Несмотря на некоторые особенности, электроснабжение нетяговых потребителей железнодорожного транспорта осуществляется по тем же принципам, что и промышленное электроснабжение. При реконструкции, модернизации или новом строительстве основной проблемой промышленного электроснабжения является рациональный выбор:

- источника питания;

- места размещения понизительных подстанций и силовых пунктов;

- числа и мощности трансформаторов;

- сечения проводов и жил кабелей;

- устройств защиты от аварийных режимов.

В общем балансе электроэнергии, потребляемой предприятиями железнодорожного транспорта нетяговые потребители занимают около 30 %. Наиболее крупные нетяговые потребители железнодорожного транспорта сосредоточены на сортировочных и участковых станциях и на железнодорожных узлах. Электроснабжение этих потребителей выполняется, как правило, с использованием схем, принятых для электроснабжения промышленных предприятий. За последнее десятилетие созданы новые конструкции и виды электротехнического оборудования силовых и измерительных трансформаторов, реакторов, ячеек типа КСО, коммутационных аппаратов, устройств защиты от перенапряжений.

Правильное проектирование системы электроснабжения депо, рациональное размещение подстанций в центре электрических нагрузок и равномерное распределение электрических нагрузок, уменьшит потери электроэнергии, повысит уровень надежности электроснабжения, приведет к уменьшению приведенных затрат и снижению удельных норм расхода электроэнергии [1].

Общая цель обновления устройств электроснабжения нетяговых потребителей заключается в сочетании качественного повышения технико-эксплуатационных, энергетических, экономических показателей работы системы электроснабжения с минимизацией затрат на проведение модернизации при учете реальных или планируемых объемов грузопотока.

В связи со значительным моральным и физическим износом основного производственного оборудования и питающих его электрических сетей и систем на ряде предприятий проводится комплексная реконструкция всего производственного процесса. При этом появляется возможность по-новому пересмотреть систему электроснабжения, заново оптимизировать конфигурацию питающей и распределительной сети и применить современные образцы электротехнического оборудования.

Наряду с этим при переходе на рыночные отношения в электроэнергетике возникла необходимость внедрения новых счётчиков электроэнергии и создания каналов связи для её автоматизированного учёта.

Целью дипломного проекта является проведение расчётов рабочего режима, а также расчётов аварийных режимов для выбора силового электрооборудования и уставок токовых защит при реконструкции электроснабжения локомотивного депо «Отрожка» по ремонту и техническому обслуживанию локомотивов и электропоездов расположенного на Лискинском отделении Юго-Восточной железной дороги.

Целью специального вопроса является совершенствование и автоматизация учёта электроэнергии.

Целью экономического раздела является расчёт реконструкции электроснабжения локомотивного депо.

Целью раздела охрана труда и экология является разработка технологической карты по безопасному выполнению работ при замене КТП 6 кВ, а также расчёт выбросов от осуществляемых в депо технологических процессов.

В связи с большим объемом выполняемых расчетов задание на проектирование разделено на две технологические части, поэтому расчет нагрузок в данном дипломном проекте выполнен совместно со студентом Свиридовым Павлом Михайловичем. Расчет нагрузок, в части, соответствующей заданию на проектирование, выполнен самостоятельно, а для выбора подстанции, источников питания и схемы распределительной сети учтено все электрооборудование, установленное в депо (вся нагрузка депо).

1 Реконструкция электроснабжение железнодорожного

предприятия

1.1 Расчёт электрических нагрузок предприятия

Общая характеристика локомотивного депо

Локомотивное депо «Отрожка» Лискинского отделения Юго – Восточной железной дороги занимается техническим обслуживанием и ремонтом дизель-поездов и электропоездов и по надежности электроснабжения относится к потребителям третьей категории. Приведём общую характеристику локомотивного депо.

Год пуска в эксплуатацию – 1870 г., разрядность депо – внеклассное.

Площадь территории – 58600 м2, в том числе застроенная – 41170 м2.

Общая полезная длина путей – 4260 м, из них 2924 м– на открытой территории и 1336 м– в зданиях депо.

Электрифицировано – 1274 м путей.

Общая полезная площадь цехов – 16142,6 м2, в том числе:

- стойловой части – 6728,4 м2

- мастерских и подсобных цехов – 5549,4 м2

- служебно–бытовых помещений – 3864,8 м2

В депо имеется:

- цех для капитального ремонта КР – 1 и текущего ремонта ТР – 3 электропоездов с прилегающими вспомогательными цехами и отделениями;

- цех текущего ремонта ТР-2, ТР-1 и ТО-3 дизель - поездов;

- пункт технического обслуживания электропоездов открытого типа без смотровой канавы на одно стойло (пять секций);

- пункт технического обслуживания дизель – поездов открытого типа, совмещённый с экипировкой на одно стойло (четыре секции);

- пункт обмывки электропоездов и дизель – поездов открытого типа.

Имеются также экипировочные и другие устройства, в том числе:

- база запаса топлива;

- склад сырого песка на 1000 м3 с пескосушилкой;

- пункт экипировки тепловозов типа ЧМЭ-3 и путевой техники.

Электропоезда работают на полигонах Мичуринск – Воронеж – Россошь протяжённостью 440 км, Валуйки – Воронеж протяжённостью 260 км, Воронеж – Поворино протяжённостью 320 км.

В депо решаются вопросы реконструкции и расширения производства, внедрения новых технологических процессов. Своими силами в депо построены цеха: нестандартного оборудования, станция испытания дизелей, кузовной цех, помещение машиной химчистки «Орбита».

Внедрение системы диагностики подшипников качения, зубчатых передач, тяговых двигателей моторных вагонов электропоездов с применением вибродиагностического комплекса «Вектор – 2000» позволяет своевременно оценивать техническое состояние этих узлов и снизить количество случаев неисправности мотор-вагонного подвижного состава (МВПС) в эксплуатации.

Восстанавливаются изношенные и изготавливаются новые узлы и детали МВПС. Всего восстанавливается 21 наименований узлов и деталей, изготавливается 65 наименований изделий из капрона и резины, ежемесячно восстанавливается от 150 до 200 банок аккумуляторных батарей ПК – 55.

Режим работы основных цехов депо – односменный. Для отдельных участков, занятых подготовкой локомотивов в рейс применяется трёхсменный график работы.

План депо с расположением технологического оборудования представлен в исходных данных. Основное производственное здание депо состоит из 15 отделений и участков, расположенных в общем корпусе в отдельных помещениях. Возле склада агрегатов имеется открытая площадка для хранения громоздких деталей и тележек подвижного состава оборудованная рельсовыми путями. Административные и бытовые помещения расположены в отдельном здании на втором этаже над пантографным отделением.

Электропитание цехов и отдельных электроустановок осуществляется низковольтными кабельными линиями с напряжением 380/220 В. В основном срок эксплуатации кабельных линий (КЛ) депо составляет более 15…20 лет, в результате чего наблюдается их частый выход из работы. Система электроснабжения локомотивного депо сложилась за предыдущие годы, постоянно изменяясь для выполнения новых производственных задач и в результате устранения последствий обрывов и аварий.

Изношенность всей сети электроснабжения и оборудования депо привела к постепенной замене ранее проложенных кабелей подземной или внутренней прокладки в наружном исполнении и изменениям схемы, которые зачастую не отражались в технической документации. Это может создать множество трудностей при организации работ и обеспечении безопасности выполнения работ.

Расчёт осветительной нагрузки

В общем балансе потреблённой энергии значительную часть составляет электрическое освещение. Для экономии топливно-энергетических ресурсов необходимо добиваться увеличения естественного освещения помещений предприятия и применять новые типы светотехнических установок и светильников.

В большинстве помещений депо применяется общее электрическое освещение от сети с фазным напряжением 220 В. Освещение смотровых канав в ряде цехов по обслуживанию и ремонту подвижного состава осуществляется с применением напряжения 12 В. От освещённости производственного помещения и конкретного рабочего места зависит безопасность производительность труда на предприятии. Осветительные нагрузки для отдельных цехов и участков могут составлять значительную часть в электропотреблении [1]. Для освещения производственных помещений железнодорожного транспорта применяются следующие виды освещения:

- общее, при котором светильники размещают в верхней зоне помещения равномерно (общее равномерное освещение) или применительно к располагаемому оборудованию (общее локализованное освещение);

- местное, дополняемое к общему, создаваемое светильниками концентрирующими световой поток непосредственно на рабочем месте;

- комбинированное;

- дежурное в нерабочее время;

- эвакуационное;

- аварийное, для продолжения работы при аварийном отключении рабочего освещения.

От выбора светильников зависит расход электроэнергии на осветительные цели. Выбор типа освещения определяется конкретными условиями цеха и участка [2]. Общее освещение производственных помещений железнодорожного транспорта следует осуществлять светильниками с газоразрядными источниками света (лампы ДРЛ, ДРИ, ДНаТ) применять и люминесцентные лампы. При повышенных требованиях к цветопередаче следует применять люминесцентные лампы типов ЛДЦ, ЛХБ, ЛХЕ и ЛЕ. Лампы типа ДНаТ необходимо применять для освещения зрительных работ средней и малой точности [2]. Из-за высокой пульсации светового потока их можно применять только при наличии равномерного распределения по всем трём фазам питающей сети.

Лампы накаливания следует использовать:

- для местного освещения;

- для освещения помещений с временным пребыванием людей;

- во взрыво – и пожароопасных помещениях и в помещениях с тяжёлыми условиями среды;

- для аварийного и эвакуационного освещения [2].

Общее освещение помещений проектируется, как правило, равномерным.

Существует несколько методов расчета освещения:

- метод прямых нормативов. Применяется для освещения помещений площадью до 10 м2, таких как лестницы, коридоры, проходы;

- метод удельной установленной мощности;

- метод коэффициента использования;

- точечный метод.

На всех стадиях проектирования для общего равномерного освещения допускается взамен полного светотехнического расчёта определять мощность и число ламп по таблицам удельной мощности и по коэффициенту спроса. По упрощённой форме этого метода применяются таблицы удельной мощности [2].

Для предприятий железнодорожного транспорта удельная мощность нагрузки освещения pУД принимается равной:

- цеха подъёмочного ремонта, pУД.= 0,017 кВт/ м2;

- служебно-бытовые помещения, pУД.= 0,016 кВт/ м2;

- механическая мастерская, pУД.= 0,013 кВт/ м2;

- склад местных грузов, pУД.= 0,006 кВт/ м2;

- грузовые дворы, pУД.= 0,0005 кВт/ м2;

- улицы, проезды, открытые проходы, pУД.= 0,006 кВт/ пог. м.

Расчет освещения в цехах и отделениях депо выполним методом удельной установленной мощности. Установленная мощность зависит от нормы освещенности, типа светильника, высоты подвеса светильника и площади помещения. В качестве источника света принимается лампа с напряжением 220 В. В качестве источника света в основных производственных цехах депо выбираем светильники с металлогалогенными лампами. По нормируемой общей освещенности для производственных цехов принимаем нормативную освещенность 100 лк [2]. Точность работ в цехах средняя, контраст средний, фон темный. Площадь помещения, F ПОМ, м2, определяется по формуле (1.1)

FПОМ = А · В, (1.1)

где А и В – длина и ширина помещения, м. Например, площадь электромашинного отделения определится

FПОМ = 22,0 · 20,0 = 440,0 м2.

По справочнику [2] определяем удельную установленную мощность осветительных приборов pУД, Вт/м2, в зависимости от площади помещения и высоты подвеса. Коэффициент спроса для освещения kС можно принять равным:

- 1,0, для небольших производственных зданий;

- 0.95, для производственных зданий из крупных пролётов;

- 0.85, для производственных зданий из отдельных помещений;

- 0.8, для административно-бытовых корпусов;

- 0.6, для складских помещений.

Определяем мощность, необходимую для освещения цеха, Росв, кВт

Росв = kС · pУД · FПОМ, (1.2)

Для электромашинного отделения:

Росв = 0,95 · 0,013 · 480 = 5,9 кВт.

Мощность установленных светильников можно определить по формуле (1.2) при kС = 1,0, тогда

Рсв = 0,013 · 440 = 5.7 кВт.

Локализованное размещение светильников общего освещения необходимо предусматривать в помещениях со стационарным громоздким оборудованием, с неравномерным размещением и малой плотностью оборудования и при наличии зрительных работ разной точности. Для местного освещения должны применяться светильники с непросвечивающими отражателями.

Световыми указателями должны быть оборудованы входы и выходы из цехов, места расположения медпунктов и средств пожаротушения, пути эвакуации людей. Мостовые краны следует оборудовать подкрановым освещением с освещённостью не менее 50 лк [2].

Типы светильников следует выбирать с учётом условий окружающей среды, светотехнических требований, строительных требований и технико-экономических показателей. Освещение административных, бытовых и большинства производственных помещений выполнено люминесцентными лампами. Внутреннее освещение цехов и пролетов секционировано.

Для наружного освещения применяются прожекторные светильники с газоразрядными лампами расположенные по периметру фасада здания и на железобетонных выносных опорах.

Определим мощность, необходимую на прожекторное освещение. Площадь открытой площадки составляет FПл = 750,0 м2, следовательно

P О. Пл = 0,4 кВт.

Длина освещаемого фасада здания депо составляет 400 м, следовательно

P О. Ф = 2,4 кВт.

Определим мощность, необходимую на освещение других цехов и административных помещений. Данные результаты расчёта мощности на освещение предприятия приведены в таблице 1.1 и на рисунке 1.1.

В таблице 1.1 и на рисунке 1.1 приняты следующие обозначения типов ламп: Л - люминесцентные, ЛН – лампы накаливания, DNT – натриевые, металлогалогенные и ртутные лампы.

Для освещения смотровых канав в цехе текущего ремонта применяются лампы накаливания напряжением 12 В, питаемые от понижающих трансформаторов.

Таблица 1.1 – Освещение помещений и территории депо

Наименование цехов и отделов	Площадь помещения, м2	Удельня мощность pУД, Вт/м2	Коэффициент спроса kС	Мощность светильников P СВ, кВт.	Расчётная мощность на освещение P О О, кВт.	Тип ламп
1	2	3	4	5	6	7
Механическое отделение	270	0,013	0,85	3,4	3,2	DNT
Кузнечное отделение	200	0,013	0,85	2,6	2,1	DNT
Прачечная	170	0,013	0,85	2,2	1,9	Л
Моечное отделение	260	0,013	0,85	3,4	3,2	ЛН
Роликовое отделение	200	0,013	0,85	2,6	2,1	DNT
Колёсно-токарное отделение	430	0,013	0,95	5,6	5,3	DNT
Склад агрегатов	400	0,006	0,60	2,4	1,4	Л.ЛН
Пантографное отделение	420	0,013	0,85	5,4	4,6	DNT
Цех подъёмного ремонта	1650	0,013	0,95	21,4	20,3	DNT
Испытательная станция	260	0,013	0,85	3,3	2,8	DNT
Электромашинное отделение	440	0,013	0,95	5,7	5,4	DNT
Пропиточное отделение	260	0,013	0,85	3,4	3,2	ЛН
Кузовное отделение	260	0,013	0,85	3,4	3,2	DNT
Столярное отделение	130	0,013	0,85	1,7	1,5	DNT
Малярное отделение	260	0,013	0,85	3,4	3,2	Л.ЛН
Отделение очистки масла	130	0,013	0,85	1,7	1,5	ЛН
Керновый участок	130	0,013	0,85	1,7	1,5	DNT
Администрация	420	0,016	0,80	6,6	5,3	Л. ЛН
Бытовки	420	0,016	0,80	6,6	5,3	Л. ЛН
1	2	3	4	5	6	7
Прожекторное освещение	-	-	-	2,8	2,8	DNT

Расчётная мощность на освещение депо составит P О О = 78,6 кВт. Общая мощность установленных светильников рабочего освещения помещений и территории депо составляет P СВ = 86,6 кВт, (100%), в т.ч.:

Страницы: 1, 2, 3