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.

Руководитель проекта________________________ Ю. В. Кондратьев

6. Календарный план

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.

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

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

Таблица 2 – Положение объектов на участке Болотное - Мариинск

Таблица 3 – Ограничения скорости на участке Болотное - Мариинск

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

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

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

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

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

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

Таблица 9 – Параметры контактной подвески, питающих и отсасывающих фидеров

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