Рефераты

Дипломная работа: Цифровая защита фидеров контактной сети постоянного тока ЦЗАФ-3,3 кВ, эффективность использования, выбор уставок в границах Тайгинской дистанции электроснабжения

Дипломная работа: Цифровая защита фидеров контактной сети постоянного тока ЦЗАФ-3,3 кВ, эффективность использования, выбор уставок в границах Тайгинской дистанции электроснабжения

Министерство транспорта Российской Федерации

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Омский государственный университет путей сообщения

ОмГУПС (ОмИИТ)

Кафедра «Электроснабжение железнодорожного транспорта»

Цифровая защита фидеров контактной сети постоянного тока ЦЗАФ-3,3 кВ, эффективность использования, выбор уставок в границах Тайгинской дистанции электроснабжения

Пояснительная записка к дипломному проекту

ИНМВ. 130057. 000 ПЗ

СОГЛАСОВАНО

Консультант по экономике – Студент гр. 44 А

доцент кафедры ЭУ

И. В. Ларина А.В. Краснобаев

Консультант по безопасности Руководитель –

и экологичности – доцент кафедры ЭЖТ

старший преподаватель

кафедры БЖЭ

А.А. Кообар Ю. В. Кондратьев

Нормоконтролер –доцент кафедры ЭЖТ

Е. Ю. Салита

Омск 2009


ОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

Факультет Электромеханический

Кафедра «Электроснабжение железнодорожного транспорта»

Специальность 101800 (190401) «Электроснабжение железных дорог»

Специализация 101801 «Электроснабжение железных дорог»

УТВЕРЖДАЮ

Зав. кафедрой

______________О.А. Сидоров

 “____”________________2009г.

ЗАДАНИЕ

*на дипломный проект студенту

Краснобаеву Антону Валерьевичу

1. Тема проекта: «Цифровая защита фидеров контактной сети постоянного тока ЦЗАФ-3,3 кВ, эффективность использования, выбор установок в границах Тайгинской дистанции электроснабжения № 57/С от «29» января 2009г.

2. Срок сдачи студентом законченного проекта 15 июня 2009г.

3. Исходные данные к проекту

1. Руководящее указание по релейной защите систем тягового электроснабжения

2. Характеристики и параметры участка железной дороги.

3. Ограничения скорости на участке железной дороги.

4. Параметры контактной сети, питающих и отсасывающих линий.

5. Параметры тяговых подстанций.

4. Содержание расчетно-пояснительной записки (перечень подлежащих разработке вопросов).

1. Выбор уставок срабатывания цифровой защиты фидеров контактной сети постоянного тока для действующего участка Болотная – Мариинск.

1.1 Характеристика рассматриваемого участка.

1.2 Программное обеспечение, подготовка данных для тяговых и электрических расчетов.

1.3 Краткие сведения о релейной защите.

1.4 Расчет уставок защиты ЦЗАФ-3,3.

1.4.1   Расчет параметров нормального режима.

1.4.2   Расчет максимальной токовой защиты.

1.4.3   Расчет защиты по сопротивлению.

1.4.4   Расчет направленной защиты по приращению тока.

1.4.5   Расчет направленной защиты по критической скорости нарастания тока.

1.4.6   Расчет защиты минимального напряжения.

1.4.7   Проверка цифровой защиты на ложное срабатывание.

1.5 Описание и работа устройства ЦЗАФ-3,3.

1.5.1 Назначение.

1.5.2   Технические характеристики устройства ЦЗАФ-3,3.

1.5.3   Устройство и работа устройства ЦЗАФ-3,3.

2. Технико – экономическое обоснование использования цифровой защиты фидеров контактной сети постоянного тока.

2.1  Годовой эффект совокупных затрат и расчёт срока окупаемости

3. Техника безопасности при производстве монтажа и настройке устройства ЦЗАФ-3,3.

3.1 Характеристика возможных опасных и вредных производственных факторов при монтаже и настройки устройства ЦЗАФ-3,3.

3.2 Организационные мероприятия по технике безопасности

3.3 Технические мероприятия по обеспечению безопасности

3.4 Оценка эффективности технических средств защиты, обеспечивающих безопасность работ

4. Графический материал, выполненный в электронном виде.

Лист 1 Параметры участка для расчета цифровых защит фидеров контактной сети

Лист 2 Расчетная схема участка Омск – Густафьево.

Лист 3 Результаты тяговых расчетов для грузового поезда расчетной массой 6000 тонн по направлению Густафьево – Омск.

Лист 4 Результаты расчета уставок максимальной токовой защиты.

Лист 5 Результаты расчета уставок дистанционной защиты.

Лист 6 Результаты расчета уставок защит по приращению тока, минимального напряжения и по критической скорости нарастания тока.

 
5. Консультанты по проекту

Раздел

Консультант

Подпись, дата

задание выдал задание принял
Цифровая защита фидеров контактной сети постоянного тока ЦЗАФ-3,3 кВ, Эффективность использования, выбор уставок в границах Тайгинской дистанции Кондратьев Ю. В. 29.01.09
Технико – экономическое обоснование использования цифровой защиты фидеров контактной сети постоянного тока ЦЗАФ-3,3 кВ Ларина И. В. 7.05.09

Техника безопасности при производстве монтажа и настройке устройства ЦЗАФ-3,3 кВ

Кообар А.А. 12.05.09

Руководитель проекта________________________ Ю. В. Кондратьев

6. Календарный план

Разделы дипломного проекта Сроки выполнения разделов проекта Отметки о выполнении разделов проекта
Цифровая защита фидеров контактной сети постоянного тока ЦЗАФ-3,3 кВ, Эффективность использования, выбор уставок в границах Тайгинской дистанции Выполнено
Технико – экономическое обоснование использования цифровой защиты фидеров контактной сети постоянного тока ЦЗАФ-3,3 Выполнено

Техника безопасности при производстве монтажа и настройке устройства ЦЗАФ-3,3

Выполнено

7. Дата выдачи задания: 29 января 2009 г.

Руководитель ________________ Ю. В. Кондратьев

Задание к исполнению принял ________________ А.В. Краснобаев



Реферат

УДК 621.316.925(075.8)

Дипломный проект содержит 98 страниц, 14 рисунков, 25 таблиц, 13 источников, 1 приложение

Дистанция электроснабжения, цифровая защита, уставка, фидер, тяговая подстанция, пост секционирования, максимальный рабочий ток, минимальный ток короткого замыкания, ложное срабатывание защиты.

Объектом исследования является участок постоянного тока Болотная – Мариинск Западно-Сибирской железной дороги.

Цель работы – исследование работы защит тяговых подстанций при пропуске поездов расчетной массы 4000 т.

Методы исследования – аналитические.

Результаты произведенных расчетов планируется использовать на Западно-Сибирской железной дороге.

Дипломный проект выполнен в текстовом редакторе Microsoft Word 2007, графический материал представлен на дискете в конверте на обороте обложки.


The abstract


UDC 621.316.925(075.8)

Degree project contains 100 pages, 14 drawings, 25 tables, 13 sources, 1 exhibit

The Distance of supply, digital protection, уставка, feeder, tractive substation, post of the sectioning, maximum worker current, minimum current of the short circuit, false срабатывание protection.

The Object of the study is an area of the direct current Bolotnay - Mariinsk West-Siberian railway.

The Purpose of the work - a study of the work of protection tractive substation at gap train accounting mass 4000 t.

Methods of the study - analytical.

The Results made calculation is planned use on West-Siberian railway.

The Degree project is executed in text editor Microsoft Word 2007, graphic material was submitted for diskette in envelope on turn of the cover.


Содержание

Введение

1. Выбор уставок срабатывания цифровой защиты фидеров контактной сети постоянного тока для действующего участка Болотная – Мариинск

1.1 Характеристика рассматриваемого участка

1.1.1 Раздельные пункты участка Болотное – Мариинск

1.1.2 Параметры контактной сети, питающих и отсасывающих проводов

1.1.3 Параметры тяговых подстанций

1.2 Программное обеспечение, подготовка данных для тяговых и электрических расчетов

1.2.1 Составление профиля пути

1.2.2 Тяговые расчеты

1.2.3 Создание схемы расчетного участка

1.3 Краткие сведения о релейной защите

1.3.1 Максимальная токовая защита

1.3.2 Максимальная импульсная токовая защита

1.3.3 Защита минимального напряжения

1.3.4 Защита по сопротивлению

1.3.5 Защита реагирующая на приращение тока

1.3.6 Защита по скорости нарастания тока

1.4 Расчет уставок защиты ЦЗАФ-3,3

1.4.1 Расчет параметров нормального режима

1.4.2 Расчет максимальной токовой защиты

1.4.3 Расчет защиты по сопротивлению

1.4.4 Расчет направленной защиты по приращению тока

1.4.5 Расчет направленной защиты по критической скорости нарастания тока

1.4.6 Расчет защиты минимального напряжения

1.4.7 Проверка цифровой защиты на ложное срабатывание

1.5 Описание и работа устройства ЦЗАФ-3,3

1.5.1 Назначение

1.5.2 Технические характеристики устройства ЦЗАФ-3,3

1.5.3 Устройство и работа устройства ЦЗАФ-3,3

2. Технико-экономическое обоснование использование цифровой защиты фидеров контактной сети постоянного тока

2.1 Годовой эффект совокупных затрат и расчет срока окупаемости

3. Техника безопасности при производстве монтажа и настройке устройства ЦЗАФ-3,3

3.1 Характеристика возможных опасных и вредных производственных факторов при монтаже и настройке устройства ЦЗАФ-3,3

3.2 Организационные мероприятия по технике безопасности

3.3 Технические мероприятия по обеспечению безопасности

3.4 Оценка эффективности технических средств защиты, обеспечивающих безопасность работ

Заключение

Библиографический список


Введение

В системах электроснабжения нередко внезапно возникают короткие замыкания (к.з.) и другие нормальные режимы работы. Различают короткие замыкания между фазами электрической установки (междуфазное короткое замыкание), а также между фазой и землей (замыкание на землю). В трансформаторах и электрических машинах, кроме того, возможны межвитковые замыкания в обмотке одной фазы. Короткие замыкания возникают вследствие дефектов, старения и загрязнения изоляции токоведущих частей, обрыва и схлестывания проводов при сильном ветре или гололеде, неисправности в цепях электроподвижного состава, ошибочных переключений. Электрическая дуга в месте замыкания способна вызывать пережоги, оплавления и разрушения электрического оборудования и распределительных устройств, отжиг и обрыв контактных проводов. Разрушения оказываются тем значительнее, чем больше ток в дуге и время ее существования. Чтобы короткое замыкание не вызвало большого ущерба, поврежденное электрооборудование необходимо как можно быстрее отключить.

К другим ненормальным режимам относятся, прежде всего, перегрузки. Этот режим характеризуется протеканием по неповрежденному оборудованию токов, превышающих длительно допустимое значение. Перегрузки опасны вследствие чрезмерного повышения температуры токоведущих частей и преждевременного старения изоляции. Снижение или увеличение напряжения относительно предельных нормативных значений и качания в энергосистеме также являются проявлением ненормальных режимов.

Ненормальные режимы, как и короткое замыкание, могут явиться причиной аварий, т.е. порчей или разрушением оборудования, недоотпуском потребителям электроэнергии. Чем быстрее отключается участок электрической системы, на котором произошло короткое замыкание или возник ненормальный режим работы, тем меньше возможностей для возникновения и развития аварий. За доли секунды необходимо выявить такой участок и отключить как можно меньшую часть электрической системы, чтобы обеспечить бесперебойное электроснабжение максимально возможного числа потребителей.

Отключение электрической системы осуществляется коммутационными аппаратами – высоковольтными выключателями, привод которых снабжен специальным механизмом. Для отключения выключателя необходимо осуществить управляющее воздействие на этот механизм. Автоматические устройства, служащие для выявления короткого замыкания и ненормальных режимов и воздействующие в необходимых случаях на механизм отключения выключателя или на сигнал, называют релейной защитой.

Релейная защита выполняется с помощью реле. Реле – это автоматически действующий аппарат, осуществляющий скачкообразные изменения в управляемых системах при заданном значении воздействующей на него величины. При этом под воздействующей понимается величина, на которую должно реагировать реле (ток, напряжение, температура и т.д.).

Релейная защита является частью комплекса устройств автоматики в системе электроснабжения железных дорог. Вместе с устройствами автоматического повторного включения (АПВ) и автоматического включения резерва (АВР) релейная защита образует так называемую систему противоаварийной автоматики (автоматики управления в аварийных режимах).

Релейная защита, контролирующая состояние только одного объекта и отключающая при аварийных режимах выключатель только данного объекта, называется индивидуальной. Во многих случаях основные свойства защиты (чувствительность, селективность, быстродействие) улучшаются, если индивидуальные устройства взаимосвязаны.

До недавнего времени релейная защита, и другие устройства автоматики выполнялись только на релейно-контактных элементах. В последние десятилетия широко начали применять электронные устройства. Это повышает надежность защит, уменьшает их размеры, собственное потребление и эксплуатационные расходы, а также позволяет реализовать совершенно новые функциональные зависимости. Применение полупроводниковой электроники дает возможность выполнить релейную защиту вместе с другими устройствами автоматики и телемеханики в виде единой системы, комплекса.

Применение микроэлектроники и микропроцессорных систем еще больше повышает эффективность релейной защиты и автоматики, открывает перспективы для передачи функций релейной защиты и автоматики специальным управляющим вычислительным машинам, которые будут управлять устройствами электроснабжения в нормальных и аварийных режимах. В этой связи особое значение приобретает изучение алгоритмов (программ), которым должно подчиняться действие релейной защиты внезависимости от той элементной базы, на основе которой она выполнена.


1. Выбор уставок срабатывания цифровой защиты фидеров контактной сети постоянного тока для действующего участка Болотная - Мариинск

1.1  Характеристика рассматриваемого участка

Для выполнения расчетов по влиянию массы поезда на работу защит тяговых подстанций принят участок Западно–Сибирской железной дороги Болотное – Мариинск, электрифицированный на постоянном токе. Начало расчетного участка станция Болотное 3459 км, конец – станция Мариинск 3706 км.

1.1.1 Раздельные пункты участка Болотное – Мариинск

Размещение раздельных пунктов представлено в таблице 1

Таблица 1 – Раздельные пункты с указанием километража

Станция Координаты станции, км Примечание
1 2 3
Болотное 3459 Начало расчётного пути
Тын 3469 -
Таскаево 3477 -
Юрга – 1 3490 Возможны остановки
Тутальская 3503 Возможны остановки
Тальменка 3518 -
Литвиново 3530 Возможны остановки
Яшкино 3536 Возможны остановки
Хопкино 3548 -
Тайга 3565 Возможны остановки
Пихтач 3581 -
Анжерская - Западная 3591 Возможны остановки
Анжерская 3595 Возможны остановки
Судженка 3602 Возможны остановки
Яя 3623 Возможны остановки
Ижморская 3639 Возможны остановки
Берикульская 3678 Возможны остановки
Антибесская 3697 Возможны остановки
Мариинск 3706 Конец расчётного пути

Положение объектов на данном участке представлено в таблице 2, ограничение скорости по участкам – в таблице 3.

Таблица 2 – Положение объектов на участке Болотное - Мариинск

Объект Название объекта Координаты объекта, км
1 2 3
ЭЧЭ-301 о.п.Таскаево 3478
ППС о.п. Таскаево 3482
ПС ст. Юрга – 1 3490
ППС ст. Тутальская 3501
ЭЧЭ-302 ст. Тутальская 3502
ППС о.п. 3512 км 3507
ПС о.п. 3512 км 3511
ППС о.п. 3512 км 3515
ЭЧЭ-303 о.п. Тальменка 3519
ППС о.п. 3525 км 3525
ЭЧЭ-304 ст. Литвиново 3529
ПС ст. Яшкино 3538
ЭЧЭ-305 о.п. Хопкино 3544
ЭЧЭ-306 о.п. Кузель 3556
ЭЧЭ-307 ст. Тайга 3565
ППС б.п. 235 км 3574
ЭЧЭ-308 о.п. Пихтач 3581
ПС ст. Анжерская 3594
ЭЧЭ-309 ст. Судженка 3603
ППС о.п. Мальцево 3608

ПС

о.п. 3614 км 3614

ППС

о.п. Мальцево 3621

ЭЧЭ-311

ст.Яя 3623

ППС

о.п. Почитанка 3627

ПС

о.п. Почитанка 3631

ППС

о.п. Почитанка 3636

ЭЧЭ-312

ст. Ижморская 3640

ПС

ст. Ижморская 3648

ППС

ст. Ижморская 3653

ЭЧЭ-313

о.п. Иверка 3657

ППС

о.п. 3668 3660

ПС

о.п. 3668 3668

ЭЧЭ-315

ст. Берикульская 3678

ППС

о.п. 3688 3682

ПС

о.п. 3688 3691

ЭЧЭ-316

ст. Антибесская 3696

ППС

б.п. 3704 км 3701

ЭЧЭ-317

б.п. 3704 км 3704

Таблица 3 – Ограничения скорости на участке Болотное - Мариинск

Станция Координаты станции, км Ограничение скорости
1 2 3
Болотное 3459 40
Тын 3469 80
Таскаево 3477 70
Юрга – 1 3490 70
Тутальская 3503 80
Тальменка 3518 70
Литвиново 3530 80
Яшкино 3536 70
Хопкино 3548 80
Тайга 3565 60
Пихтач 3581 80
Анжерская - Западная 3591 80
Анжерская 3595 70
Судженка 3602 75
Яя 3623 80
Ижморская 3639 70
Берикульская 3678 80
Антибесская 3697 60
Мариинск 3706 80

1.1.2 Параметры контактной сети, питающих и отсасывающих проводов

На двухпутном участке Болотная - Тайга на обоих путях применяется контактная подвеска типа М-120+2МФ-100. Тип рельсов – Р-75.

Марка, длина и сечение питающих и отсасывающих фидеров представлены в таблицах 4 – 8.

Таблица 4 – Марка и длина питающих и отсасывающих фидеров тяговых подстанций Таскаево, Тутальская, Тальменка

Элемент тяговой

сети

Таскаева Тутальская Тальменка
Длина, км Марка Длина, км Марка Длина, км Марка
1 2 3 4 5 6 7
Фидер контактной сети №1 0,06 4А-185 0,24 5А-185 0,05 5А-185
Фидер контактной сети №2 0,06 4А-185 0,22 5А-185 0,04 5А-185
Фидер контактной сети №2 0,06 4А-185 0,22 5А-185 0,04 5А-185
Фидер контактной сети №3 1,05 4А-185 0,96 4А-185 0,26 4А-185
Фидер контактной сети №4 1,09 4А-185 0,91 5А-185 0,24 5А-185
Отсос 0,07 10А-185 0,13 8А-185 0,07 8А-185

Таблица 5 – Марка и длина питающих и отсасывающих фидеров тяговых подстанций Литвиново, Хопкино, Кузель

Элемент тяговой

сети

Литвиново Хопкино Кузель
Длина, км Марка Длина, км Марка Длина, км Марка
Фидер контактной сети №1 0,3 5А-185 0,05 5А-185 0,05 4А-185
Фидер контактной сети №2 0,31 5А-185 0,04 5А-185 0,05 4А-185
Фидер контактной сети №3 0,06 5А-185 0,04 5А-185 0,12 4А-185
Фидер контактной сети №4 0,08 5А-185 0,07 5А-185 0,12 4А-185
Отсос 0,11 12А-185 0,04 12А-185 0,21 4А-185

Таблица 6 – Марка и длина питающих и отсасывающих фидеров тяговых подстанций Тайга, Пихтач, Судженка

Элемент тяговой

сети

Тайга Пихтач Судженка
Длина, км Марка Длина, км Марка Длина, км Марка
1 2 3 4 5 6 7
Фидер контактной сети №1 0,18 5А-185 1,130 5А-185 0,51 5А-185
Фидер контактной сети №2 0,08 5А-185 1,180 5А-185 0,6 5А-185
Фидер контактной сети №3 0,09 5А-185 1,375 5А-185 0,03 5А-185
Фидер контактной сети №4 0,08 5А-185 1,350 5А-185 0,03 5А-185
Отсос 0,1 9А-185 0,200 8×2А-185 0,03 8×2А-185

Таблица 7 – Марка и длина питающих и отсасывающих фидеров тяговых подстанций Яя, Ижморская, Иверка

Элемент тяговой

сети

Яя Ижморская Иверка
Длина, км Марка Длина, км Марка Длина, км Марка
Фидер контактной сети №1 0,24 5А-185 0,05 5А-185 0,06 4А-185
Фидер контактной сети №2 0,22 5А-185 0,03 5А-185 0,04 4А-185
Фидер контактной сети №3 0,03 5А-185 0,43 5А-185 0,24 4А-185
Фидер контактной сети №4 0,07 5А-185 0,43 5А-185 0,28 4А-185
Отсос 0,03 12М-120 0,03 8×2А-185 0,04 12А-185

Таблица 8 – Марка и длина питающих и отсасывающих фидеров тяговых подстанций Берикульская, Антибесская, б.п. 3704 км

Элемент тяговой

сети

Берикульская Антибесская б.п. 3704 км
Длина, км Марка Длина, км Марка Длина, км Марка
1 2 3 4 5 6 7
Фидер контактной сети №1 0,04 4А-185 0,42 4А-185 0,05 4А-185
Фидер контактной сети №2 0,03 4А-185 0,38 4А-185 0,09 4А-185
Фидер контактной сети №3 0,40 4А-185 0,05 4А-185 0,05 4А-185
Фидер контактной сети №4 0,43 4А-185 0,05 4А-185 0,09 3А-185
Отсос 0,03 9А-185 0,24 10А-185 0,10 8А-185

Параметры контактной подвески, питающих и отсасывающих фидеров представлены в таблице 9.

Таблица 9 – Параметры контактной подвески, питающих и отсасывающих фидеров

Rкc, Ом/км Хтс, Ом/км Iдоп,А tдл,°С Тпр, ми
М120+2МФ100+4Р75
0,0627 0,464 1642 100 5,83
3А-185
0,0540 0,567 1770 90 6,34
4А-185
0,04 0,504 2360 90 6,34
5А-185+4Р75
0,032 0,531 2950 90 6,34
8А-185+4Р75
0,0268 0,526 3540 90 6,34

1.1.3 Параметры тяговых подстанций

Питание всех тяговых подстанций осуществляется от ОАО «Кузбассэнерго» и тяговая подстанция Таскаево получает питание от ОАО «Новосибирскэнерго». Данные о подстанциях приведены в таблицах 10 – 13

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5


© 2010 Рефераты