расчетная мощность трансформатора напряжения рассчитывается по формуле:

(1.50)

В•А;

В•А.

Выбираем приборы, подключаемые к трансформаторам напряжения, приведенные в таблице 1.6; 1.7.

Таблица 1.6 - Приборы, подключаемые к трансформаторам

напряжения 110 кВ

Исходные параметры	Расчетные значения
Прибор	Тип	Класс точности	Sприб, В•А	cosц	Количество,n	sinц	Pприб, Вт	Qприб, вар
Вольтметр	Э 377	1(3)	1,6	1	1	0	1,6•1•1=1,6	1,6•1•0=0
Счетчик активной энергии	ЦЭ-6805	1,0	6	1	2	0	6•2=12	0
Счетчик реактивной энергии	ЦЭ-6811	1,0	4	1	2	0	4•2=8	0
Реле напряжения	РН-60	1,0	4	1	3	0	4•1•3=12	0
Итого:		33,6	0

Таблица 1.7 - Приборы, подключаемые к трансформаторам напряжения 10 кВ

Исходные параметры	Расчетные значения
Прибор	Тип	Класс точности	Sприб, В•А	cosц	Количество,n	sinц	Pприб, Вт	Qприб, вар
Вольтметр	Э 377	1(3)	1,6	1	1	0	1,6•1•1=1,6	1,6•1•0=0
Счетчик активной энергии	ЦЭ-6805	1,0	6	1	10	0	6•1•10=60	0
Счетчик реактивной энергии	ЦЭ-6811	1,0	4	1	10	0	4•1•10=40	0
Реле напряжения	РН-60	1,0	4	1	3	0	4•1•3=12	0
Итого:		113,6	0

2. Технологический раздел

2.1 Назначение выпрямителей

Выпрямителем называется электротехническая установка, состоящая из трансформатора и электрических вентилей, предназначенная для преобразования электрической энергии переменного тока в энергию постоянного тока.

Основными элементами выпрямителя являются трансформатор и вентили. Схема соединения обмоток трансформатора и порядок подключения к ним называется схемой выпрямления, которая определяет качественные показатели работы выпрямителя: форму кривой выпрямленного напряжения, потребляемого сетевого тока, степень использования обмоток трансформатора, условия работы вентилей и т. д. Способ соединения обмоток трансформатора и подключения к ним вентилей принято называть схемой выпрямления. На тяговых подстанциях в настоящее время применяют шести, двенадцати, 24-пульсовые выпрямители.

Улучшения качества выпрямленного напряжения и потребляемого из питающей сети тока, а соответственно и повышения технико-экономической эффективности выпрямителей можно достичь при использовании двенадцатипульсовые схем.

Это сложные схемы, являющиеся результатом либо последовательного, либо параллельного соединения двух секций, каждая из которых представляет собой простую шестипульсовую мостовую схему выпрямления. Различие между секциями состоит с том, что у одной из них вентильная обмотка трансформатора соединена по схеме «звезда», а у другой - по схеме «треугольник». В результате этого кривые выпрямленных напряжений секций сдвинуты одна относительно другой на угол 30о, а результирующее напряжение на выходе выпрямителя имеет двенадцатипульсовую форму.

Двенадцатипульсовые мостовые схемы выпрямления обладают высокими технико-экономическими показателями и хорошим качеством потребляемой из сети и отдаваемой потребителю электроэнергии.

Характеристики вентильных конструкций двенадцатипульсовых схем выпрямления последовательного типа представлены в таблице 2.1.

Таблица 2.1 - Характеристики вентильных конструкций двенадцатипульсовых схем выпрямления последовательного типа

Тип выпрямительного агрегата	Тип вентиля	Общее количество вентилей	Номинальный выпрямленный ток, А	Номинальное выпрямленное напряжение, В	Вид охлаждения
ТПЕД-3150-3,3к-У1	ДЛ133-500-14	288	3150	3300	естественное
ТПЕД-2,0к-3,3к-1-У1	ДЛ153-2000-20	96	2000	3300	естественное
В-ТПЕД-3,15к-3,3к-21-У1	ДЛ153-2000-20	48	3150	3300	естественное
ТПДЕ-Ж-3,15к-3,3кУХЛ4	Д453-2000-24	48	3150	3300	естественное
БСЕ1-4В2Д5-22	Д453-2000-22	48	3150	3300	естественное
БСЕ1-4В2Д8-22	Д173-2500-22	48	3150	3300	естественное
ПВЭ-3	ВЛ200-8	480	3000	3300	принудительное
ПВЭ-5АУ1	ВЛ200-12	360	3000	3300	принудительное
В-МПП-Д-1,6к-3,3к УХЛ4	-	-	1600	3300	принудительное

На рисунке 2.1 изображены выпрямители ТПЕД-3150-3,3к-У1и ТПЕД-2,0К-3,3к-1-У1.

а б

Рисунок 2.1 - Внешний вид выпрямителей:

а - ТПЕД-3150-3,3к-У1, б - ТПЕД-2,0К-3,3к-1-У1

Рисунок 2.2 - Внешний вид шкафа вентильных конструкций типа ПВЭ-5

ТПЕД-3150-3,3к-У1 - трехфазный на выходе постоянный ток, охлаждение естественное воздушное, полупроводниковые приборы силовой схемы - диоды, 3150 - номинальный выходной ток, А; 3,3к - номинальное выходное напряжение, кВ; У1 - климатическое исполнение и категория размещения;

ТПЕД-2,0К-3,3к-1-У1 - трехфазный на выходе постоянный ток, охлаждение естественное воздушное, полупроводниковые приборы силовой схемы - диоды; 2,0к - номинальный выходной ток, кА; 3,3к - номинальное выходное напряжение, кВ; 1 - исполнение схемы выпрямления (1 - двенадцатипульсовая последовательного типа, 2 - трехфазная мостовая шестипульсовая, 3 - шестипульсовая нулевая параллельного типа), У1 - климатическое исполнение и категория размещения;

В-ТПЕД-3,15к-3,3к-21-У1 - выпрямитель, трехфазный ток на входе, постоянный ток на выходе, охлаждение естественное воздушное, полупроводниковые приборы силовой схемы - диоды; 3,15к - номинальный выходной ток, кА; 3,3к - номинальное выходное напряжение, кВ; 2 - модификация; 21 - исполнение схемы выпрямления (1 - двенадцатипульсовая последовательного типа, 2 - трехфазная мостовая шестипульсовая), У1 - климатическое исполнение и категория размещения;

ТПДЕ-Ж-3,15к-3,3кУХЛ4 - трехфазный ток питающей сети, постоянный ток на выходе, полупроводниковые приборы силовой схемы - диоды; охлаждение естественное воздушное, для электрифицированных железных дорог; 3,15к - номинальный выходной ток, кА; 3,3к - номинальное выходное напряжение, кВ; УХЛ - климатическое исполнение - для умеренного холодного климата, 4 - категория размещения - в помещениях с температурой не ниже +1?С;

БСЕ1-4ВД5(8)-22У3а - блок силовой полупроводниковый, охлаждение воздушное естественное, 1 - двухстороннее охлаждение каждого силового таблеточного диода, 4В - количество диодов, 1 - блок имеет две крайние токовые шины и предназначен для шестипульсовой схемы выпрямления (мостовой или нулевой); Д - диоды полупроводниковые; 5(8) - условное обозначение диаметра полупроводникового элемента, примененного в конструкции силового диода (5-56; 8-76 или 80 мм), 22 - класс приборов по повторяющемуся напряжению; У3а - вид климатического исполнения по ГОСТ-15150-69 - для умеренного климата; 3 - для закрытых помещений с естественной вентиляцией в условиях отсутствия воздействия атмосферных осадков и конденсации влаги, а - изделие можно эксплуатировать в пределах высоты размещения над уровнем моря не более 1200 м.

ПВЭ-3 - преобразователь выпрямительный для электрифицированного транспорта, модификация, с принудительным воздушным охлаждением вентилей, предназначенные для внутренней установки;

ПВЭ-5АУ1 - преобразователь выпрямительный для тяговых подстанций электрифицированных железных дорог, модификация; климатическое исполнение - для умеренного климата; категория размещения - для наружной установки по ГОСТ 15150-69;

В-МПП-Д-1,6к-3,3к УХЛ4 - Выпрямитель, многофазный ток на входе, постоянный ток на выходе, принудительное охлаждение, полупроводниковые приборы силовой схемы - диоды, 1,6к - номинальный выходной ток, кА; 3,3к - номинальное выходное напряжение, кВ; с двенадцатипульсовой схемой выпрямления, принудительным воздушным охлаждением, УХЛ - климатическое исполнение - для умеренного холодного климата, 4 - категория размещения - в помещениях с температурой не ниже +1?С.

2.2 Эксплуатационные характеристики выпрямителей

К эксплуатационным характеристикам относятся внешние характеристики, коэффициент полезного действия.

Внешняя характеристика выпрямителя представляет собой зависимость среднего значения напряжения на его выходе Ud от среднего значения тока Id (рисунок 2.3).

Уравнение внешней характеристики m-пульсового выпрямителя может быть представлено в виде:

Udm=Udo -?Ud пт-?Ud тт-?Udл-?Udв; (2.1)

где Udo - среднее значение выпрямленного напряжения при холостом ходе, кВ;

?Ud пт - потери напряжения в понизительном трансформаторе тяговой подстанции, кВ;

?Ud тт - потери напряжения трансформаторе выпрямителя, кВ;

?Udл - потери напряжения в питающих линиях электропередач, кВ;

?Udв - потери напряжения в вентилях (диодах) выпрямителя, кВ.

Рисунок 2.3 - Относительные внешние характеристики выпрямителей

Уравнение внешней характеристики:

; (2.2)

Коэффициент наклона внешней характеристики уменьшается с увеличением числа пульсаций выпрямленного напряжения. Последнее становится более стабильным при изменении тока нагрузки и обусловливает ту или иную мощность на тягу поездов при меньшем токе и, следовательно, при меньших потерях во всех элементах системы электроснабжения. Коэффициент наклона внешней характеристики выпрямителя при m=6 равен 0,5, m=12 равен 0,26.

Под коэффициентом полезного действия выпрямителя понимается отношение отдаваемой нагрузке мощности Pd к потребляемой из питающей сети мощности Pd+ (рисунок 2.4).Таким образом, для m-пульсового выпрямителя представлена формула:

зm= Pd/( Pd +?P); (2.3)

где ?P - суммарные потери мощности, кВт.

Рисунок 2.4 - Зависимости коэффициента полезного действия выпрямителей от коэффициента нагрузки

Потери мощности в трансформаторах складываются из потерь холостого хода (в стали) и потерь короткого замыкания. При этом потери, не зависящие от тока нагрузки в обоих трансформаторах, а потери пропорциональные квадрату тока нагрузки. Следует, что с ростом пульсаций кривой выпрямленного напряжения потери мощности в трансформаторах уменьшаются. В любой сложной мостовой схеме выпрямления число диодов такое же, что и в 6-пульсовой, поэтому потери мощности в них зависят только от параметров вентиля и от типа схемы из-за реализации мощности разным током. С увеличением числа пульсаций кривой выпрямленного напряжения уменьшаются потери мощности в вентилях выпрямителя.

2.3 Мостовые схемы выпрямления

Шестипульсовая мостовая схема разомкнутого типа представлена на рисунке 2.5.

Рисунок 2.5 - Шестипульсовая мостовая схема выпрямления разомкнутого типа

Первичная (сетевая) обмотка трансформатора соединена в звезду. На крышке трансформатора установлены три ввода сетевой и три вводов вентильных обмоток.

Вентильная секция соединена по мостовой схеме, вторичная обмотка трансформатора по способу соединения - звезда. Вентили в схеме (рисунок 2.5) объединены в две группы: катодную и анодную.

В катодной группе (вентили VD1,VD3,VD5), в данный момент открыт вентиль с максимальным потенциалом на аноде. Порядок открытия этих вентилей показан на рисунке 2.7. Они, как ключи, подают в точку К потенциалы соответствующих фаз А, В, С. Кривая определяющая уровень потенциала в точке К, огибает положительные участки вторичных фазных напряжений (кривая К на рисунке 2.6).

Из вентилей анодной группы (вентили VD2,VD4,VD6) имеющих одинаковый потенциал на анодах, откроется в данный момент тот, у которого потенциал на катоде будет максимальный по величине и отрицательный по знаку. Порядок открытия этих вентилей показан на рисунке 2.8. Потенциал точки Р изобразится кривой, огибающей отрицательные участки синусоидальных фазных напряжений (кривая Р на рисунке 2.6).

Таким образом, в мостовой схеме всегда открыты два вентиля, и ток проходит по двум фазам вторичной обмотки, двум вентилям и нагрузке.

Пару вентилей, находящихся в проводящем состоянии, определить легко - она находится под наибольшим междуфазным напряжением. Эти пары за период питающего напряжения меняются 6 раз.

Из схемы выпрямителя (рисунок 2.5) ясно, что мгновенные значения напряжения на нагрузке равны разности потенциалов в точках К и Р. Выше уже отмечалось, что открытые вентили подключают в эти точки те или иные фазы, следовательно искомое ud есть разность фазных или линейное напряжение ud=u2 лин. Кривая ud, построенная на основе описанной работы схемы на рисунке 2.6, имеет шесть пульсаций за период питающего напряжения при амплитуде пульсаций равной максимальному линейному напряжению.

То обстоятельство, что мостовая схема выпрямляет линейное, а не фазное, как в нулевых схемах, напряжение - обуславливает основные достоинства ее.

Рисунок 2.6 - Временная диаграмма шестипульсовой мостовой схемы выпрямления разомкнутого типа

Рисунок 2.7 - Диаграмма токов шестипульсовой мостовой схемы выпрямления разомкнутого типа катодной группы

Рисунок 2.8 - Диаграмма токов шестипульсовой мостовой схемы выпрямления разомкнутого типа анодной группы

Векторная диаграмма напряжений вентильной обмотки приведена на рисунке 2.9, в соответствии в ней построена условной векторная диаграмма линейных напряжений вентильной обмотки (рисунок 2.10).

Рисунок 2.9 - Векторная диаграмма напряжений вентильной обмотки шестипульсовой мостовой схемы выпрямления разомкнутого типа

Рисунок 2.10 - Условная векторная диаграмма линейных напряжений вентильной обмотки шестипульсовой мостовой схемы выпрямления разомкнутого типа

Шестипульсовая мостовая схема замкнутого типа представлена на рисунке 2.11.

Первичная (сетевая) обмотка трансформатора соединена в звезду. На крышке трансформатора установлены три ввода сетевой и три ввода вентильных обмоток.

Вентильная секция соединена по мостовой схеме, вторичная обмотка трансформатора по способу соединения - треугольник. Вентили в схеме (рисунок 2.11) объединены в две группы: катодную и анодную. В катодной группе (вентили VD1,VD3,VD5) в данный момент открыт вентиль с максимальным потенциалом на аноде.

Из вентилей анодной группы (вентили VD2,VD4,VD6) имеющих одинаковый потенциал на анодах, откроется в данный момент тот, у которого потенциал на катоде будет максимальный по величине и отрицательный по знаку. Потенциал точки изобразится кривой, огибающей отрицательные участки синусоидальных фазных напряжений.

Так для периода ?t1 до ?t2 (рисунок 2.12) наибольшим напряжением является uав и это обусловит открытие вентилей 1 и 6. Для интервала ?t2 - ?t3 наибольшее абсолютное значение есть - uса и открытыми будут вентили 1 и 2. Дальнейшее чередование работы вентилей показано на диаграммах рисунки 2.12, 2.13, 2.14.

подстанция трансформатор выключатель ток

Рисунок 2.11 - Шестипульсовая мостовая схема выпрямления замкнутого типа



Рисунок 2.12 - Временная диаграмма напряжения шестипульсовой мостовой схемы выпрямления замкнутого типа

Рисунок 2.13 - Диаграмма токов шестипульсовой мостовой схемы выпрямления замкнутого типа катодной группы

Рисунок 2.14 - Диаграмма токов шестипульсовой мостовой схемы выпрямления замкнутого типа анодной группы

Рисунок 2.15 - Векторная диаграмма напряжений вентильной обмотки шестипульсовой мостовой схемы выпрямления замкнутого типа

Рисунок 2.16 - Условная векторная диаграмма линейных напряжений вентильной обмотки шестипульсовой мостовой схемы выпрямления замкнутого типа

Двенадцатипульсовая схема выпрямления последовательного типа представлена на рисунке 2.17.

Первичная (сетевая) обмотка трансформатора соединена в звезду. На крышке трансформатора установлены три ввода сетевой и шесть вводов вентильных обмоток.

Вентильные секции соединены только по мостовой схеме, две секции отличаются в способе соединения вторичных обмоток трансформатора; у одной из них это звезда, у другой - треугольник. Вентили в схеме (рисунок 2.17) объединены в две группы: катодную и анодную. В катодной группе первой секции (вентили VD1,VD3,VD5), или второй секции (вентили VD1,VD3,VD5) в данный момент открыт, по уже известному закону, вентиль с максимальным потенциалом на аноде. Порядок открытия этих вентилей показан на рисунке 2.5. Они, как ключи, подают в точку К потенциалы соответствующих фаз А, В, С. Кривая определяющая уровень потенциала в точке К, огибает положительные участки вторичных фазных напряжений.

Из вентилей анодной группы первой секции (вентили VD2,VD4,VD6) и второй секции (вентили VD2,VD4,VD6) имеющих одинаковый потенциал на анодах, откроется в данный момент тот, у которого потенциал на катоде будет максимальный по величине и отрицательный по знаку. Потенциал точки изобразится кривой, огибающей отрицательные участки синусоидальных фазных напряжений.

Рисунок 2.17 - Двенадцатипульсовая схема выпрямления последовательного типа

Каждая секция работает независимо от другой, в ней открыты два вентиля и напряжения на выходе каждой udл, ud?.

Результирующее выпрямленное напряжение (рисунок 2.18):

ud= udл+ ud?; (2.4)

Таким образом, в мостовой схеме всегда открыты четыре вентиля, и ток проходит по четырем фазам вторичной обмотки, четырем вентилям и нагрузке.

Рисунок 2.18 - Временная диаграмма напряжения двенадцатипульсовой мостовой схемы выпрямителя последовательного типа

При этом кривая выпрямленного напряжения будет содержать двенадцать пульсаций в интервале времени, пропорционального периоду питающего переменного напряжения. Условные векторные диаграммы линейных напряжений вентильных обмоток трансформатора выпрямителя (рисунок 2.19) убеждают, что кривые мгновенных значений напряжений ud(А) и ud(В). сдвинуты на угол 300. Этот сдвиг обеспечивается благодаря тому, что одна вентильная обмотка соединена по схеме Y, а другая по схеме Д.

Рисунок 2.19 - Векторная диаграмма двенадцатипульсовой мостовой схемы выпрямителя последовательного типа

2.4 Конструкция преобразовательного агрегата

Выпрямитель В-МПП-Д-1,6к-3,3к УХЛ4 был разработан компанией НИИЭФА-ЭНЕРГО. ООО «НИИЭФА-ЭНЕРГО» создано в 2000 г. на базе одного из крупнейших научно-технических центров России «ФГУП «НИИЭФА им. Д.В. Ефремова». Цели и задачи: обеспечение потребностей промышленности и электрифицированного транспорта в современном электротехническом оборудовании. Основные направления деятельности: выполнение комплекса работ по проведению исследований, конструированию, проектированию, изготовлению, монтажу, пусконаладке, гарантийному и сервисному обслуживанию электротехнического оборудования низкого и среднего напряжения большой мощности; комплектные поставки электротехнического оборудования «под ключ» для электроснабжения электрифицированного транспорта, нефтегазового комплекса, энергетических систем, промышленных предприятий, объектов городского хозяйства и т.п. Система менеджмента качества сертифицирована на соответствие требованиям ГОСТ Р ИСО 9001-2008.

Использование современных систем автоматизированного проектирования позволяет сократить время от начала разработки изделия до серийного производства. Выпускаемая продукция имеет все необходимые сертификаты и декларации о соответствии.

Выпрямители В-МПП-Д-1,6к-3,3к УХЛ4выполнены на базе электротехнических шкафов. Шкафы имеют исполнение для двухстороннего обслуживания. Основой шкафов выпрямителей является несущий каркас, который изготавливается из оцинкованной стали, и используется в качестве внутреннего контура заземления. Конструкция выпрямителей обеспечивает возможность его установки на ровный пол с твердым покрытием либо на раму высотой 400 мм. Контактные соединения в местах стыковки силовых шин не требуют обслуживания за счет применения тарельчатых пружин с нормированным давлением в течение всего срока эксплуатации.

Особенности конструкции выпрямителей

- применение охладителей на основе тепловых труб обеспечивает высокую перегрузочную способность, уменьшение массы и габаритов выпрямителей;

- применение торированных силовых механизмов для создания требуемого усилия сжатия диодов, с возможностью визуального контроля усилия сжатия, позволяет отказаться от применения динамометрических ключей, что упрощает процесс сборки и технического обслуживания выпрямителей;

- применение специальных уловителей диодов позволяет производить замену диодов на месте, без демонтажа силового оборудование.

Условия эксплуатации

- климатическое исполнение по ГОСТ 15150-69 и ГОСТ 15543.1-89 УХЛ;

- категория размещения 4;

- верхнее рабочее значение температуры окружающего воздуха, 40 °С;

- нижнее рабочее значение температуры окружающего воздуха, 1 °С;

- верхнее значение относительной влажности воздуха при плюс 25 °С, 80 %;

- высота над уровнем моря, м, не более 1000;

- окружающая среда невзрывоопасная; атмосфера типа II по ГОСТ 15150-69.

Выпрямители предназначены для использования в отапливаемом и вентилируемом помещении.

Внешний вид выпрямителя В-МПП-Д-1,6к-3,3к УХЛ4 изображен на рисунке 2.20.

а б

Рисунок 2.20 - Внешний вид выпрямителя В-МПП-Д-1,6к-3,3к УХЛ4

Основные параметры выпрямителя В-МПП-Д-1,6к-3,3к УХЛ4 указаны в таблице 2.2.

Таблица 2.2 - Технические характеристики В-МПП-Д-1,6к-3,3к УХЛ4

Наименование параметра	В-МПП-Д-1,6к-3,3к УХЛ4
Номинальное входное напряжение, Y/?, В	1305/ 1305
Число фаз переменного тока	6
Номинальная частота питающей сети, Гц	50
Номинальное выпрямленное напряжение, В	3300
Номинальный выпрямленный ток, А	1600
Номинальное напряжение питания собственных нужд переменного тока частотой 50 Гц, В	220
Номинальное напряжение питания оперативных цепей постоянного тока, В	220
Мощность питания собственных нужд, Вт, не более	700
Суммарная мощность тепловых потерь, кВт, не более	8
Коэффициент полезного действия, %, не менее	99,6
Ток термической стойкости с полным временем отключения защитой не более 0,25 с, кА, не менее	12,5
Номинальный ток электродинамической стойкости силовых цепей, кА	20
Амплитуда возможных перенапряжений на шинах постоянного тока, кВ, не более	9
Вид охлаждения	принудительное
Схема выпрямления	Мостовая, последовательная, двенадцатипульсовая
Масса, кг	540
Габаритные размеры: длина х глубина х высота	1010х1460х2400
Установленный срок службы	25

2.5 Техническое обслуживание и ремонт выпрямителей

Техническое обслуживание выпрямителей заключается в проведении периодических осмотров.

Периодические осмотры необходимо проводить:

- перед монтажом или началом эксплуатации;

- не реже, чем один раз в квартал.

Порядок и перечень работ для технического обслуживания перед началом эксплуатации выпрямителей указан в таблицах 2.3, 2.4.

Таблица 2.3 - Порядок и перечень работ для технического обслуживания релейного отсека

Содержание работ и методы их проведения	Технические требования	Приборы, инструмент, приспособления и материалы
1. Проверить состояние реле, кнопок управления, автомата, светодиодов, клеммников, блоков электроники, контактных соединений	Не должно быть механических повреждений	Органолептическим методом
2. Проверить крепление проводов, кабелей	Не должно быть ослаблений креплений проводов и кабелей	Слесарный инструмент: отвертки
3. Измерить сопротивление электрической изоляции вторичных цепей	Сопротивление изоляции должно соответствовать требованиям	Мегаомметр ЭС0202/2-Г напряжение на зажимах: 1000 В
4. Измерить электрическую прочности изоляции вторичных цепей	Отсек считается выдержавшим испытания, если не произошло пробоя изоляции	Установка испытательная высоковольтная УИВ-50: напряжение 2 кВ, частотой 50 Гц

Таблица 2.4 - Порядок и перечень работ для технического обслуживания

Содержание работ и методы их проведения	Технические требования	Приборы, инструмент, приспособления и материалы
1. Проверить отключенное состояние выпрямителя и наличие заземлений со стороны питающей сети и нагрузки	Наличие заземления со стороны питающей сети и нагрузки	Проверить органолептическим методом наличие и надежность заземлений
2. Проверить визуальным осмотром наружные внутренние поверхности. Проверить состояние и крепление, изоляторов, диодных блоков, элементов RC-цепей, состояние путевых выключателей дверных блокировок и их контактов, затяжку контактных соединений	Отсутствие видимых дефектов: сколы и трещины опорных изоляторов; нарушение крепления проводов и элементов RC-цепей; ослабление креплений блоков, датчиков и шин	Слесарный инструмент: отвертки, ключи гаечные S: 8...27
3. Протереть диодные блоки, изоляторы, ограничители перенапряжений и другие загрязненные места.	Отсутствие пыли, загрязненных поверхностей	Бензин Б-70 ГОСТ 1012-72, бязь хлопчатобумажная
4. Измерить сопротивление изоляции токоведущих частей относительно корпуса и между цепями, электрически не связанными между собой	Сопротивление изоляции должно соответствовать требованиям	Мегаомметр ЭС0202/2-Г напряжение на зажимах: 2500 В
5. Проверить электрическую прочность изоляции токоведущих частей относительно корпуса и между цепями, электрически не связанными между собой	Выпрямитель считается выдержавшим испытания, если не произошло пробоя изоляции	Установка испытательная высоковольтная УИВ-50: напряжение 12 кВ, частотой 50 Гц
6. При наличии принудительного охлаждения проверить исправность электровентиляторов	При неисправных электровентиляторах включать выпрямитель на нагрузку запрещается	Проверить органолептическим методом наличие потока выходящего воздуха

При периодических осмотрах выпрямителя необходимо:

- осмотреть опорные изоляторы, контактные соединения шин и токоведущие части выпрямителя;

- проверить усилие затяжки болтовых соединений;

- визуально проверить усилие сжатия диодов по выступу на силовых механизмах, выступ должен быть на одном уровне с поверхностью шайбы силового механизма;

-состояние ограничителей перенапряжений, конденсаторов, резисторов и электровентиляторов.

Характерной неисправностью выпрямителей является:

- пробой диода, сигнал «АВАРИЯ». Обнаруживается до подачи на вход выпрямителя переменного напряжения от преобразовательного трансформатора, но при наличии напряжения контактной сети на выходе выпрямителя. Неисправность устраняется заменой пробитого диода на новый.

- перегрев диодов, сигнал «ПЕРЕГРЕВ». Обнаруживается при работе выпрямителя. Неисправность такого рода может быть вызвана неисправностью вентиляторов. Неисправность устраняется после выявления причин, которые привели к отключению вентиляторов. Возможно неисправны следующие элементы: датчик температуры, полупроводниковый контактор, реле.

- сигнал «Неисправность». Сигнал формируется в случае неисправности источников питания собственных нужд выпрямителя. Неисправность устраняется заменой неисправного источника на новый.

3. Экономический раздел

Численность работников подстанции формируется в соответствии с «Едиными отраслевыми нормативами численности работников хозяйства электроснабжения».

В соответствии со всеми требованиями, предъявляемыми к работнику подстанции и условиями труда, формируется штат работников, его состав представлен в таблице 3.1.

Таблица 3.1 - Штатное расписание подстанции

Наименование должности, профессии	Разряд, группа	Количество человек
Начальник подстанции	II	1
Старший электромеханик	II	1
Электромеханик	II	3
Итого	5

Заработная плата работникам подстанции начисляется в соответствии с «Отраслевой единой тарифной сеткой». В тарифной сетке указываются часовые тарифные ставки или оклады работникам двенадцати разрядов, установленных для железнодорожного транспорта и условия работы.

Тарифный коэффициент, присвоенный каждому разряду, показывает, во сколько уровень оплаты выше уровня оплаты простейших работ, отнесенных к первому разряду. В тарифной сетке также учитываются условия труда. Для удобства расчета годового фонда заработной платы в таблице 3.2 приведена выписка из «отраслевой единой тарифной сетки».

Рассмотрим расчет годового фонда заработной платы работников подстанции на примере старшего электромеханика.

Таблица 3.2 - Выписка из «Отраслевой единой тарифной сетки»

Должность, профессия	Разряд, группа	Процент вредности, %	Оклад, руб
Начальник подстанции	II	-	23150
Старший электромеханик	II	8	20500
Электромеханик	II	8	16400

Размер выплаты за вредные условия труда составляет 8% для электромехаников:

Н = Ок · 0,08; (3.1)

Н = 20500 · 0,08= 1640 руб.

Все работники подстанции каждый месяц получает премию, которая составляет 20%:

П = (Ок + Н) · 0,2 ; (3.2)

П = (20500 + 1640) · 0,2 = 4428 руб.

В дополнение к основной заработной плате работники получают денежную компенсацию за климатические условия региона, в котором находится подстанция. Будем считать, что проектируемая подстанция находится в Новосибирской области, где районный коэффициент составляет 15% от основной заработной платы. Считаем размер районного коэффициента по формуле:

Кр = (Ок + Н + П) · 0,15; (3.3)

Кр = (20500 + 1640 + 4428) · 0,15 = 3985,2 руб.

Таким образом, окончательный размер заработной платы работника за один месяц складывается из суммы оклада, районного коэффициента, доплаты за вредные условия труда и премии. Рассчитываем итоговую заработную плату по формуле:

З = Ок + Н +П + Кр ; (3.4)

З = 20500 + 1640 + 4428 + 3985,2 = 30553,2 руб.

Рассчитаем годовой фонд заработной платы работников одной профессии по формуле:

Ф = 12 · n · З ; (3.5)

где 12 - число месяцев в году;

n - количество работников одной профессии на подстанции принимается из таблицы 3.1;

Ф = 12 · 1 · 30553,2 = 366638,4 руб.

Аналогично рассчитаны размеры доплат за вредные условия труда, премии, районные коэффициенты, заработные платы за месяц и за год для начальника и двух электромехаников данной подстанции. Результаты сведены в таблицу 3.3.

Общий годовой фонд заработной платы представленный по подстанции рассчитываем по формуле:

Фобщ = УФ, (3.6)

Фобщ = 383364 + 366638,4 + 879932,16 = 1629934,56 руб.

Для полной выплаты заработной платы всем работникам проектируемой подстанции со штатом в 5 человек требуется - 1629934,56 рублей

Таблица 3.3 - Годовой фонд заработной платы работников проектируемой подстанции

Наименование должности	Разряд, группа	Количество	Оклад, руб.	Доплата за вредные условия труда, руб.	Премия, руб.	Районный коэффициент, руб.	Заработная плата за месяц, руб.	Заработная плата за год, руб.
Начальник подстанции	II	1	23150,00	-	4630,00	4167,00	31947,00	383364,00
Старший электромеханик	II	1	20500,00	1640,00	4428,00	3985,20	30553,20	366638,40
Электромеханик	II	3	16400,00	1312,00	3542,40	3188,16	24442,56	879932,16
Общий годовой фонд заработной платы работников подстанции	1629934,56

4. Охрана труда и безопасность движения

Техника безопасности при работах в электроустановках

Для выполнения текущей работ на выпрямителе VZ1 необходимо начальнику подстанции за сутки подать заявку энергодиспетчеру (ЭЧЦ), на следующий день позвонить и уточнить заявку, заполнить наряд-допуск (приложение Б).

Согласно однолинейной схеме (лист 1) на подстанции во включенном состоянии находятся выключатели переменного тока Q8, Q11 и постоянного QF1, разъединители QS9, QS11, QS12 и QS13; в отключенном - выключатели переменного тока Q12 и постоянного QF2.

ЭЧЦ включает резервный ввод: включает выключатели QF2 и Q12, на панели управления их светодиоды загораются красным цветом, ток в основном вводе уменьшается в два раза, а в резервном появляется равному току в основном. После чего он отключает выключатели Q11 и QF1. Светодиоды на панели управления у выключателей Q11 и QF1 загораются зеленым огнем, соответствуя отключенному положению.

Далее работу производит допускающий (приложение В). Он убеждается, что Q11 и QF1 отключены и горят зеленые лампочки, вешает табличку «Не включать работают люди» (рисунок 4.1), переводит выключатель на местное управление и изолирующими клещами вытаскивает предохранители.

Идет в ЗРУ 10кВ выкатывает выключатель, вкатывает пустую ячейку, вешает на ячейки плакат «Не включать работают люди». Идет в ЗРУ 3,3кВ разводит ножи у разъединителя QS9, вешает на привод плакат «Не включать работают люди». В ЗРУ-10кВ включает заземляющий нож, вывешивает плакат «Заземлено» (рисунок 4.2), в ЗРУ-3,3кВ включает заземляющий нож у разъединителя QS9, вывешивает плакат «Заземлено».

Со всех сторон выпрямителя завешивает переносные заземления снизу вверх. Ограждает рабочее место, натягивает веревку и на ней вывешивает таблички «Не влезай убьет» (рисунок 4.3), открывает дверь выпрямителя VZ1 и вывешивает на нем «Работать здесь» (рисунок 4.4).

После работы схему собирают в обратном порядке (приложение Г). Перевод питания осуществляется включением выключателей QF1 и Q11, ток на резервном уменьшился в два раза, а на основном появился. После чего отключает резервный ввод: Q12 и QF2.

Рисунок 4.1 - Запрещающий плакат «Не включать! Работают люди»

Рисунок 4.2 - Указательный плакат «Заземлено»

Рисунок 4.3 - Предупреждающий плакат «Не влезай! Убьет»

Рисунок 4.4 - Предписывающий плакат «Работать здесь»

Установка и заземление

Выпрямители устанавливаются в здании тяговой подстанции в соответствии с планом расположения оборудования.

Выпрямители должны быть заземлены в соответствии с «Инструкцией по заземлению устройств электроснабжения на электрифицированных железных дорогах (ЦЭ-191).

Выпрямители должны устанавливаться на изоляционные прокладки, исключающие металлический контакт с контуром заземления тяговой подстанции (КПЗ) и обеспечивающих изоляцию выпрямителя от КПЗ на напряжение 500 В.

С каркасом выпрямителей должны соединяться элементы металлоконструкций шинных мостов от преобразовательного трансформатора, катодных выключателей (БАОД) и корпусов трансформаторов. Соединение должно выполняться при помощи электросварки.

Каркас выпрямителя, металлоконструкции шинных мостов и корпус преобразовательного трансформатора должны образовывать контур заземления оборудования постоянного тока выпрямителей (КЗОПТ). Соединение КЗОПТ с КПЗ должно быть выполнено через реле земляной защиты.

Кабели, связывающие выпрямители с оборудованием тяговой подстанции не должно иметь металлических оболочек.

Нулевой провод питания собственных нужд выпрямителей не должен иметь связи с внутренним контуром заземления выпрямителей.

При установке выпрямителей должно быть обеспечено вертикальное рабочее положение шкафов. Допускается отклонение от вертикального положения на угол не более 5° в любую сторону.

Эксплуатация и обслуживание выпрямителей должны проводиться в соответствии:

- с действующими инструкциями по охране труда и технике безопасности;

- с межотраслевыми правилами по охране труда (Правила безопасности);

- с правилами технической эксплуатации электроустановок потребителей;

- с инструкцией по техническому обслуживанию и ремонту оборудования тяговых подстанций электрифицированных железных дорог (ЦЭ-936);

- с правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей;