_методички / АПУ / Мальцева-21.101
.pdfА. В. МАЛЬЦЕВА, И. Е. ЧЕРТКОВ
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ
ПО ДИСЦИПЛИНЕ «АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ ПРОЦЕССЫ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕМ»
ОМСК 2012
Министерство транспорта Российской Федерации Федеральное агентство железнодорожного транспорта Омский государственный университет путей сообщения
__________________________________
А. В. Мальцева, И. Е. Чертков
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ
ПО ДИСЦИПЛИНЕ «АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ ПРОЦЕССЫ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕМ»
Утверждено редакционно-издательским советом университета
Омск 2012
1
УДК 621.331:621.311:621.315 ББК 39.279
М21
Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисци-
плине «Автоматизированные процессы управления электроснабжением» /
А. В. Мальцева, И. Е. Чертков; Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2012. 38 с.
Представлены шесть лабораторных работ, в которых приведены основные теоретические сведения об устройстве схем внешнего электроснабжения участка электрифицированной железной дороги, схем питания тяговых подстанций, контактной сети и точек сигнализации, централизации и блокировки (СЦБ). Рассмотрены организационно-технические мероприятия по технике безопасности при выполнении работ в электроустановках и особенности оперативных переключений в электроустановках.
Предназначены для студентов четвертого курса специальности 190401 (101800) – « Электроснабжение железных дорог» – очной формы обучения, могут быть полезными при проведении занятий со слушателями Института повышения квалификации и переподготовки.
Библиогр.: 10 назв. Табл. 1. Рис. 17. Прил. 1.
Рецензенты: доктор техн. наук, доцент А. Т. Когут; канд. техн. наук, доцент П. В. Беляев.
_________________________
© Омский гос. университет путей сообщения, 2012
2
ОГЛАВЛЕНИЕ |
|
Введение ................................................................................................................ |
5 |
Лабораторная работа 1. Схема внешнего электроснабжения участка элект- |
|
рифицированной железной дороги ..................................................................... |
6 |
1.1. Краткие теоретические сведения ............................................................ |
6 |
1.2. Порядок выполнения работы ................................................................... |
7 |
1.3. Контрольные вопросы .............................................................................. |
9 |
Лабораторная работа 2. Нормальные схемы питания тяговых подстанций ... |
9 |
2.1. Краткие теоретические сведения ............................................................ |
9 |
2.1.1. Особенности схемы питания опорной подстанции ............................ |
11 |
2.1.2. Особенности схемы питания транзитной подстанции ....................... |
12 |
2.1.3. Особенности схемы питания отпаечной подстанции ......................... |
13 |
2.1.4. Описание общей части схемы подстанций различных типов ........... |
14 |
2.2. Порядок выполнения работы ................................................................... |
20 |
2.3. Контрольные вопросы .............................................................................. |
20 |
Лабораторная работа 3. Схемы питания точек СЦБ ......................................... |
21 |
3.1. Краткие теоретические сведения ............................................................ |
21 |
3.2. Порядок выполнения работы ................................................................... |
23 |
3.3. Контрольные вопросы .............................................................................. |
23 |
Лабораторная работа 4. Нормальная схема питания контактной сети ........... |
25 |
4.1. Краткие теоретические сведения ............................................................ |
25 |
4.2. Порядок выполнения работы ................................................................... |
27 |
4.3. Контрольные вопросы .............................................................................. |
27 |
Лабораторная работа 5. Организационно-технические мероприятия по тех- |
|
нике безопасности при выполнении работ в электроустановках .................... |
27 |
5.1. Краткие теоретические сведения ............................................................ |
27 |
5.2. Порядок выполнения работы ................................................................... |
30 |
5.3. Контрольные вопросы .............................................................................. |
31 |
Лабораторная работа 6. Подготовка рабочего места при выводе в ремонт |
|
оборудования тяговой подстанции ..................................................................... |
31 |
3
6.1. Краткие теоретические сведения ............................................................ |
31 |
6.2. Порядок выполнения работы ................................................................... |
33 |
6.3. Контрольные вопросы .............................................................................. |
34 |
Библиографический список ................................................................................. |
35 |
Приложение. Перечень рекомендуемых кратких и полных диспетчерских |
|
наименований объектов управления .................................................................. |
36 |
4
ВВЕДЕНИЕ
Электрооборудование системы электроснабжения участка электрифицированной железной дороги, как правило, не имеет резерва, поэтому нуждается в своевременном и квалифицированном обслуживании персоналом. Основное назначение системы тягового электроснабжения – обеспечение пропуска поездов при любых режимах работы, поэтому вывод в ремонт аппаратов, участвующих в канализации электроэнергии подвижному составу, не должен влиять на выполнение основной задачи. Необходимо учитывать также тот факт, что оборудование в нормальном режиме находится под напряжением, попадание в зону действия которого грозит обслуживающему персоналу потерей здоровья и даже жизни. Непосредственно ответственным за технику безопасности при выполнении работ в электроустановках является энергодиспетчер. Кроме того, за жизнь и здоровье людей отвечают руководители работ и сами исполнители.
Цель лабораторного практикума по дисциплине «Автоматизированные процессы управления электроснабжением» – познакомить будущих электромехаников с основными принципами производства оперативных переключений для обеспечения безопасного выполнения работ в электроустановках системы тягового электроснабжения. Настоящие методические указания могут быть полезными при изучении дисциплины «Автоматизация систем электроснабжения».
Для решения названной задачи необходимо изучить оперативные схемы тяговых подстанций различных типов;
научиться определять положение коммутационных аппаратов («включено» – « отключено») подстанций и контактной сети;
на основании полученных ранее знаний уметь осуществлять правильный порядок переключений при подготовке рабочего места для вывода в ремонт любого электрооборудования системы электроснабжения;
изучить основные документы (инструкции) по обеспечению безопасного выполнения работ в электроустановках и научиться применять их на практике; усвоить основные организационно-технические мероприятия по технике
безопасности (инструкция ЦЭ-4054).
В настоящих методических указаниях приведено описание схем подстанций постоянного тока. Основные положения по технике безопасности не зависят от рода тока и в полной мере относятся к участкам переменного тока электрифицированной железной дороги.
5
Лабораторная работа 1
СХЕМА ВНЕШНЕГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ УЧАСТКА ЭЛЕКТРИФИЦИРОВАННОЙ ЖЕЛЕЗНОЙ ДОРОГИ
Цель работы: ознакомиться со схемой подключения тяговых подстанций к линиям электропередачи, научиться определять тип подстанции по способу ее подключения.
1.1. Краткие теоретические сведения
Тяговая подстанция предназначена для преобразования рода и класса напряжения питающей линии электропередачи (ЛЭП) до необходимого для тяговой сети напряжения. Поскольку тяговая подстанция обеспечивает питание контактной сети как потребителя первой категории, то ее подключение осуществляется к двухцепной ЛЭП.
По способу подключения различают опорные, транзитные и отпаечные тяговые подстанции (рис. 1).
Рис. 1. Схема подключения подстанций к двухцепной ЛЭП
Назначение опорной подстанции по отношению к внешней системе электроснабжения – создать узел перетока мощностей различных линий электропередачи, а также осуществлять их защиту отключением поврежденных участков. Поэтому опорная подстанция имеет не менее четырех вводов на высокой стороне, каждый из которых оборудован выключателями и устройствами релейной защиты и автоматики (АПВ – автоматического повторного включения – и АВР – автоматического включения резерва). Положение выключателя, соединяющего секционированные сборные шины высокого напряжения (секционного выключателя), зависит от схемы внешнего электроснабжения и от карты перетоков мощности. Для обеспечения перетока мощности этот выключатель в нормальном режиме обычно имеет положение «включено».
6
Транзитная подстанция включается в рассечку одной из линии электропередачи и имеет в своем составе две перемычки, одна из которых оборудована, как правило, выключателем (секционным) и называется рабочей перемычкой. Вторая перемычка (ремонтная) используется для вывода в ремонт секционного выключателя и оснащается двумя или одним разъединителем. Назначение транзитной подстанции по отношению к внешней энергосистеме – защита высоковольтной линии электропередачи, для чего транзит мощности осуществляется через рабочую перемычку, имеющую устройства релейной защиты и автоматики.
Отпаечная подстанция подключается к одной ЛЭП (от другой она отключена в нормальном режиме), т. е. происходит отбор мощности от внешней энергосистемы.
Для самостоятельной подготовки к лабораторной работе рекомендуется изучить теоретический материал по литературным источникам [1 – 4].
1.2.Порядок выполнения работы
Вкачестве исходных данных для выполнения лабораторной работы предлагается использовать схемы, содержащиеся в программном комплексе «АРМ энергодиспетчера». Для чтения и редактирования схем этот комплекс имеет в своем составе редактор схем, который работает автономно и не требует инсталляции и дополнительного прикладного программного обеспечения. К недостатку комплекса следует отнести оригинальность формата файла и невозможность его экспорта в другие графические редакторы.
Некоторые рекомендации по использованию редактора схем «АРМ энергодиспетчера»:
открывать схемы следует только из среды редактора и не нужно сохранять изменения в них, т. е. порядок работы следующий: запустить редактор, открыть схему, сделать нужный снимок экрана (скриншот) и закрыть редактор без сохранения изменений;
путь к исполняемому файлу редактора: рабочий стол – ярлык «Учебные и методические материалы» (активен при включенном сервере) – « Схемы «АРМ энергодиспетчера» – « Редактор» – Scedit.exe; при необходимости можно скопировать необходимые файлы для переноса на жесткий диск или внешний носитель;
7
для открытия следующей схемы целесообразно закрыть редактор, запустить его вновь и открыть нужную схему; в противном случае программа может выдать сообщение об ошибке, после чего необходимо аварийно завершить работу редактора (системное меню «Файл» – « Аварийный выход»);
схемы по умолчанию имеют серый фон, который нужен для обозначения белым цветом части схемы высокого напряжения; это вносит определенные неудобства при распечатке скриншота (затемнение схемы), поэтому можно изменить цвет фона следующими командами: «Параметры» – « Цвет фона…»; для изменения белого цвета линий, ставших невидимыми, следует выделить их «охватом» и далее командами «Правка» – « Замена цветов» изменить их цвет.
Всоставе системы «АРМ энергодиспетчера» имеются схемы главных электрических соединений подстанций, представленные файлами subst.ssc (папка «Subst»), и мнемонические (щитовые) схемы schit.ssc (папка «Schit»), на которых показаны объекты телемеханики тяговых подстанций и устройств контактной сети (схемы питания и секционирования контактной сети). Для выполнения настоящей работы необходимо открыть схему подстанции (subst.ssc) заданного преподавателем направления, начертить эскиз схемы внешнего электроснабжения в тетради (на листе бумаги) и согласовать его с преподавателем.
Вотчете о лабораторной работе следует привести выполненный вручную (аккуратно, в карандаше) или в программе «Компас 3D» чертеж схемы внешнего электроснабжения заданного направления. Фрагмент-образец схемы приведен на рис. 2.
Рис. 2. Образец выполнения схемы внешнего электроснабжения
Высоковольтную часть подстанций следует отобразить на чертеже в полном соответствии со схемой, заданной преподавателем. Наименования установ-
8
ленных аппаратов приводить не нужно. Точками необходимо показать места электрических соединений. В программе «Компас 3D» это целесообразно выполнять с помощью команд «Окружность» и «Заливка цветом». Вспомогательные точки, изображаемые красным цветом, использовать для данной цели не следует.
1.3.Контрольные вопросы
1)По каким признакам и на какие типы классифицируются тяговые подстанции?
2)Для чего рабочая перемычка транзитной тяговой подстанции оснащается выключателем?
3)Каково назначение опорной подстанции?
4)Какие схемы имеет в своем составе редактор схем «АРМ энергодиспетчера»?
Лабораторная работа 2
НОРМАЛЬНЫЕ СХЕМЫ ПИТАНИЯ ТЯГОВЫХ ПОДСТАНЦИЙ
Цель работы: научиться «читать» оперативные схемы подстанций, определять положение коммутационных аппаратов в нормальном режиме работы тяговой подстанции.
2.1. Краткие теоретические сведения
Как было сказано выше, тяговые подстанции бывают трех типов: опорная, отпаечная, транзитная. От типа подстанции зависит положение коммутационных аппаратов на стороне высокого напряжения, поэтому необходимо научиться определять тип подстанции по виду схемы и наименованиям аппаратов. Особенно это касается промежуточных тяговых подстанций – отпаечных и транзитных.
Схемы, представленные на рис. 3, называются оперативными. С ними работает энергодиспетчер при управлении режимами работы системы электроснабжения участка электрифицированной железной дороги.
9