Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство путей сообщения Российской Федерации

Иркутский государственный университет

путей сообщения

Забайкальский институт железнодорожного транспорта

Кафедра «Электроснабжение»

специальность 101800 - Электроснабжение железнодорожного транспорта

ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ

(Расчётно-пояснительная записка)

Реконструкция энергоснабжения вагонного депо ВЧД-5 ст. Чернышевск-Забайкальский

Дипломник (Арзамасцев И.В.)

руководитель проекта (Емельянов А.Г.)

нормоконтроль (Виноградова Л.Р.)

Чита 2005

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: трансформаторная подстанция, реконструкция энергоснабжения, ДПР, токи короткого замыкания, заземление, молниезащита, вагонное депо, картограмма нагрузок.

Рассмотрены основные аспекты реконструкции внутреннего энергоснабжения вагонного депо ст. Чернышевск Забайкальской железной дороги, проведён расчёт и выбор необходимого оборудования, определены размеры затрат на реконструкцию. В необходимом объёме раскрыт спецвопрос: КТП ДПР. Рассчитаны параметры устройств заземления и молниезащиты. На основе картограммы нагрузок определяется оптимальное расположение подстанции на генеральном плане предприятия. Особенностью проекта является отражение в нём реально существующих устройств, большая часть из которых строится и монтируется в настоящее время или готовится к монтажу по мере прохождения этапов идущей реконструкции ВЧД-5.

Введение

В настоящее время на фоне стабилизирующейся экономики России наблюдается некоторое развитие отраслей промышленности, что обеспечивается опережающими темпами роста энергетических мощностей и дальнейшей электрификацией производства. Современные системы электроснабжения промышленных предприятий обеспечивают необходимую степень надёжности электроснабжения, качество электроэнергии, её экономию, рациональное расходование материальных ресурсов при проектировании и строительстве.

Выполнение этих задач осуществляется входящими в состав электрических сетей линиями передачи, трансформаторными подстанциями, распределительными устройствами и коммутационными пунктами, средствами регулирования напряжения, устройствами для поддержания качества электроэнергии. Автоматизация и телемеханизация сетей электроснабжения, внедрение диспетчерского управления повышают надёжность электроснабжения технологических установок и приводят к снижению потерь электроэнергии.

В связи с реконструкцией вагонного депо ВЧД станции Чернышевск Забайкальской железной дороги возникла необходимость в расширении и модернизации системы энергоснабжения производственных корпусов предприятия для удовлетворения возросших потребностей в электроэнергии и устранения недостатков по замечаниям со стороны ревизорского аппарата дороги. В основу данного дипломного проекта положены реальные данные: сметы расходов, технические параметры устройств, схемы зданий и сооружений, протоколы электрических испытаний.

Исходные данные

1. Генеральный план предприятия.

2. Сведения об электрических нагрузках по цехам (таблица 1).

3. Питание ВЧД осуществляется от районной электростанции, находящейся на расстоянии 500 м, резервирование электроснабжения парокотловой, аварийного освещения депо и аппарата управления обеспечивается через КТП-ДПР, установленной на территории депо.

4. Депо работает в одну 12-часовую смену.

Таблица 1 - Электрические нагрузки ВЧД-5

№	Наименование	Средняя мощность за смену, кВт	Максимальная мощность за смену, кВт	Cos()
1	Наплавка гребней колёсных пар	57,5	100	0,85
2	Аппарат управления	2	5	0,71
3	Люковой цех	30	40	0,86
4	Столовая	22,5	30	0,89
5	Цех по ремонту колёсных пар	90	175	0,8
6	Цех по ремонту автосцепки вагонов	9	15	0,7
7	Механический цех	29,5	50	0,77
8	Кран мостовой 5т	6	10	0,73
9	Компрессорная депо	100	140	0,85
10	Котельная депо	125	175	0,81
11	Экспериментальный цех	11,5	20	0,7
12	Тележечный цех	70	125	0,9
13	Деревообрабатывающий цех	7,5	12,5	0,88
14	Кладовая депо	3,5	5	0,75
15	Демонтажный цех	10	17,5	0,78
16	Роликовый цех	13,5	20	0,8
17	Цех наплавки пятников вагонов	15,5	25	0,85
18	Сборочный цех	62,5	100	0,71
19	Цех главного механика	10	17,5	0,75
20	Цех наплавки надрессорных брусьев вагонов	19,5	30	0,8

1. Характеристика предприятия

Для производства деповского ремонта вагонов и капитального ремонта платформ депо имеет следующие цеха и сооружения:

цеха депо: вагоносборочный цех, тележечный цех, колесно-роликовый цех, подсобно-заготовительный цех, цех главного механика, экспериментальный цех, котельная депо, деревообделочный цех.

контрольные пункты ремонта: автоконтрольный пункт по ремонту тормозов, контрольный пункт по ремонту автосцепок.

ремонтные отделения: люковое отделение, кузнечное отделение, механическое отделение, отделение по ремонту узла пятник-подпятник.

ремонтный участок: участок по наплавке гребней колесных пар.

Вагоносборочный цех предназначен для производства разборочно-сборочных работ, ремонта кузова и рамы вагонов, окраска и нанесение знаков и надписей на вагонах и приемочных испытаний автотормозов после ремонта.

Цех по ремонту двухосных тележек предназначен для производства ремонтных работ по восстановлению работоспособности грузовых двухосных тележек на поточно-конвейерной линии, со стендами для ремонта триангелей и подвесок, позицией для дефектоскопирования рам и деталей тележек.

В отделении узла пятник-подпятник производится восстановление наклонных плоскостей, подпятников, упоров скользуна надрессорных балок, а также пятников ручной дуговой сваркой до альбомных размеров.

Колесно-роликовый комплекс предназначен для ремонта колесных пар без смены элементов и включает в себя колесно-токарный участок, демонтажное, монтажное, ремонтно-комплектовочное отделение, участок для очистки колесных пар и подачи их из тележечного отделения.

Подсобно-заготовительный цех с отделениями по ремонту автосцепного оборудования, крышек люков, бортов платформ, дверей крытых вагонов, предназначен для ремонта деталей, комплектования и проверки узлов с целью обеспечения ремонта вагонов по принципу замены неисправных узлов и деталей новыми или заранее отремонтированными.

Деревообделочный цех со складом пиломатериалов и соответствующим оборудованием предназначен для изготовления несъемного оборудования вагонов, сушки и обработки пиломатериалов для нужд депо и пункта технического обслуживания.

Контрольный пункт автотормозов предназначен для ремонта тормозного оборудования грузовых и пассажирских вагонов. В состав пункта автотормозов входят две компрессорные станции, обеспечивающие сжатым воздухом ремонтные цеха депо, пункт технического обслуживания.

Цех главного механика предназначен для ремонта и технического обслуживания технологического и подъемно-транспортного оборудования депо и пункта технического обслуживания. Организация ремонта и обслуживание оборудования основывается на системе планово-предупредительного ремонта. Производственная структура вагонного депо изображена на рисунке 1.

Трансформаторная подстанция 10/0,4 кВ находится в помещении роликового цеха, что не соответствует правилам устройства электроустановок, а именно:

- низкая и высокая стороны разделены только сетчатым ограждением;

- типовые трансформаторы не имеют сливных ям для слива масла;

- нет кабельных лотков, кабель находится прямо на полу;

- габариты проходов меньше установленных норм, что не позволяет производить единоличный осмотр электроустановки;

- имеется только один вход в помещение подстанции.

По неоднократным предписаниям Энергонадзора недостатки можно устранить только строительством типовой подстанции.

8

Рисунок 1 - Производственная структура вагонного депо

Размещено на http://www.allbest.ru/

Расчёт электрических нагрузок

Электрические нагрузки определяются для выбора и проверки токоведущих частей, силовых трансформаторов по пропускной способности, а также для расчёта потерь, выбора защиты и компенсирующих устройств. Исходными данными для расчёта нагрузок является перечень цехов с указанием параметров электропитания (таблица 1). При расчёте используются следующие соотношения:

(1)

Максимальная реактивная мощность:

при n ? 10 Q_м = 1,1· Q_см

n > 10 Q_м = Q_см

Осветительная нагрузка по цеху:

(2)

где - удельная плотность освещения на единицу площади, Вт/м²;

F - площадь цеха, м²; k_со - коэффициент спроса освещения.

Полная расчётная мощность:

(3)

Пример расчёта для люкового цеха приведён в приложении А.

Расчёт по остальным цехам сведён в таблицы 2 - 4.

Таблица 2 - Расчёт электрических нагрузок

№	Наименование	сменная нагрузка	cos()	tg()	Максимальная мощность
		Р, кВт	Q, кВар	S, кВА			Р, кВт	Q, кВар	S, кВА
1	Наплавка гребней колёсных пар	57,500	35,635	67,647	0,850	0,620	100,000	39,199	107,408
2	Аппарат управления	2,000	1,984	2,817	0,710	0,992	5,000	2,182	5,455
3	Люковой цех	30,000	17,801	34,884	0,860	0,593	40,000	19,581	44,536
4	Столовая	22,500	11,527	25,281	0,890	0,512	30,000	12,680	32,570
5	Цех по ремонту колёсных пар	90,000	67,500	112,500	0,800	0,750	175,000	74,250	190,100
6	Цех по ремонту автосцепки вагонов	9,000	9,182	12,857	0,700	1,020	15,000	10,100	18,083
7	Механический цех	29,500	24,445	38,312	0,770	0,829	50,000	26,889	56,772
8	Кран мостовой 5т	6,000	5,617	8,219	0,730	0,936	10,000	6,179	11,755
9	Компрессорная депо	100,000	61,974	117,647	0,850	0,620	140,000	68,172	155,716
10	Котельная депо	125,000	90,498	154,321	0,810	0,724	175,000	99,548	201,333
11	Экспериментальный цех	11,500	11,732	16,429	0,700	1,020	20,000	12,906	23,802
12	Тележечный цех	70,000	33,903	77,778	0,900	0,484	125,000	37,293	130,444
13	Деревообрабатывающий цех	7,500	4,048	8,523	0,880	0,540	12,500	4,453	13,269
14	Кладовая депо	3,500	3,087	4,667	0,750	0,882	5,000	3,395	6,044
15	Демонтажный цех	10,000	8,023	12,821	0,780	0,802	17,500	8,825	19,599
16	Роликовый цех	13,500	10,125	16,875	0,800	0,750	20,000	11,138	22,892
17	Цех наплавки пятников вагонов	15,500	9,606	18,235	0,850	0,620	25,000	10,567	27,141
18	Сборочный цех	62,500	61,990	88,028	0,710	0,992	100,000	68,189	121,036
19	Цех главного механика	10,000	8,819	13,333	0,750	0,882	17,500	9,701	20,009
20	Цех наплавки надрессорных брусьев вагонов	19,500	14,625	24,375	0,800	0,750	30,000	16,088	34,041
Итого по депо	695	695,000	492,121	855,548			1112,500	541,333

Таблица 3 - Расчёт осветительной нагрузки

№	Наименование цеха	F, м2	, Вт/м2	kсо	Росв, кВт
1	Наплавка гребней колёсных пар	160,0	17,0	1,0	2,7
2	Аппарат управления	300,0	17,0	1,0	5,1
3	Люковой цех	250,0	17,0	1,0	4,3
4	Столовая	300,0	14,0	0,8	3,4
5	Цех по ремонту колёсных пар	800,0	18,0	1,0	14,4
6	Цех по ремонту автосцепки вагонов	100,0	17,0	1,0	1,7
7	Механический цех	200,0	17,0	1,0	3,4
8	Кран мостовой 5т	500,0	14,0	0,8	5,6
9	Компрессорная депо	60,0	17,0	1,0	1,0
10	Котельная депо	750,0	17,0	1,0	12,8
11	Экспериментальный цех	250,0	17,0	1,0	4,3
12	Тележечный цех	300,0	18,0	1,0	5,4
13	Деревообрабатывающий цех	200,0	17,0	1,0	3,4
14	Кладовая депо	120,0	14,0	0,8	1,3
15	Демонтажный цех	160,0	17,0	1,0	2,7
16	Роликовый цех	120,0	18,0	1,0	2,2
17	Цех наплавки пятников вагонов	70,0	17,0	1,0	1,2
18	Сборочный цех	2100,0	18,0	1,0	37,8
19	Цех главного механика	300,0	17,0	1,0	5,1
20	Цех наплавки надрессорных брусьев вагонов	100,0	17,0	1,0	1,7
Итого по депо	7140,0			119,4

Таблица 4 - Расчётные нагрузки цехов

№	Росв, кВт	Рм, кВт	Рр, кВт	Qр, кВар	Sр, кВА
1	2,720	100,000	102,720	39,199	109,945
2	5,100	5,000	10,100	2,182	10,333
3	4,250	40,000	44,250	19,581	48,389
4	3,360	30,000	33,360	12,680	35,688
5	14,400	175,000	189,400	74,250	203,434
6	1,700	15,000	16,700	10,100	19,517
7	3,400	50,000	53,400	26,889	59,788
8	5,600	10,000	15,600	6,179	16,779
9	1,020	140,000	141,020	68,172	156,633
10	12,750	175,000	187,750	99,548	212,509
11	4,250	20,000	24,250	12,906	27,470
12	5,400	125,000	130,400	37,293	135,628
13	3,400	12,500	15,900	4,453	16,512
14	1,344	5,000	6,344	3,395	7,195
15	2,720	17,500	20,220	8,825	22,062
16	2,160	20,000	22,160	11,138	24,801
17	1,190	25,000	26,190	10,567	28,241
18	37,800	100,000	137,800	68,189	153,748
19	5,100	17,500	22,600	9,701	24,594
20	1,700	30,000	31,700	16,088	35,549
итого	119,364	1112,500	1231,864	541,333	1348,816

Построение картограммы нагрузок. Определение центра электрических нагрузок предприятия

Место установки ТП определяется нахождением центра электрических нагрузок депо. Для этого на генплане наносятся оси координат и координаты центра электрических нагрузок предприятия определяются по формулам:

(4)

где x_i и у_i - координаты соответствующих центров цеховых нагрузок;

S_i - полные мощности цехов.

Установка ТП в центре электрических нагрузок необходима, чтобы уменьшить потери мощности в заводской сети и не создавать обратных перетоков мощностей. Для построения картограммы нагрузок определяются радиусы кругов, представляющие собой интенсивность распределения электрических нагрузок по заводу и долю осветительной нагрузки от суммарной мощности. Радиус окружностей определяется:

(6)

где m = 1 - масштаб изображения, кВА/см².

Осветительная нагрузка показывается в виде сектора, площадь которого пропорциональна этой нагрузке. Угол а для сектора определяется из (7):

(7)

где Р_рoi - величина осветительной нагрузки. Результаты расчетов сводятся в таблицу 5.

По рассчитанным данным вычисляются координаты центра электрических нагрузок предприятия: Х = 13,88 см, У = 13,87 см. Установка ТП в этом месте невозможна, так как здесь проходят рельсы козлового крана, ТП устанавливается в точке с координатами (16; 33,5).

Таблица 5 - Расчет картограммы нагрузок.

№	Наименование	Pосв, кВт	S, кВт	x, см	y, см	r, см	a, град	Sx	Sy
1	Наплавка гребней колёсных пар	2,72	107,41	28,60	34,20	5,85	9,12	3071,88	3673,36
2	Аппарат управления	5,10	5,46	19,60	2,30	1,32	336,55	106,93	12,55
3	Люковой цех	4,25	44,54	39,80	4,20	3,77	34,35	1772,52	187,05
4	Столовая	3,36	32,57	19,60	6,30	3,22	37,14	638,36	205,19
5	Цех по ремонту колёсных пар	14,40	190,10	25,80	20,00	7,78	27,27	4904,58	3802,00
6	Цех по ремонту автосцепки вагонов	1,70	18,08	34,30	4,20	2,40	33,84	620,26	75,95
7	Механический цех	3,40	56,77	46,60	4,30	4,25	21,56	2645,56	244,12
8	Кран мостовой 5т	5,60	11,76	10,60	24,50	1,93	171,50	124,60	288,00
9	Компрессорная депо	1,02	155,72	25,70	43,90	7,04	2,36	4001,90	6835,92
10	Котельная депо	12,75	201,33	3,00	43,80	8,01	22,80	604,00	8818,37
11	Экспериментальный цех	4,25	23,80	15,80	44,00	2,75	64,28	376,08	1047,31
12	Тележечный цех	5,40	130,44	38,00	30,50	6,44	14,90	4956,89	3978,56
13	Деревообрабатывающий цех	3,40	13,27	49,30	32,70	2,06	92,24	654,18	433,91
14	Кладовая депо	1,34	6,04	20,50	44,00	1,39	80,05	123,90	265,93
15	Демонтажный цех	2,72	19,60	28,80	28,90	2,50	49,96	564,46	566,42
16	Роликовый цех	2,16	22,89	22,40	28,80	2,70	33,97	512,78	659,29
17	Цех наплавки пятников вагонов	1,19	27,14	52,00	4,00	2,94	15,78	1411,35	108,57
18	Сборочный цех	37,80	121,04	43,00	17,00	6,21	112,43	5204,54	2057,61
19	Цех главного механика	5,10	20,01	25,00	4,00	2,52	91,76	500,23	80,04
20	Цех наплавки надрессорных брусьев вагонов	1,70	34,04	49,20	32,80	3,29	17,98	1674,83	1116,55
Всего		2484,01					34469,82	34456,69

Расчет основных параметров трансформаторной подстанции

1.1 Разработка схемы главных электрических соединений подстанции

Электрическая сеть ВЧД ст. Чернышевск по объёмам энергопотребления приёмников и территориальной протяжённости позволяет обойтись одной главной трансформаторной подстанцией с одной секционированной системой из двух сборных шин. Схемы с одной секционированной системой сборных шин применяются в РП и в распределительных устройствах вторичного напряжения ПГВ и ГПП, на средних и крупных цеховых подстанциях, от которых кроме трансформаторов питаются также электродвигатели напряжением выше 1000 В, электропечи и другие электроприемники. Такие схемы применяются в тех случаях, когда нельзя применить блочные схемы без выключателей и без сборных шин. Одиночная секционированная система шин надежна, так как коммутационных операций меньше, чем при двойной системе, и, следовательно, меньше возможных ошибок при эксплуатации. Межсекционный разъединитель не является оперативным и служит только для снятия напряжения с выключателя на время его ревизии или ремонта, поэтому серьезных последствий от ошибок при оперировании с ним не бывает, так как он снабжен надежной и простой механической блокировкой с выключателями, которая практически исключает ошибочные операции. На рассматриваемой подстанции используется разъединитель РВЗ-10/630-IIУЗ (рисунок 2). К каждой из секций подключен трансформатор мощностью 1000 кВА.. Выбор двухтрансформаторной схемы обусловлен значительной концентрацией мощных потребителей на относительно небольшой площади, а также обеспечением необходимой степени резервирования. Секции оборудованы разрядниками

Рисунок 2 - Схема главных электрических соединений подстанции

24

1.2 Выбор числа, мощности и типа цеховых трансформаторов

Мощность трансформатора цеховой подстанции выбирается по формуле:

(8)

где S_р - расчётная мощность потребителей, S_р = 1348.82 кВА;

n - число трансформаторов ТП, по условиям надёжности электроснабжения принимается n = 2;

- коэффициент загрузки трансформатора.

Для потребителей III категории допускается устанавливать один трансформатор. Нормативные коэффициенты загрузки для подстанции с потребителями 1-ой категории = 0,65 - 0,7; II-ой = 0,7- 0,8; III-й = 0,8 - 0,95. Действительный коэффициент загрузки трансформатора определяется:

(9)

Для потребителей 1-ой и II-ой категорий в нормальном режиме работы <0,7; в аварийном <1,4.

Трансформатор может быть перегружен на 40% в течении суток по 6 часов, но не более.



Таким образом на подстанции устанавливаются два трансформатора мощностью 1000 кВА.

1.3 Расчет токов короткого замыкания

Составление расчетной схемы и схемы замещения

Согласно ПУЭ выбор и проверка электрических аппаратов и токоведущих элементов по электродинамической и электрической устойчивости производителя по току трехфазного короткого замыкания (I_к), поэтому в проекте необходимо произвести расчет токов короткого замыкания (ТКЗ) для всех распределительных устройств (РУ).

На основании схемы энергоснабжения, исходных данных и принятой схемы главных электрических соединений подстанции составляется расчетная схема (рисунок 3), а по ней схемы замещения (рисунок 4) проектируемой подстанции.

Расчетная схема представляет собой упрощенную электрическую схему с указанием тех элементов электрической цепи и их параметров, которые влияют на токи короткого замыкания. Напряжение 10 кВ подаётся с ГПП кабелем ААБл на подстанцию ВЧД, далее для примера рассматривается участок сети подстанция - компрессорная, кабель АВВБ. Расчёт ведётся для короткого замыкания на шинах высокого и питающего напряжения подстанции и в сети компрессорной.

Схема замещения тяговой подстанции представляет собой электрическую схему, элементами которой являются схемы замещения реальных устройств их основными электрическими характеристиками (активным, реактивным емкостным или реактивным индуктивным сопротивлениями).

Рисунок 3 - Расчетная схема проектируемой тяговой подстанции



Рисунок 4 - Схема замещения проектируемой тяговой подстанции

Расчёт элементов схемы замещения

Сопротивление Х₁ определяется по формуле:

(10)

где х - удельное сопротивление линии 0,32 Ом/км;

l - длина линии 1,5 км;

S_б - базисная мощность 100 МВА;

U_срн - среднее номинальное напряжение линии 10 кВ.

Активное сопротивление кабеля:

 (11)

где - удельная проводимость меди 54.4 м/Оммм²;

S - сечение жил кабеля 95 мм².

Относительное базисное активное сопротивление кабеля и результирующее сопротивление цепи КЗ:

(12)

Относительное результирующее сопротивление до точки К₁:

х_рез1 = х₁ (13)

В данном случае отношение

поэтому активное сопротивление кабеля должно быть учтено:

(14)

В дальнейших расчётах принимается уточнение

х_рез1 = z_рез1 (15)

Сопротивление Х₂ определяется по формуле:

(16)

где х_к% - напряжение КЗ 5,36%;

S_нтр - номинальная мощность трансформатора 1000 кВА.

Относительное результирующее сопротивление до точки К₂:

(17)

Сопротивление Х₃ определяется по формуле:

(18)

где х - индуктивное сопротивление кабеля 0,08 Ом/км;

l - длина линии 70 м;

U_срн - среднее номинальное напряжение линии 0,4 кВ.

Относительное результирующее сопротивление до точки К₃:

(19)

Активное сопротивление кабеля:

 (20)

где S - сечение жил кабеля 95 мм².

Относительное базисное активное сопротивление кабеля и результирующее сопротивление цепи КЗ:

(21)

В данном случае отношение

поэтому активное сопротивление кабеля должно быть учтено:

Расчёт по остальным цехам сведён в таблицу 6.

25

Таблица 6 - Расчёт токов КЗ по цехам

№	Наименование	сечение, мм2	длина, м	х3	xr3	rk	rr3	r/x	zr3	Ik3	Iu3
1	Наплавка гребней колёсных пар	95,000	50,000	2,500	5,741	0,010	6,047	1,053	8,338	17310,696	24481,021
2	Аппарат управления	10,000	80,000	4,000	7,241	0,147	91,912	12,693	92,197	1565,542	2214,011
3	Люковой цех	35,000	100,000	5,000	8,241	0,053	32,826	3,983	33,844	4264,754	6031,272
4	Столовая	35,000	75,000	3,750	6,991	0,039	24,619	3,522	25,593	5639,821	7975,911
5	Цех по ремонту колёсных пар	120,000	80,000	4,000	7,241	0,012	7,659	1,058	10,540	13693,923	19366,132
6	Цех по ремонту автосцепки вагонов	10,000	100,000	5,000	8,241	0,184	114,890	13,941	115,185	1253,095	1772,143
7	Механический цех	25,000	120,000	6,000	9,241	0,088	55,147	5,968	55,916	2581,331	3650,553
8	Кран мостовой 5т	10,000	30,000	1,500	4,741	0,055	34,467	7,270	34,791	4148,650	5867,078
9	Компрессорная депо	95,000	70,000	3,500	6,741	0,014	8,466	1,256	10,822	13337,930	18862,681
10	Котельная депо	120,000	80,000	4,000	7,241	0,012	7,659	1,058	10,540	13693,923	19366,132
11	Экспериментальный цех	35,000	30,000	1,500	4,741	0,016	9,848	2,077	10,930	13206,232	18676,432
12	Тележечный цех	95,000	70,000	3,500	6,741	0,014	8,466	1,256	10,822	13337,930	18862,681
13	Деревообрабатывающий цех	16,000	150,000	7,500	10,741	0,172	107,709	10,028	108,243	1333,455	1885,790
14	Кладовая депо	10,000	60,000	3,000	6,241	0,110	68,934	11,045	69,216	2085,328	2949,099
15	Демонтажный цех	25,000	40,000	2,000	5,241	0,029	18,382	3,507	19,115	7551,054	10678,804
16	Роликовый цех	35,000	35,000	1,750	4,991	0,018	11,489	2,302	12,526	11522,823	16295,732
17	Цех наплавки пятников вагонов	35,000	90,000	4,500	7,741	0,047	29,543	3,816	30,540	4726,119	6683,742
18	Сборочный цех	35,000	80,000	4,000	7,241	0,042	26,261	3,627	27,241	5298,634	7493,400
19	Цех главного механика	25,000	150,000	7,500	10,741	0,110	68,934	6,418	69,766	2068,893	2925,856
20	Цех наплавки надрессорных брусьев вагонов	95,000	100,000	5,000	8,241	0,019	12,094	1,467	14,635	9862,784	13948,083

31

Определение токов в схеме

Базисный ток i-ой точки определяется по формуле:

(22)

Ток короткого замыкания в точке i:

(23)

Ударный ток i-ой точки i_y определяется по формуле:

(24)

где к_у - ударный коэффициент:

(25)

где Т_а - постоянная времени цепи КЗ, определяется по формуле:

(26)

Мощность короткого замыкания в точке i:

(27)

Результаты расчётов по всему пункту приведены в приложении Б.

Выбор средств компенсации реактивной мощности на стороне низкого напряжения

Ниже проводится проверочный расчёт для принятия решения о необходимости использования средств компенсации реактивной мощности в низковольтных сетях. Этот вопрос решается совместно с выбором мощностей цеховых трансформаторов, так как передача реактивной мощности со стороны 10 кВ в сеть до 1000 В приводит к увеличению установленной мощности трансформаторов подстанции.

По выбранному числу трансформаторов определяется наибольшая реактивная мощность, которая может быть передана со стороны 10 кВ в сеть 0,4 кВ без увеличения принятого числа трансформаторов:

(28)

где - нормативный коэффициент загрузки;

n - количество трансформаторов в ТП;

S_н.тр - номинальная мощность трансформатора, кВА;

Р_р - суммарная расчетная активная мощность по депо, кВт

Суммарная мощность подлежащая компенсации определится по формуле:

(29)

где Q_p - суммарная расчетная реактивная мощность по депо.

Если расчётом выявляется необходимость установки компенсирующих устройств, то уточняется мощность передаваемая со стороны высокого напряжения:

(30)

где Q_нб - установленная мощность компенсирующего устройства;

Также уточняется полная мощность и коэффициент загрузки трансформатора:

(31)

где Р_ку - потери компенсирующего устройства;

Из расчёта видно что компенсировать реактивную мощность на низкой стороне ТП не нужно, так как Q_ку < 0.

Расчет потерь мощности в трансформаторной подстанции

В соответствии с выбранной номинальной мощностью трансформаторов на подстанцию устанавливаются трансформаторы ТМ-1000:

- Р_х = 2 кВт;

- Р_кз = 10,2 кВт;

- U_к% = 5,36%;

- i_х = 1%.

Определение потерь в трансформаторах:

- реактивные потери при КЗ

(32)

- реактивные потери холостого хода

(33)

- суммарные реактивные потери

(34)

- активные потери при коротком замыкании

(35)

- суммарные потери активной мощности

(36)

Расчёт потерь приведён в приложении В.

Выбор средств компенсации реактивной мощности на стороне высокого напряжения

Реактивная нагрузка на шинах ГПП определяется по формуле:

(37)

где - потери реактивной мощности в трансформаторах;

- реактивная нагрузка трансформаторной подстанции;

Активная нагрузка на шинах ГПП:

(38)

где - потери активной мощности в трансформаторах;

- активная нагрузка трансформаторной подстанции;

Расчетное значение tg() по предприятию:

(39)

Мощность компенсации на шинах 10 кВ определяется по формуле:

(40)

где = 0,33 соответствует нормативному коэффициенту мощности cos = 0,95.

Из расчёта (приложение Г) видно, что на подстанции требуется компенсировать реактивную мощность на высокой стороне. Выбираются конденсаторные установки типа КС2-10,5-50 с генерируемой мощностью 50 кВар. Так как на ТП имеются две секции сборных шин, то на каждую секцию устанавливается по две установки.

Выбор оборудования подстанции

Аппараты, изоляторы и проводники первичных цепей должны удовлетворять следующим общим требованиям:

- необходимая прочность изоляции для надёжной работы в длительном режиме и при кратковременных перенапряжениях;

- допустимый нагрев токами длительных режимов;

- устойчивость в режиме короткого замыкания;

- технико-экономическая целесообразность;

- соответствие окружающей среде и роду установки;

- достаточная механическая прочность;

- допустимые потери напряжения в нормальном и аварийных режимах.

1.4 Выбор и проверка выключателей и разъединителей

Выбор выключателей производится по:

1) напряжению установки, U_ycm ? U_нom;

2) длительному току, I_норм ? I_ном; I_мах ? I_ном;

3) отключающей способности, I_n ? I_{ном.откл};

4) электродинамической стойкости, i_y ? i_дин;

5) термической стойкости.

Расчёты при выборе и проверке выключателей производят для того, чтобы установить соответствие их заводских характеристик условиям работы на месте монтажа.

Для проверки выключателей ВН по току рассчитываются нормальный и максимальный потребляемые токи:

Сравнивается ток короткого замыкания и номинальный ток отключения, а также ударный ток короткого замыкания и ток динамической устойчивости (или предельный сквозной ток). Вычисляются и сравниваются тепловые импульсы тока КЗ для проверки на термическую устойчивость:

(43)

где B_k, кА²·с - тепловой импульс тока КЗ;

I_т.н, кА - номинальный ток термической устойчивости,

t_т.н, с - номинальное время термической устойчивости, к которому отнесён I_т.н.

Составляется таблица выбора выключателей и разъединителей (таблица 7):

Таблица 7 - Выключатели и разъединители подстанции на стороне ВН

Расчетные данные	Каталожные данные
	ВНП-10/630-20з УХЛ1	РВЗ-10/630-IIУЗ 1
Uycm = 10кВ	Uном = 10кВ	Uном = 10кВ
Iнорм = 56,28 А	Iном = 630 А	Iном = 630 А
Iмах = 77,87 А	Iном = 630 А	Iном = 630 А
Iкз = 10,29 кА	Iн.откл. = 20 кА	Iн.откл. = 20 кА
iy = 14,56	Iдин = 64 кА	Iдин = 60 кА
Вк =(10,29)2·4 = 423.76 кА2·с	Вк =(20)2·4 = 1600 кА2·с

По результатам расчётов выбираются выключатели нагрузки ВНП-10/630-20з и разъединители РВЗ-10/630-IIУЗ /6, таблица 2-54, 2-56/

Нормальный и максимальный потребляемые токи для НН:

На напряжение 380 В применяются выключатели Р3545 /7. таблица 30.1/. Для секционного выключателя выбирается В3545. На стороне НН выключатели не проверяются на термическую устойчивость.

Таблица 8 - Выключатели и разъединители подстанции на стороне НН

Расчетные данные	Каталожные данные
	Р3545	В3545
Uycm = 380 В	Uном = 380В	Uном = 380В
Iнорм = 1481 А	Iном = 2500 А	Iном = 2500 А
Iмах = 2049 А	Iном = 2500 А	Iном = 2500 А
Iкз = 44,54 кА	Iн.откл. = 60 кА	Iн.откл. = 60 кА

Обозначение выключателей и разъединителей расшифровывается следующим образом:

На отходящие кабельные линии выбираются рубильники типа РП с номинальным напряжением 380 В. Выбор рубильников по цехам отражён в таблице 9.

34

Таблица 9 - Выбор рубильников на отходящие кабельные линии 380 В.

№	Наименование	сменная нагрузка	максимальная нагрузка	КЗ	рубильник
		I, кA	I, кA	Iкз,кА	обозначение	Iном,кА	Iкзmax,кА
1	Наплавка гребней колёсных пар	0,107	0,167	17,311	РП3726	0,250	40,000
2	Аппарат управления	0,012	0,016	1,566	РП3726	0,250	40,000
3	Люковой цех	0,059	0,074	4,265	РП3626	0,100	20,000
4	Столовая	0,044	0,055	5,640	РП3626	0,100	20,000
5	Цех по ремонту колёсных пар	0,193	0,311	13,694	РП3826	0,400	65,000
6	Цех по ремонту автосцепки вагонов	0,022	0,030	1,253	РП3626	0,100	20,000
7	Механический цех	0,063	0,091	2,581	РП3626	0,100	20,000
8	Кран мостовой 5т	0,021	0,026	4,149	РП3626	0,100	20,000
9	Компрессорная депо	0,180	0,238	13,338	РП3726	0,250	40,000
10	Котельная депо	0,254	0,325	13,694	РП3826	0,400	65,000
11	Экспериментальный цех	0,031	0,043	13,206	РП3626	0,100	20,000
12	Тележечный цех	0,126	0,206	13,338	РП3726	0,250	40,000
13	Деревообрабатывающий цех	0,018	0,025	1,333	РП3626	0,100	20,000
14	Кладовая депо	0,009	0,011	2,085	РП3626	0,100	20,000
15	Демонтажный цех	0,024	0,034	7,551	РП3626	0,100	20,000
16	Роликовый цех	0,029	0,038	11,523	РП3626	0,100	20,000
17	Цех наплавки пятников вагонов	0,030	0,043	4,726	РП3626	0,100	20,000
18	Сборочный цех	0,191	0,241	5,299	РП3726	0,250	40,000
19	Цех главного механика	0,028	0,038	2,069	РП3626	0,100	20,000
20	Цех наплавки надрессорных брусьев вагонов	0,040	0,054	9,863	РП3626	0,100	20,000

1.5 Выбор трансформаторов тока

Трансформаторы тока выбираются:

1) по номинальному напряжению установки, U_ycm < U_ном;

2) по току, I_норм < I_1ном; I_max < I_1ном;

3) по конструкции и классу точности

4) по электродинамической стойкости;

(44)

где i_у - ударный ток КЗ по расчету;

k_эд - кратность электродинамической стойкости;

I_1ном - номинальный первичный ток трансформатора тока;

i_дин - ток электродинамической стойкости.

5) по термической стойкости (для напряжения выше 1000 В);

(45)

где В_к - тепловой импульс по расчету;

k_m - кратность термической стойкости;

I_тер - ток термической стойкости.

6) по вторичной нагрузке;

(46)

где Z₂ - вторичная нагрузка трансформатора тока;

Z_ном - номинальная допустимая нагрузка трансформатора тока при выбранном классе точности.

Вторичная нагрузка определяется по формуле:

R₂ = R_приб + R_пр + R_к, Ом (47)

где R_приб - сопротивление приборов;

R_пр - сопротивление проводов;

R_к - сопротивление контактов.

(48)

где S_приб - мощность потребляемая приборами;

I₂ - вторичный номинальный ток прибора.

Сопротивление контактов принимается 0,05 Ом при 2-3 приборах и 0,1 Ом при большем числе приборов.

Сопротивление проводов определяется из формулы:

R_пр = Z_2ном - R_приб - R_к, Ом (49)

Сечение соединительных проводов:

(50)

где р - удельное сопротивление материала провода, р_ал = 0,0283 Ом/м;

l_расч - расчетная длина, зависящая от схемы соединения трансформатора тока.

По условиям прочности сечение не должно быть меньше 4 мм² для алюминиевых жил. Сечение больше 6 мм² обычно не применяется.

На отходящие линии выбираются трансформаторы МФ0200 с номинальным током 10 - 400 А, класс точности 0.5, максимальный ток КЗ 20 кА, номинальная вторичная мощность 5 ВА, номинальная вторичная нагрузка 0,4 Ом. Для подключения измерительных приборов используется алюминиевый провод сечением 4 мм².

Таблица 10 - Выбор трансформаторов тока.

Расчетные данные	Каталожные данные
Uуст = 0.38 кВ	Uном = 0.66 кВ
Imах = (11 325) А	Iном = (5 750) А
Iу = (1,77 24,48) кА	Iу = 28,28 кА

Таблица 11 - Нагрузка ТА.

Приборы	Нагрузка по фазам, ВА
	А	В	С
Амперметр	0,5	0,5	0,5
Счетчик активной энергии	2,5	--	2,5
Итого	3	0,5	3

1.6 Выбор автоматических выключателей

Выбор автоматов производится по следующим условиям:

1. Предельная отключающая способность:

I_{пр.откл} ? I_к.mах;

2. По номинальному току автомата:

I_{ном.авт} ? I_ном;

3. По номинальному току расцепителя:

I_{ном.расц} ? I_ном;

4. По току уставки срабатывания расцепителя:

I_уст.т ? k_з·I_ном,

где k_з = 1.2 - коэффициент.

Шины 0,4 кВ отделяются от вторичных обмоток трансформаторов ТП выключателями АВМ20 с номинальным током 2300 А, номинальным напряжением 400 В, с предельной отключающей способностью 75 кА.

Производится выбор автоматов, защищающих кабельные линии, результаты сводятся в таблицу 12.

Таблица 12 - Выбор автоматических выключателей

№	Наименование	Pосв, кВт	сменная нагрузка	максимальная нагрузка	КЗ	автоматический выключатель
			S, кВт	I, кA	S, кВт	I, кA	Iкз,кА	обозначение	Iном,кА	Iном.расц , кА	Iпр.откл ,кА	кз*Iном,кА	уставка расцепителя	Iуст, кА
1	Наплавка гребней колёсных пар	2,720	67,647	0,107	107,408	0,167	17,311	А3130	0,170	0,170	30,000	0,201	1,250	0,213
2	Аппарат управления	5,100	2,817	0,012	5,455	0,016	1,566	АСТ	0,025	0,025	2,500	0,019	1,200	0,030
3	Люковой цех	4,250	34,884	0,059	44,536	0,074	4,265	А3120	0,100	0,080	10,000	0,089	1,250	0,100
4	Столовая	3,360	25,281	0,044	32,570	0,055	5,640	АК63	0,063	0,063	6,000	0,066	1,300	0,082
5	Цех по ремонту колёсных пар	14,400	112,500	0,193	190,100	0,311	13,694	А3730	0,400	0,350	55,000	0,373	1,250	0,438
6	Цех по ремонту автосцепки вагонов	1,700	12,857	0,022	18,083	0,030	1,253	АК50	0,050	0,035	9,000	0,036	1,350	0,047
7	Механический цех	3,400	38,312	0,063	56,772	0,091	2,581	АЕ2050	0,100	0,100	6,000	0,110	1,250	0,125
8	Кран мостовой 5т	5,600	8,219	0,021	11,755	0,026	4,149	АК50	0,050	0,035	9,000	0,032	1,350	0,047
9	Компрессорная депо	1,020	117,647	0,180	155,716	0,238	13,338	А3720	0,250	0,250	100,000	0,286	1,250	0,313
10	Котельная депо	12,750	154,321	0,254	201,333	0,325	13,694	А3730	0,400	0,350	55,000	0,390	1,250	0,438
11	Экспериментальный цех	4,250	16,429	0,031	23,802	0,043	13,206	АК50	0,050	0,045	9,000	0,051	1,350	0,061
12	Тележечный цех	5,400	77,778	0,126	130,444	0,206	13,338	А3130	0,220	0,220	25,000	0,248	1,250	0,275
13	Деревообрабатывающий цех	3,400	8,523	0,018	13,269	0,025	1,333	АЕ2030	0,025	0,025	3,000	0,030	1,250	0,031
14	Кладовая депо	1,344	4,667	0,009	6,044	0,011	2,085	АЕ2030	0,025	0,013	3,000	0,013	1,250	0,016
15	Демонтажный цех	2,720	12,821	0,024	19,599	0,034	7,551	АК50	0,050	0,035	9,000	0,041	1,350	0,047
16	Роликовый цех	2,160	16,875	0,029	22,892	0,038	11,523	АК50	0,050	0,040	9,000	0,046	1,350	0,054
17	Цех наплавки пятников вагонов	1,190	18,235	0,030	27,141	0,043	4,726	АК50	0,050	0,045	9,000	0,052	1,350	0,061
18	Сборочный цех	37,800	88,028	0,191	121,036	0,241	5,299	А3720	0,250	0,250	100,000	0,290	1,250	0,313
19	Цех главного механика	5,100	13,333	0,028	20,009	0,038	2,069	АК50	0,050	0,040	9,000	0,046	1,350	0,054
20	Цех наплавки надрессорных брусьев вагонов	1,700	24,375	0,040	34,041	0,054	9,863	А3120	0,100	0,060	10,000	0,065	1,250	0,075

Релейная защита

Для защиты элементов распределительной сети 6 - 10 кВ, кроме предохранителей, применяется и релейная защита, выполняемая, как правило, по простейшим схемам. Релейной защитой называется устройство, состоящее из одного или нескольких приборов (реле), контролирующих исправное состояние отдельных элементов сети. При возникновении повреждения защищаемых элементов или ненормальных режимов в сети устройство автоматически об этом сигнализирует или воздействует на отключающие аппараты поврежденного элемента сети.

Релейная защита должна быть избирательной, быстродействующей, чувствительной и надежной. Избирательностью, как отмечалось, называется способность защиты отключать только поврежденный участок сети. Быстродействие необходимо для ограничения размеров разрушений оборудования сети при возникновении режима к. з.

Чувствительностью защиты называется ее способность действовать при минимальных изменениях контролируемой величины, в частности при минимальных токах к. з. Надежность релейной защиты заключается в ее безотказной работе в установленной для нее зоне изменения контролируемой величины. Надежность защиты в значительной мере определяется уровнем обслуживания устройства защиты в процессе эксплуатации.

Питание устройств релейной защиты может осуществляться с использованием постоянного и переменного тока. В городских сетях преимущественно применяется переменный оперативный ток. Имеются устройства с использованием выпрямленного напряжения. Источниками оперативного тока являются трансформаторы тока и напряжения, силовые трансформаторы, а также конденсаторные батареи. При комплектовании релейной защиты используют следующие виды реле:

- основные реле, непосредственно воспринимающие изменения контролируемых величин;

- вспомогательные реле, применяемые для создания выдержек времени, размножения контактов, передачи команды от одного реле к другому, воздействия на отключающие механизмы выключателей и т. д.;

- указательные реле, сигнализирующие о срабатывании защиты.

Реле, используемые в городских сетях, работают на электрическом принципе, т. е. реагируют на изменение электрических величин: тока, напряжения, мощности. По характеру изменения указанных величин различают максимальные и минимальные реле. Максимальные реле приходят в действие, если контролируемая величина начинает превышать заданную, а минимальные реле срабатывают в том случае, когда контролируемая величина становится меньше заданной.

Различают реле прямого и косвенного действия. Реле прямого действия непосредственно воздействует на механизм освобождения привода выключателя. Реле косвенного действия связано с механизмом расщепления выключателя посредством вспомогательных реле.

Основным видом защиты распределительных линий 6 - 10 кВ является максимальная токовая защита с выдержкой времени или без нее (так называемая токовая отсечка). Защита контролирует ток в линии и срабатывает при превышении установленного значения последнего. Это называется уставкой защиты. По такой схеме (рисунок 5) собрана защита кабельной линии, отходящей с шин 10 кВ электростанции на ТП вагонного депо ВЧД-5.



Рисунок 5 - Схема максимальной токовой защиты с реле РТ-85.

ТА - трансформаторы тока; КА - земляная сигнализация; YAT - электромагнит отключения.

Защита состоит из двух индукционных токовых реле РТ-85 и двух катушек отключения YAT, встраиваемых в привод выключателя. Питание реле производится от трансформаторов тока ТА. При повреждении линии одно или оба реле замыкают свои контакты, в результате ток от ТA поступает в катушку YAT и тем самым происходит отключение выключателя линии.

Из протокола №38 испытания релейной защиты РРУ ЭЧ-11 Заб. ЖД от 19.10.2001 определяются её параметры:

- тип защиты: МТЗ с выдержкой времени;

- тип выключателя: ВМП-10;

- тип реле: РТ-85;

- уставка токового реле: 7 А;

- действительная уставка реле времени: 0,5 с;

- ток возврата: 6,5 А;

- коэффициент возврата: 0,81;

- измерительные трансформаторы тока (2): ТТ 75/5.

В данном случае установка реле РТ-85 и монтаж защиты производится на лицевой двери камеры КСО с масляным выключателем линии или на отдельных панелях релейной защиты.

Избирательность максимальной токовой защиты обеспечивается созданием выдержки времени, которая нарастает ступенями по 0,5--0,7 с по направлению от электроприемника к источнику питания. Рассматриваемая защита осуществляется в двухфазном исполнении с использованием двух реле прямого действия или вторичных реле индукционного типа. Применение реле прямого действия, которые устанавливаются непосредственно в приводе масляного выключателя, значительно удешевляет защиту, упрощает ее монтаж и последующую эксплуатацию.

Питание реле производится от трансформаторов тока установленных на защищаемой линии. При возникновении повреждения ток в линии увеличивается и становится равным току срабатывания или больше него. В зависимости от вида к. з. с установленной выдержкой времени срабатывают одно или оба реле, непосредственно воздействуя на расцепляющий механизм выключателя. Линия автоматически отключается.

Реле РТВ (реле токовое с выдержкой времени) выпускается в разных вариантах, в зависимости от пределов изменения тока срабатывания. К недостаткам реле относится значительный разброс выдержки времени в начальной части характеристики. В связи с этим максимальная токовая защита иногда выполняется с использованием вторичных реле типа РТ-85 (рисунок 5).

Более сложной является направленная максимальная токовая защита, предусматриваемая при параллельной работе питающих линий 6--10 кВ. Защита устанавливается на приемных концах указанных линий в РП и действует по фактору изменения направления потока мощности при к. з. в любой из параллельно работающих линий.

Защита состоит из трех органов: пускового, направления мощности и выдержки времени. Она выполняется с помощью вторичных реле, с питанием от трансформаторов тока и напряжения. Ее монтаж выполняется на лицевой стороне комплектных камер РУ 6--10 кВ или на специальной панели. Наряду с отмеченными по местным условиям применяют и другие виды релейной защиты той или иной сложности.

Особые условия создаются при осуществлении защиты распределительных линий 6--10 кВ от однофазных замыканий на землю. Последнее определяется тем, что распределительные сети 6-10 кВ, в соответствии с действующими правилами, выполняются с изолированной нейтралью. При этом в сетях напряжением 6 и 10 кВ, имеющих суммарный ток замыкания на землю более 30 и 20 А соответственно, должна предусматриваться компенсация емкостного тока замыкания на землю с помощью дугогасящих аппаратов.

Указанное решение повышает надежность электроснабжения потребителей, так как в случае однофазных повреждений линий 6-10 кВ не требуется их немедленного отключения. Потребители, включенные на междуфазное напряжение, могут продолжать работать. Это обстоятельство позволяет выполнять защиту распределительных линий 6-10 кВ от замыкания на землю с действием на сигнал. При этом допускается применение в РУ 6--10 кВ источников питания общего устройства неселективной сигнализации, которое контролирует состояние изоляции сети 6-10 кВ, присоединенной к источнику питания. Указанная сигнализация дополняется устройством, с помощью которого устанавливается поврежденная распределительная линия 6-10 кВ. Согласно действующим положениям, работа сети с неотключенной поврежденной линией 6--10 кВ допускается не свыше двух часов.

На вводах кабельных линий 10 кВ ТП ВЧД-5 с тяговой подстанции установлена направленная электронная защита на реле ЗЗП-1, которое срабатывает по току и напряжению, производя отключение масляного выключателя ввода №1 и ввода №2.

На тяговой подстанции устанавливается защита участка линии ДПР, из протокола испытания релейной защиты РРУ ЭЧ-11 Заб. ЖД от 13.07.1998 определяются её параметры:

- тип защиты: МТЗ, ТО;

- тип выключателя: ВНУЭ -36;

- тип реле времени: РВ-132;

- уставки токовых реле сведены в таблицу 13;

- действительная уставка реле времени: 0,5 с;

- измерительные трансформаторы тока: ТА 100/5.

Таблица 13 - Уставки токовых реле защиты «ДПР-«3»»

Фаза	Защита	Уставка токового реле, А
		Действительное значение	По первичному току
А	МТЗ	0,8	16
	ТО	24	480
В	МТЗ	0,8	16
С	МТЗ	0,8	16
	ТО	24	480

Конструкция, установка и подключение комплектной трансформаторной подстанции ДПР

Для подключения потребителей к линии ДПР разработаны комплектные трансформаторные подстанции (КТП) различной мощности, которые выпускаются Симферопольским электротехническим заводом Главного управления электрификации и энергетического хозяйства МПС (СЭЗ).

Основные технические данные КТП напряжением 27 кВ приведены в таблице 14. Для однофазных КТП-2/27,5, КТП-4/27,5, КТП-10/27,5 и трехфазной КТП-27,5/27,5 (рисунок 6) применены предохранители ПКН001-35, что позволило отказаться от использования рельсов в качестве естественных заземлителей на перегонах и выполнять самостоятельные контуры заземления КТП, обеспечивающие условия электробезопасности.

Конструкции указанных КТП предусматривают установку на раздельных фундаментах и опорах трансформатора со шкафом низкого напряжения (собственно КТП) и предохранителей ПКНОО1-35. При этом с целью обеспечения безопасности персонала КТП и конструкция с предохранителями должны иметь самостоятельные, не связанные между собой контуры заземления.

На общей конструкции с предохранителем устанавливается разъединитель, служащий для присоединения подстанции к линии ДПР, и трубчатый разрядник для защиты от грозовых перенапряжений. Конструкция с предохранителем, разъединителем и разрядником устанавливается на опоре контактной сети. В том случае, если «полевая» сторона опор занята подвеской других проводов, конструкция устанавливается на отдельно стоящей опоре.

Таблица 14 - Основные технические данные КТП напряжением 27,5 кВ.

Тип КТП	Мощность КТП, кВ-А	Тип трансформатора	Мощность трансформатора, кВ-А	Напряжение на вторичной стороне, кВ	Масса, КТП, кг
Однофазные
КТП-2/27,5 КТП-4/27,5 КТП-10/27,5 КТП-П-27,5/27,5	2 4 10 2	ЗНОМ-35-65 ЗНОМ-35-65 ОМ- 10/27,5 ЗНОМ-35-65	2 2х2 10 2	0,23 0,23 0,23 0,23	170 250 475 250
Трехфазные
КТП-27,5/27,5 КТП- 100/27,5	25 100	ТМ-25/27,5 ТМ- 100/27,5	25 100	0,4/0,23 0,4/0,23	1035 1760
КТП-250/27,5 КТП-400/27,5	250 400	ТМ-250/27,5 ТМ-400/27,5	250 400	0,4/0,23 0,4/0,23	2775 3710

Для однофазных КТП устанавливается однополюсный разъединитель, предохранитель и разрядник в одной фазе. Для трехфазного КТП-27,5/27,5 устанавливаются двухполюсный разъединитель, предохранители и разрядники в двух фазах.

Вынос разъединителя на отдельную опору обеспечивает безопасность работы на КТП при отключении ее от линии ДПР. Для столбовых однофазных КТП-2/27,5 и КТП-4/27,5 должна выполняться блокировка между приводом разъединителя и лестницей, для КТП-10/27,5 и всех трехфазных КТП - между приводом разъединителя и калиткой ограждения подстанций. Разъединители, предохранители и разрядники поставляются заводом-изготовителем комплектно с КТП. Для резервного электроснабжения от линии ДПР сигнальных точек автоблокировки применяется подъемно-опускная комплектная трансформаторная подстанция типа КТП-П-2/27,5.

Всё оборудование 27,5 кВ и трансформатор ЗНОМ-35-65 смонтированы на подвижной раме, которая может перемещаться по направляющим из рабочего (крайнего верхнего) положения в нижнее для проведения технического обслуживания и ревизии. Подъемно-опускная КТП-2/-27,5 устанавливается на опоре контактной сети и не требует установки разъединителя для подключения к линии ДПР. Неподвижная конструкция подъемно-опускной КТП-П-2/27,5 крепится к опоре контактной сети посредством хомутов.

Использование подъемно-опускной подстанции обеспечивает полную безопасность ее обслуживания, так как работы по смене предохранителей, ревизии трансформатора и другие выполняются на полностью отключенной подстанции в нижнем положении подвижной рамы. Предусматриваются два варианта подключения однофазных КТП-2/27,5 и КТП-4/27,5 и трехфазной КТП-27,5/27,5 к линии ДПР: с установкой конструкции с разъединителем,



Рисунок 6 - Принципиальная схема КТП -27,5/27,5:

Р1 - разъединитель двухполюсный РНДЗ 16-35/1000; РТ - разрядник трубчатый РТФ-35/1-5; Пр1 - предохранитель ПКН001-35; ЗК -- запирающий контур; Тр -- трансформатор трехфазный 27,5/0,4 кВ типа ТМЖ-25/27,5; Пр2 - предохранители ввода 0,4 кВ; К - выключатель автоматический АК-63-3.

предохранителем и разрядником на опоре контактной сети или на отдельно стоящей опоре. Первый вариант требует установки одной дополнительной опоры для КТП и применяется в тех случаях, когда «полевая» сторона опоры контактной сети свободна и позволяет разместить конструкцию с разъединителем, предохранителем и разрядником. Во втором варианте, когда «полевая» сторона опоры контактной сети занята подвеской других проводов (фидера 27,5 кВ, проводов обратного тока и др.), устанавливаются две дополнительные опоры.

Отпайка от линии ДПР к разъединителю и шлейф от предохранителя к трансформатору выполняются тем же проводом, который подвешен в линии ДПР. Присоединение подключающих проводов к линии ДПР выполняется петлевыми плашечными зажимами, а к разъединителю, предохранителю и выводу трансформатора - аппаратными зажимами.

При использовании проводов ДПР в качестве направляющих линий канала поездной радиосвязи в провод отпайки к КТП последовательно включается запирающий контур. При длине отпайки менее 15 м (наиболее частый случай) запирающий контур может устанавливаться у выводов трансформатора, что предусмотрено в заводских конструкциях КТП.

Электробезопасность при эксплуатации трансформаторных подстанций

1.7 Требования к персоналу

Эксплуатацию, техническое обслуживание и ремонт электроустановок должен осуществлять специально подготовленный:

а) Электротехнический персонал, который подразделяется на:

- административно-технический;

- оперативный;

- ремонтный;

- оперативно-ремонтный;

б) Электротехнологический персонал.

Лица, не достигшие 17-летнего возраста, к работе в качестве электротехнического персонала не допускаются. Лица, непосредственно обслуживающие электроустановки и имеющие группу по электробезопасности II--V, должны:

- по состоянию здоровья соответствовать требованиям, предъявляемым к лицам, связанным с обслуживанием действующих электроустановок, в необходимых случаях - с выполнением верхолазных работ. Состояние здоровья электротехнического персонала определяется медицинским освидетельствованием при принятии на работу и затем периодически в установленные сроки;

- пройти обучение, инструктаж, знать безопасные методы работы, правила прохода по железнодорожным путям, настоящую и дополнительные инструкции и руководящие материалы по электробезопасности, пройти проверку знаний в квалификационной комиссии с присвоением соответствующей группы;

- отчетливо представлять опасность воздействия на организм человека электрического тока и знать связанные с этим меры безопасности;

- знать приемы освобождения пострадавших от действия электрического тока и уметь практически оказывать первую помощь пострадавшим в случае поражения электрическим током.

Практикантам высших и средних учебных заведений, профессионально-технических училищ, ученикам электромонтеров разрешается пребывание в действующих электроустановках под постоянным надзором оперативного или оперативно-ремонтного персонала, обслуживающего данную электроустановку с группой по электробезопасности IV. Запрещается допускать к самостоятельной работе практикантов, не достигших 17-летнего возраста и присваивать им группу по электробезопасности выше 1. Работники, оказавшиеся при исполнении служебных обязанностей в состоянии алкогольного, наркотического, токсического опьянения подлежат немедленному отстранению от работы.