- •Общие указания
- •Тема 1. Расчет и выбор оборудования и аппаратуры тяговой подстанции постоянного тока электрифицируемого участка железной дороги.
- •Тема 2. Расчет и выбор оборудования и аппаратуры тяговой подстанции переменного тока электрифицируемого участка железной дороги.
- •Тема 3. Расчет и выбор оборудования и аппаратуры трансформаторной подстанции для питания железнодорожного узла.
- •Состав дипломного проекта
- •Глава 1 Разработка однолинейной схемы коммутации электрической подстанции
- •Структурные схемы электрических подстанций
- •1.1.1 Структурная схема тяговой подстанции переменного тока
- •1.1.2. Структурная схема тяговой подстанции постоянного тока
- •1.1.3. Структурная схема трансформаторной подстанции
- •1.1.4. Выбор числа питающих линий (нетяговых) потребителей электрической энергии
- •1.2. Составление однолинейной схемы проектируемой подстанции
- •1.2.1. Схема распределительного устройства питающего (первичного) напряжения опорной подстанции
- •1.2.4. Распределительное устройство первичного напряжения трансформаторных подстанций
- •7.2.5. Схемы распределительных устройств вторичного напряжения
- •1.3. Принципиальная схема подстанции
- •Глава 2 Расчет мощности подстанции
- •2.1. Мощность тяговой нагрузки
- •2.1.1. Тяговые подстанции переменного тока
- •2.1.2. Тяговые подстанции постоянного тока
- •Технические характеристики полупроводниковых преобразователей
- •Электрические параметры трансформаторов преобразовательных агрегаторов
- •2.2. Мощность нетяговых потребителей
- •Расчет активных нагрузок потребителей
- •2.2.1. Коэффициенты, характеризующие режим работы подстанции по электрообеспечению (нетяговых) потребителей электроэнергией
- •2.2.2. Расчет реактивной мощности потребителей
- •2.2.3. Полная мощность потребителей
- •2.3. Мощность собственных нужд. Выбор трансформаторов собственных нужд
- •Электрические параметры трехфазных (т) двухобмоточных масляных (м) трансформаторов на напряжение до 35 кВ
- •2.4. Мощность нетяговых железнодорожных потребителей, питающихся по линии «два провода — рельс» (дпр)
- •2.5. Полная расчетная мощность для выбора главных понижающих трансформаторов
- •2.5.1. Тяговые подстанции переменного тока
- •2.5.2. Тяговые подстанции постоянного тока
- •2.5.3. Трансформаторные подстанции
- •2.6. Выбор главных понижающих трансформаторов
- •Электрические характеристики двухобмоточных трехфазных масляных трансформаторов с высшим напряжением 35 кВ
- •Электрические характеристики двухобмоточных трехфазных масляных трансформаторов с высшим напряжением 110 кВ
- •Электрические характеристики трехобмоточных трехфазных масляных трансформаторов с высшим напряжением 110 кВ
- •Электрические характеристики трехобмоточных трехфазных масляных трансформаторов с высшим напряжением 220 кВ
- •Электрические характеристики трехфазных трехобмоточных трансформаторов на напряжение110, 150 и 220 кВ (старых выпусков)
- •2.7. Полная мощность подстанции
- •Глава 3 Расчет максимальных рабочих токов
- •Глава 4 Расчет параметров короткого замыкания
- •4.1. Общие положения
- •4.2. Схема внешнего электроснабжения
- •Параметры оборудования и лэп схемы внешнего электроснабжения, представленной на рис. 4.1
- •4.3. Расчетная схема
- •4.4. Базисные условия
- •4.4.1. Базисная мощность
- •4.4.2. Базисное напряжение
- •4.4.3. Базисный ток
- •4.5. Эквивалентная электрическая схема замещения
- •4.6. Расчет относительных сопротивлений элементов цепи короткого замыкания
- •Расчетные выражения для определения значений относительных сопротивлений
- •Средние удельные индуктивные сопротивления линий электропередач
- •Преобразование схем замещения
- •Относительные сопротивления до расчетных точек короткого замыкания
- •4.8. Расчет параметров цепи короткого замыкания
- •4.9. Расчет токов короткого замыкания в тяговой сети переменного тока 27,5 кВ
- •4.10. Расчет токов короткого замыкания в тяговой сети постоянного тока 3,3 кВ
- •Сопротивления контактных подвесок
- •4.11. Расчет токов короткого замыкания на низкой стороне (до 1000 в) трансформатора собственных нужд
- •Сопротивления понижающих трансформаторов, приведенные к вторичному напряжению 400/230 в (схема соединения обмоток «звезда — звезда с выведенной нейтралью»)
- •Сопротивления трехжильных кабелей с поясной изоляцией
- •Средние сопротивления автоматических выключателей и рубильников (разъединителей)
- •Сопротивления первичных обмоток катушечных
- •Глава 5 Выбор токоведущих частей и электрического оборудования подстанций
- •5.1. Выбор и проверка токоведущих частей
- •5.1.1. Гибкие токоведущие части
- •Допустимые токи на неизолированные провода
- •Диаметр гибких неизолированных проводов
- •5.1.2. Жесткие токоведущие части (шины)
- •Допустимые токовые нагрузки на алюминиевые шины прямоугольного сечения
- •Допустимые токовые нагрузки на алюминиевые шины трубчатого сечения
- •Значения коэффициента формы Кф
- •5.1.3. Силовые кабели
- •Рекомендации по применению на подстанциях кабелей с пропитанной бумажной изоляцией
- •Поправочные коэффициенты для выбора токовых нагрузок на кабели при прокладке нескольких кабелей в земле (трубах)
- •Длительно допустимые токи кабелей с пропитанной бумажной изоляцией, прокладываемых в земле
- •5.2. Выбор и проверка изоляторов
- •5.2.1. Подвесные изоляторы
- •5.2.2. Опорные изоляторы
- •Основные технические данные опорных фарфоровых изоляторов внутренней установки
- •5.2.3. Проходные изоляторы
- •Электрические параметры проходных изоляторов
- •5.3. Выбор и проверка высоковольтных выключателей переменного тока
- •Электрические характеристики высоковольтных выключателей переменного тока внутренней установки на напряжение до 10 кВ
- •Электрические характеристики высоковольтных выключателей переменного тока на напряжение 27,5 и 35 кВ
- •Электрические характеристики высоковольтных выключателей переменного тока на напряжение 27,5 и 35 кВ
- •5.4. Выбор быстродействующих выключателей постоянного тока
- •Пример выбора и проверки выключателей согласно условиям п. 5.3
- •Технические данные
- •5.5. Выбор и проверка разъединителей
- •Электрические характеристики разъединителей внутренней установки на напряжение до 10 кВ включительно
- •Электрические характеристики разъединителей внутренней установки на напряжение 35,110,150 и 220 кВ
- •Технические данные разъединителя рс-3000/3,3
- •Пример выбора разъединителей согласно условиям п.5.5
- •5.6. Выбор и проверка измерительных
- •Электрические характеристики трансформаторов тока на напряжение 10 кВ
- •Электрические характеристики малогабаритных трансформаторов тока
- •Электрические характеристики трансформаторов тока наружной установки на напряжения 35, 110 150 и 220 кВ
- •Технические данные трансформатор тока, встроенных в силовые трансформаторы
- •Технические данные трансформаторов тока, встроенных в силовых выключатели
- •Допустимая нагрузка трансформатора тока по предельной кратности
- •Выбор и проверка измерительных трансформаторов тока
- •5.7. Выбор и проверка измерительных трансформаторов напряжения
- •Электрические характеристики трансформаторов напряжения
- •5.8. Выбор реакторов
- •5.9. Выбор высоковольтных предохранителей
- •Технические данные предохранителей на напряжение свыше 1000 в с усиленной мощностью отключения
- •Технические данные предохранителей для защиты трансформаторов напряжения
- •Технические данные выхлопных предохранителей наружной установки
- •5.10. Выбор оборудования для защиты от перенапряжений
- •5.10.1. Защита от грозовых перенапряжений и волн, набегающих с линии
- •Электрические характеристики вентильных разрядников
- •Электрические характеристики ограничителей перенапряжения на напряжение 0,38 – 110 кВ
- •5.10.2. Защита электрических подстанций от прямых ударов молнии
- •5.11. Расчет заземляющих устройств
- •5.12. Выбор аккумуляторной батареи
- •5.13. Выбор сглаживающего устройства
- •Глава 6 Релейная защита
- •Формулы для расчета коэффициента чувствительности защит
- •6.1. Защита вводов подстанции
- •6.1.1. Опорные подстанции
- •6.1.2. Промежуточные транзитные подстанции
- •6.1.3. Промежуточные подстанции на отпайках
- •6.1.4. Расчет сопротивлений срабатывания дистанционной защиты
- •6.1.5. Максимальная направленная защита нулевой последовательности
- •6.2. Защита сборных шин первичного напряжения
- •6.3. Защита главных понижающих трансформаторов
- •6.3.1. Газовая защита
- •6.3.2. Продольная дифференциальная защита трансформатора
- •6.3.3. Максимальная токовая защита трансформатора
- •6.3.4. Токовая отсечка трансформатора
- •6.3.5. Защита от перегрузок трансформаторов
- •6.3.6. Термическая защита трансформатора
- •6.4. Защита вводов в распределительные устройства среднего и низшего напряжений 10, 27,5 и 35 кВ
- •6.4.1. Вводы в ру-10 и 35 кВ
- •6.4.2. Вводы в ру – 27,5 кВ
- •6.5. Защита сборных шин вторичного напряжения 10 и 35 кВ (цепь секционного выключателя)
- •6.6. Защита линии (нетяговых) потребителей
- •6.6.1. Максимальная токовая защита линий с независимой выдержкой времени
- •6.6.2. Токовая отсечка
- •Сопротивление воздушных линий с алюминиевыми а
- •6.6.2. Защита линий продольного электроснабжения 10 кВ, дпр 27,5 кВ и линии 6 (10) кВ питания устройств сцб
- •6.7. Защита фидеров контактной сети
- •6.7.7. Тяговые подстанции постоянного тока
- •6.7.2. Тяговые подстанции переменного тока
- •6.8. Защита трансформаторов собственных нужд
- •6.8.1. Токовая отсечка
- •6.8.2. Максимальная токовая защита
- •6.8.3. Защита от перегрузок
- •6.9. Защита преобразовательных агрегатов
- •6.10. Защита районных трансформаторов 35/(6—10) кВ трансформаторных подстанций
- •6.11. Примеры расчета релейных защит
- •6.11.1. Тяговая транзитная подстанция переменного тока 110/27,5/10 кВ
- •6.11.2. Релейная защита понижающих трансформаторов и вводов понижающей подстанции 10/0,4 кВ
- •Глава 7
- •Показатели работы тяговых подстанций для определения суммы баллов по группам оплаты труда
- •Штатное расписание по тяговым подстанциям дистанции электроснабжения
- •Расчет фонда заработной платы
- •7.1.2. Стоимость материалов и запасных частей
- •7.1.3. Стоимость электрической энергии, расходуемой на собственные нужды
- •7.1.4. Амортизационные отчисления
Глава 7
Экономическая часть дипломного проекта
7.1. Годовые эксплуатационные расходы на содержание
и обслуживание тяговой подстанции
Эксплуатационные расходы на содержание и обслуживание тяговых подстанций включают в себя:
- фонд оплаты труда с начислениями на социальное страхование;
- стоимость материалов и запасных частей;
- стоимость электрической энергии, расходуемой на собственные нужды;
- амортизационные отчисления;
- расходы по охране труда и технике безопасности;
- прочие денежные расходы.
7.1.1. Фонд оплаты труда работников тяговой подстанции
Организация заработной платы работников, занятых в основной деятельности железных дорог, к которой относится и тяговая подстанция, осуществляется на основе Отраслевой единой тарифной сетки (Приказ МПС России № 5Ц от 17.03.97 г.).
Для расчета фонда оплаты труда работников тяговой подстанции определяется группа подстанции по оплате труда. Для этого рассчитывается перерабатываемая в течение года электроэнергия, млн кВт • ч,
А= (0,2 0,3)· Smax · т 10-3 , (7.1)
где: Smax - общая полная мощность тяговой подстанции (см. п. 2.5), МВА; т — число часов в году (т = 8 760 ч).
Тяговые подстанции по оплате труда их руководителей подразделяют на три группы, устанавливаемые по норме баллов, которые определяют по показателям, приведенным в табл. 7.1.
Опорные, смешанные (питающие тяговые потребители постоянным и переменным токами) тяговые подстанции, а также подстанции с инверторами или с тремя и более полупроводниковыми выпрямителями относятся к первой группе независимо от общей годовой переработки электроэнергии.
Таблица7.1
Показатели работы тяговых подстанций для определения суммы баллов по группам оплаты труда
Показатель |
Измеритель |
Количество баллов на измеритель |
Общая годовая переработка электроэнергии |
10 млн кВт·ч (для железных дорог постоянного тока) 40 млн кВт·ч (для железных дорог переменного тока) |
2,0
2,0 |
Количество постов секционирования и пунктов параллельного соединения, обслуживаемых персоналом тяговой подстанции |
1 пост секционирования или 1 пункт параллельного соединения |
0,1 |
Группа по оплате труда служащих тяговых подстанций, объединенных под единым руководством, устанавливается по суммарной переработке электроэнергии этими подстанциями.
Количество постов секционирования и пунктов параллельного соединения, обслуживаемых работниками данной тяговой подстанции определяется заданием руководителя дипломного проекта.
Норма баллов по группам тяговых подстанций следующая:
I группа..................................свыше 4,5
II группа.................................свыше 2,0 до 4,5
III группа.................................до 2,0.
Должностной оклад начальника тяговой подстанции устанавливается в соответствии с квалификационной характеристикой и присвоенным разрядом, предусмотренным Отраслевой единой тарифной сеткой. Например, для руководителя тяговой подстанции I группы — это 12 разряд.
При превышении суммы баллов, утвержденных для I группы по оплате труда не менее чем в 2 раза должностной оклад начальника подстанции увеличивается на 15 %.
Оплата труда электромехаников зависит от характера выполняемых ими работ, которые подразделяются на производственные участки трех групп.
Участок I группы:
а) ремонт преобразовательных агрегатов тяговых подстанций;
б) ревизия и ремонт маслонаполненного оборудования;
в) энергонадзор за состоянием электрических установок и электропотребления;
г) эксплуатация, ремонт, проверка и надзор за измерительной аппаратурой и приборами;
д) эксплуатация и ремонт высоковольтных электроустановок, сетей и кабельных линий.
Участок II группы:
а) эксплуатация тяговых подстанций I и II групп по оплате труда;
б) ремонт высоковольтного оборудования;
в) эксплуатация и ремонт машин и механизмов, аккумуляторных батарей;
г) экспериментальные работы;
д) эксплуатация низковольтных электрических установок, сетей и кабельных линий;
е) оперативное устранение неисправностей в устройствах электроснабжения.
Участок III группы:
а) ремонт оборудования, кроме указанного для участков I и II групп;
б) эксплуатация тяговых подстанций III группы;
в) другие работы, не отнесенные к работам I и II групп.
При выполнении должностных обязанностей электромеханика на участках II группы, а это электромеханик по ремонту оборудования тяговой подстанции, присваивается: 8 разряд при стаже работы не менее одного года в должности электромеханика участка III группы и имеющего высшее или среднее профессиональное (техническое) образование, 9 разряд при стаже работы не менее одного года в должности электромеханика участка II группы. При выполнении должностных обязанностей на участке III группы присваивается 7 разряд. Это электромеханики по эксплуатации оборудования подстанции (с учетом стажа работы и образования).
Оплата труда электромонтеров тяговых подстанций производится согласно тарифной ставке, соответствующей их квалификационному разряду и отработанным часам, по повременной оплате. Месячную заработную плату электромонтера тяговых подстанций определяют умножением часовой тарифной ставки соответствующего разряда на число часов, проработанных в данном месяце.
Часовые тарифные ставки рабочих, связанных с движением поездов (к ним относятся электромонтеры тяговых подстанций), устанавливаются на основе Отраслевой единой тарифной сетки с 1 по 6 разряды.
При расчете заработной платы работников тяговой подстанции учитываются доплаты:
- за условия труда от 8 до 16 %;
- премии;
- районный коэффициент;
- надбавка 20 % по постановлению № 948.
Эти данные рекомендуется брать в дистанциях электроснабжения в период преддипломной практики, так как в течение года осуществляется индексация заработной платы работников дистанций электроснабжения.
Оперативное обслуживание тяговых подстанций осуществляется круглосуточно:
- с дежурством на подстанции одного-двух работников в смену;
- с дежурством на дому;
- без дежурных работников оперативно-ремонтным персоналом.
Штатное расписание работников подстанции зависит от типа подстанции и принятого вида оперативного обслуживания. В табл. 7.2 приведены примеры штатного расписания работников тяговых подстанций (ЭЧЭ) и в качестве примера рассчитан фонд заработной платы дистанции электроснабжения, в которую входят приведенные в примере тяговые подстанции.
Таблица 7.2
