Например, для приводов колёсно-токарных станков питаемых отдельными линиями прямо от шин 0,4 кВ КТП с рН = 80, 0 кВт IН = 160 А. Следовательно необходимо выбрать кабель с сечением фазных алюминиевых жил 120 мм2 и нулевой жилой 70 мм2 имеющий IДЛ. ДОП 184 А. Для пресса в электромашинном отделениис рН = 3, 0 кВт IН = 6 А. Следовательно необходимо выбрать четырехжильный алюминиевых провод марки АПРТО с сечением жил по 2,5 мм2 и имеющий IДЛ. ДОП = 19 А /4/.

Расчет и выбор силовых распределительных шкафов проводится по среднему току групп электроприёмников /3/. Выбираются типовые конструкции выпускаемые в настоящее время промышленностью.

Основными потребителями электрической энергии на предприятиях обычно являются асинхронные электродвигатели и трансформаторы. В некоторых режимах они потребляют значительную реактивную мощность. Для компенсации реактивной мощности могут применяться компенсирующие устройства: батареи статических конденсаторов, синхронные компенсаторы, синхронные двигатели.

Конденсаторные батареи могут использоваться практически в любом диапазоне мощностей. Преимуществом конденсаторной установки является простота, небольшая стоимость, малые удельные собственные потери активной мощности, отсутствие движущихся частей. К недостаткам относятся невозможность плавного регулирования реактивной мощности, пожароопасность, наличие остаточного заряда.

Выбор мощности конденсаторных батарей осуществляют по расчетам электрических нагрузок подстанции и заданному входному tg φВХ, с помощью которого определяется входная мощность, компенсацию которой берет на себя энергетическая система. Из расчета электрических нагрузок определяется средняя активная мощность за наиболее загруженную смену PСМ и вычисляется реактивная мощность QК , кВ·А р которую необходимо компенсировать по формуле

QК =PСМ × ( tg φ — tg φ вх ). [1.18]

где tg φ – фактическое значение коэффициента мощности предприятия;

tg φ вх = 0,33, нормированное значение коэффицинта мощности.

Для выбора мощности конденсаторной батареи на ТП Депо QК определяем PСМ из расчета нагрузок (таблица 1.2). На данном уровне распределения электроэнергии (цеховая подстанция) в проекте tg φВХ = 0.33.

QК = 650,6 × (615,8/650,6 - 0.33) = 401,1 кВ·А р.

В качестве компенсирующего устройства в распределительном устройстве низкого напряжения выбираем ближайшую по мощности автоматическую низковольтную конденсаторную установку типа УКЛН – 0.38 – 400 – 50 У3 /3/.

1.3 Расчёт сверхтоков и выбор защитной аппаратуры

Основной причиной нарушений нормального режима работы системы электроснабжения является возникновение коротких замыканий (КЗ) в сети или в элементах электрооборудования вследствие повреждения изоляции или неправильных действий обслуживающего персонала. Для снижения ущерба, обусловленного выходом из строя электрооборудования при протекании токов КЗ, а также для быстрого восстановления нормального режима работы системы электроснабжения необходимо правильно определять токи КЗ и по ним выбирать электрооборудование, защитную аппаратуру и средства ограничения сверхтоков.

При возникновении КЗ имеет место увеличение токов в фазах системы электроснабжения или электроустановок по сравнению с их значением в нормальном режиме работы. В свою очередь, это вызывает снижение напряжений в системе, которое особенно велико вблизи места КЗ.

В трехфазной сети различают следующие виды КЗ: трехфазные, двухфазные, однофазные и двойные замыкания на землю.

Трехфазные КЗ являются симметричными, так как в этом случае все фазы находятся в одинаковых условиях. Все остальные виды КЗ являются несимметричными, поскольку при каждом их них фазы находятся не в одинаковых условиях и значения токов и напряжений в той или иной мере искажаются.

Наиболее распространенным видом КЗ являются однофазные КЗ в сетях с глухо- и эффективно заземленной нейтралью. Значительно реже возникают двойные замыкания на землю, т. е. одновременное замыкание на землю разных фаз в различных точках сети, работающей с изолированной нейтралью.

Расчетным видом КЗ для выбора или проверки параметров электрооборудования обычно считают трехфазное КЗ. Однако для выбора или проверки уставок релейной защиты и автоматики требуется определение и несимметричных токов КЗ /3/.

При проверке электрических аппаратов и жестких проводников (вместе с относящимися к ним поддерживающими и опорными конструкциями) на электродинамическую стойкость расчетным видом является трехфазное КЗ.

При проверке гибких проводников на электродинамическую стойкость (тяжение, опасное сближение и схлестывание проводников) расчетным видом КЗ является двухфазное КЗ.

При проверке проводников и электрических аппаратов на термическую стойкость расчетным видом в общем случае является трехфазное КЗ.

При проверке электрических аппаратов на коммутационную способность расчетным видом КЗ может быть трехфазное или однофазное КЗ в зависимости от того, при каком виде ток имеет наибольшее значение.

Расчет токов КЗ с учетом действительных характеристик и действительных режимов работы всех элементов системы электроснабжения сложен. Поэтому для решения большинства практических задач вводят допущения, которые не дают существенных погрешностей:

- не учитывается сдвиг по фазе ЭДС различных источников питания, входящих в расчетную схему;

- трехфазная сеть принимается симметричной;

- не учитываются токи нагрузки;

- не учитываются емкости, а следовательно, и емкостные токи в воздушной и кабельной сетях;

- не учитывается насыщение магнитных систем, что позволяет считать постоянными и не зависящими от тока индуктивные сопротивления всех элементов короткозамкнутой цепи;

- не учитываются токи намагничивания трансформаторов /3/.

В зависимости от назначения расчета токов КЗ выбирают расчетную схему сети, определяют вид КЗ, местоположение точек КЗ на схеме и сопротивления элементов схемы замещения. Выбор расчетных схем различных электроустановок производят путем анализа возможных схем этих электроустановок при различных режимах их работы, включая ремонтные и послеаварийные режимы, за исключением схем при переключениях.

Для расчета тока КЗ на основании схемы электроснабжения предприятия приведённой на рисунке 1.2 составляется эквивалентная схема замещения электроснабжения депо. На рисунке 1.4 приведены расчётная схема цепи КЗ (а), схема замещения цепи КЗ-1 (б) и эквивалентные схемы замещения цепи КЗ-12 (в) и КЗ-2 (г).

Рисунок 1.4 – Схемы для расчета сверхтока при КЗ

Для выбора параметров и характеристик оборудования и уставок токовых защит необходимо определить ток КЗ в различных точках сети.

Локомотивное депо получает основное питание по высоковольтной кабельной линии 6 кВ длиной 0,9 км и выполненной кабелем марки ААШВ 3×120 с сечением алюминиевых жил по 120 мм2.

Расчет тока КЗ удобнее вести в именованных единицах, так как сопротивление большей части элементов цепи собственных нужд (шин, кабелей, переходных сопротивлений) задается в каталогах в Омах. Сопротивления всех элементов схемы замещения приводятся к среднему номинальному напряжению ступени КЗ UСН, которое на 5% больше номинального /3/.

Индуктивное сопротивление системы определяется из предшествующих расчетов результирующих сопротивлений всех условно объединенных источников до шин подстанции, или же вычисляется по мощность КЗ на шинах подстанции. Складываются соответствующие составляющие, определяется результирующие сопротивления цепи КЗ

.[1.19]

где rå - активное, xå - реактивное и zå - полное сопротивления, Ом

Для упрощения расчёта активные сопротивления цепи учитываются, если они более чем на 10% влияют на конечный результат /3/. Следующим упрощением является то, что полные сопротивления цепи КЗ складываются арифметически, а не геометрически. При этом преимущественно активное сопротивление воздушных и кабельных линий арифметически складывается с преимущественно индуктивным сопротивлением трансформаторов.

Действующее значение периодической составляющей тока трёхфазного КЗ IКЗ определится, кА

, [1.20]

гдеUCH - среднее номинальное напряжение, кВ;

Z∑ - суммарное сопротивление цепи КЗ, Ом.

Определяется ударный ток в цепи iУ возникающий через 10 мс после образования КЗ, А

. [1.21]

Для электроустановок высокого напряжения ударный коэффициент с достаточной для практики точностью можно принять равным КУ = 1,8, а для электроустановок низкого напряжения КУ = 1,2 /3/.

Для силового трансформатора полное сопротивление определится, Ом

,[1.22]

гдеUК - напряжение опыта КЗ трансформатора, %;

ST – номинальная мощность трансформатора, кВ·А.

Погонное индуктивное и активное сопротивления кабелей и воздушных линий возьмём в справочниках /3/. Суммарное полное сопротивление питающей линии составит, Ом

ZWL = z0 · l. [1.23]

Для определения сопротивления цепи КЗ на другой ступени напряжения необходимо пересчитать полученные величины по формуле

ZНН = ZВН/КТР 2 [1.24]

где КТР – коэффициент трансформации. Ток двухфазного КЗ определится, А:

IКЗ (2) = IКЗ · 0,867. [1.25]

Каждое присоединение должно быть обеспечено коммутационной и защитной аппаратурой. Аппараты защиты следует устанавливать, как правило, в местах сети, где сечение проводника уменьшается (по направлению к месту потребления электроэнергии) или где это необходимо для обеспечения чувствительности и селективности защиты. Аппараты защиты должны устанавливаться непосредственно в местах присоединения защищаемых проводников к питающей линии /4/.

В силовой трансформатор к шинам питающей сети подключён посредством коммутационного аппарата. Для этой цели можно применить высоковольтный разъединитель, которым в сети до 20 кВ можно отключать ток намагничивания (холостого хода) трансформаторов мощностью до 630 кВ·А /4/.

Трансформаторы малой и средней мощности на стороне высокого напряжения (ВН) как правило, от сверхтоков защищаются высоковольтными предохранителями, которые выбираются по конструктивному выполнению, номинальному напряжению и току, предельному отключаемому току и мощности, роду установки и в некоторых случаях условию селективности.

Предохранители высоковольтные токоограничивающие ПКТ и ПКН предназначены для защиты силовых трансформаторов, воздушных и кабельных линий, трансформаторов напряжения в электроустановках до 35 кВ от токов перегрузок и коротких замыканий.

Коммутационные способности предохранителей соизмеримы с выключателями такого же класса напряжения.

При выключении токов большой кратности к номинальному предохранитель работает с токоограничивающими свойствами. Защитная характеристика предохранителя определяет зависимость времени отключения от величины сверхтока защищаемой цепи.

Время термической стойкости масляных трансформаторов зависит от напряжения опыта короткого замыкания еК, %.

При протекании сверхтока это время tДОП., с, приближённо можно оценить по следующей формуле

, [1.26]

гдекоэффициент кратности тока КЗ к номинальному току трансформатора.

При КЗ на шинах вторичной обмотки К = 100/еК,.

Условием защиты трансформатора является

tПЛ < tДОП, [1.27]

гдеtПЛ – время сгорания плавкой вставки предохранителя, с.

Кривые время-токовых характеристик предохранителей приведены на рисунке 1.5.

Рисунок 1.5 – Время-токовые характеристики высоковольтных предохранителей ПК (на кривых обозначены номинальные токи плавких вставок)

Номинальный ток плавкой вставки предохранителя на стороне ВН трансформатора выбирается из следующих условий:

- для трансформаторов мощностью до 160 кВ·А, IН ВСТ = 2(3)×IН ТР;

- для трансформаторов мощностью до 630 кВ·А, IН ВСТ = 1,5(2)×IН ТР.

При этом необходимо учесть кратковременные пусковые токи оборудования и ток намагничивания при включении трансформатора без нагрузки. Например, сопротивление цепи КЗ на шинах 6 кВ КТП (точка К-1) складывается из сопротивления питающей системы, которой является центральная распределительная подстанция (ХС = 0,50 Ом), сопротивления воздушной и кабельной линий. Погонное сопротивление высоковольтной линии основного питания ТП Депо выполненной кабелем марки ААШВ 3×120 zWK = 0.26 Ом/км /3/; по формуле [1.24] определим сопротивление кабельной линии

ZWK = 0.26· 0.9 = 0.23 Ом.

Суммарное сопротивление цепи КЗ до точки К-1 определится

ZКЗ-1 = 0,50 + 0,23 = 0,73 Ом.

Ток трёхфазного КЗ в точке К-1 по формуле [1.21] определится

= 5,00 кА = 5000 А.

В максимуме системы энергоснабжения оба трансформатора "ТП-Депо" включены параллельно и работают на сборные шины с напряжением 0,4 кВ.

Сопротивление одного трансформатора "ТП-Депо" типа ТМЗ-630/6/0.4 определится по формуле [1.22] (при UК = 4,5%): на стороне напряжения 0,4 кВ

= 0,0114 Ом;

- на стороне напряжения 6,3 кВ

= 2,84 Ом.

Суммарное сопротивление цепи КЗ при напряжении 6,3 кВ до точки К-2 определится:

- в минимуме системы

ZКЗ.2 МАХ = 0,73 + 2,84 = 3,57 Ом.

- в максимуме системы

ZКЗ.2 МАХ = 0,73 + 2,84/2 = 2,15 Ом.

Ток трёхфазного КЗ по формуле 1.21 определится:

- в минимуме системы

= 1,02 кА = 1020 А;

- в максимуме системы

= 1,69 кА = 1690 А.

Ток двухфазного КЗ в минимуме системы определится

IКЗ-2 MIN (2) = 1,020 · 0,867 = 0,884 кА.

При расчете сверхтока в низковольтной сети сопротивление высоковольтной питающей сети не учитывается. Следовательно, сопротивление цепи КЗ в максимуме и минимуме системы энергоснабжения для точки К-2 при напряжении 0,4 кВ определится сопротивлением трансформатора типа ТМ-630/6/0,4 току трёхфазного КЗ и составит

ZКЗ-2 МIN = 0,0114 Ом;

ZКЗ-2 МАХ = 0,0114/2 = 0,0057 Ом.

Ток трёхфазного КЗ в точке К-2 по формуле [1.21] определится:

- в минимуме системы, IКЗ-2 = 20,30 кА = 20300 А;

- в максимуме системы, IКЗ-2 = 40,56 кА = 40560 А.

По величине сверхтока в максимуме энергосистемы проводится выбор коммутационной аппаратуры на отключающую способность.

По величине сверхтока двухфазного КЗ в минимуме системы проверяем селективность срабатывания токовых защит.

Поскольку по паспортным данным номинальный ток ТМЗ-630/6 на стороне 6 кВ равен IН ТР = 60,5 А, его защиту выполним предохранителями типа ПК с плавкой вставкой на ток 100 А.

По кривым время-токовых характеристик предохранителей (рисунок 1.5) определяем, что плавкая вставка IН ВСТ = 100 А при токе двухфазного КЗ в минимуме системы равному 884 А сгорает за время tПЛ = 1,0 с.

Поскольку К = 884/60,5 = 14,60 по формуле [1.26] время термической стойкости ТМЗ-630/6 определится

tДОП = 900/14,72 = 4,2 с.

Поскольку, tПЛ = 1,0 < tДОП , следовательно, защита трансформатора высоковольтными предохранителями типа ПК с плавкой вставкой на 100 А обеспечивается.

По паспортным данным /3/ номинальный ток трансформатора ТМЗ-400/6 при напряжении 0,4 кВ составляет IН = 945 А.

Сопротивление трансформатора току однофазного КЗ зависит от схемы соединения обмоток и для трансформатора типа ТМ-630/6/0,4 со схемой Y/YH составит ZКЗ ОД = 0,043 Ом, а со схемой D/YH составит ZКЗ ОД = 0,014 Ом.

Ток однофазного КЗ составит:

- для трансформатора типа ТМ-630/6/0,4 со схемой Y/YH IКЗ-ОД = 5,1 кА;

- со схемой D/YH IКЗ-ОД = 15,7 кА.

Токовую защиту трансформатора на стороне вторичной обмотки можно выполнить:

- низковольтными автоматическими выключателями с номинальным током 1000 А /3/.

Предохранителями типа ПР-2 в исполнении - 2 (длинные предохранители) с номинальным током патрона и предохранителя на 1,0 кА имеют предельный отключаемый ток до 20 кА и не обладают достаточным запасом надёжности при трёхфазном КЗ.

Следовательно токовую защиту низковольтной отмотки трансформатора типа ТМ-630/6/0,4 необходимо выполнить автоматическим выключателем (автоматом) с номинальным током на 1000 А /3/. Как правило автоматы устанавливаемые на вводе силовых трансформаторов оснащаются электромагнитными расцепителями с током срабатывания 10 IН .

Необходимо выбрать трансформатор со схемой соединения обмоток D/YH поскольку ток однофазного КЗ в этом случае составляет IКЗ-ОД = 15,7 кА и достаточен для защиты трансформатора в режиме однофазного и трёхфазного КЗ на шинах 380/220 В.

2 Применение аутсорсинга при электроснабжении нетяговых потребителей.

Новые условия хозяйствования, задачи экономического роста в стране требуют поиска новых путей повышения эффективности работы, отвечающих требованиям рыночной экономики. Одним из приоритетных направлений для повышения эффективности работы железных дорог является аутсорсинг, благодаря которому появляется возможность значительно повысить производительность бизнеса ОАО «РЖД», оптимизировать деятельность компании.

Существует много определений термина аутсорсинг. Наиболее полно это понятие отражает такая формулировка: аутсорсинг – оптимизация деятельности предприятия за счёт концентрации усилий на основном бизнесе и передача непрофильных работ внешним специализированным организациям (аутсорсерам) на договорной основе.

К основным причинам использования аутсорсинга относят желание сосредоточится на основных видах деятельности, необходимости повышения качества обслуживания, потребность в экономии затрат, решение стратегических задач.

Негативным фактором при переходе на аутсорсинг является потеря контроля над собственными ресурсами, отрыве руководства от переданной на аутсорсинг части деятельности Другая проблема при переходе на аутсорсинг – риск невыполнения аутсорсером своих обязательств. Для минимизации этого риска необходимо составление «Соглашения об уровне обслуживания».

Решение о применении аутсорсинга в основном принимается на основании единственного параметра – экономия издержек. Однако аутсорсинг не всегда может быть дешевле использования внутренних резервов, так как при его применении повышается качество выполнения работ, а следовательно, и их цена.

На железнодорожном транспорте в силу его специфики и условий передачи работ сторонним организациям под аутсорсингом понимается способ оптимизации деятельности, филиалов за счёт концентрации усилий на основных видах деятельности и передачи отдельных видов работ специализированным организациям (аутсорсерам) на договорной основе с соответствующим сокращением персонала филиала.

Для определения взаимоотношений ОАО «РЖД» с поставщиками услуг в настоящее время в компании разработаны и утверждены Положение об использовании аутсорсинга филиалами ОАО «РЖД», Перечень работ, которые могут быть переданы филиалами ОАО «РЖД» на аутсорсинг, Методика расчёта экономической эффективности от использования аутсорсинга в ОАО «РЖД».

Основными условиями, которые целесообразно соблюдать при привлечении аутсорсера, являются проведение конкурсных процедур, обеспечение экономической эффективности передачи работ на аутсорсинг, обеспечение экономической безопасности и сохранение качества выполняемых работ. Порядок принятия решения о применении аутсорсинга состоит из нескольких этапов.

На начальном этапе проводится оценка собственных возможностей: анализируются ресурсы, их техническое состояние, квалификация персонала, задействованного в выполнении работ, которые предполагается передать на аутсорсинг; оцениваются качество и себестоимость работ при выполнении их собственными силами; определяются потребности в дополнительных капиталовложениях, необходимых для повышения эффективности и качества выполнения работ собственными силами. При условии, если удаётся сократить издержки и обеспечить конкурентоспособную цену работ, то передача их на аутсорсинг нецелесообразна.

Далее анализируются возможности аутсорсеров.

Затем готовятся предложения о применении аутсорсинга в виде пояснительной записки, в которой аргументируется необходимость привлечения аутсорсера для выполнения работ с указанием причин нецелесообразности выполнения их собственными силами, и рассматриваются два варианта – с привлечением аутсорсера и без его привлечения. Эффективность применения аутсорсинга определяется на основании Методики расчёта экономической эффективности от использования аутсорсинга в ОАО «РЖД».

Пояснительная записка согласовывается всеми причастными подразделениями филиала. Подготовленный проект решения о применении аутсорсинга согласовывается с причастными подразделениями в аппарате управления компании. После этого осуществляется корректировка бюджетов. Для выбора аутсорсера – исполнителя работ проводится конкурс, а затем заключается соответствующий договор.

По заключённым договорам при передаче работ на аутсорсинг ведётся постоянный контроль с анализом обоснованности цен, объемов, качества и сроков выполняемых аутсорсером работ /11/.

Экономический эффект от применения аутсорсинга для определённых работ обеспечивается, если затраты ОАО «РЖД» при передаче работ на аутсорсинг, т. е. затраты на оплату работ , выполняемых аутсорсером, меньше затрат ОАО «РЖД» на выполнение работ собственными силами:

[2.1]

Где Саут – стоимость работ при выполнении их сторонней организацией (аутсорсером);

Зперс – затраты ОАО «РЖД», связанные с увольнением, приёмом работников, выполняющих работы, передаваемые на аутсорсинг;

Зсобст – затраты компании при выполнении работ собственными силами;

Э – величина минимального экономического эффекта от применения аутсорсинга.

Целесообразно, чтобы эффект от применения аутсорсинга был равен 10 – 20%

Окончательно конкретные виды деятельности, которые будут переведены на аутсорсинг, будут определены решениями итогового правления компании. Среди них - ремонт и обслуживание радиостанций, антенно-мачтового хозяйства, ремонт и сервисное обслуживание оргтехники. В департаменте вагонного хозяйства это могут быть деятельность по промывке и подготовке вагонов к погрузке, дезинфекция вагонов, обслуживание диагностических устройств, поставка отдельных комплектующих. В пассажирских перевозках это прежде всего экипировка и снабжение вагонов, подготовка постельного белья, питание в поездах, уборка вокзалов и вагонов.

В перспективе все большие объемы ремонтных работ по инфраструктуре и подвижному составу будут передаваться на конкурсной основе независимым ремонтным предприятиям. Конкурсная основа - в этом и есть весь смысл.

Уже сегодня фактически вся система содержания телекоммуникаций компании является сферой аутсорсинговых услуг, которые выполняет «ТрансТелеКом». Кроме того, аутсорсинговые компании работают практически во всех филиалах РЖД.

Аутсорсинг эффективен в том случае, если можно передать функции по вспомогательным видам деятельности, заплатив за это тот же объём средств в размере не более фонда оплаты труда, который сегодня тратим мы сами на штатных работников. При этом эффект мы должны получить за счет отсутствия затрат на социальное обеспечение, на оборудование, на мероприятия по охране труда и т.д. Все это уже переходит на ответственность аутсорсинговых компаний. А они, поскольку заинтересованы в получении прибыли, внедряют лучшие формы организации труда /12/.

Особый интерес представляет введение аутсорсинга в электроснабжение нетяговых потребителей. Объекты хозяйства электроснабжения железнодорожной автоматики и нетяговых потребителей имеются на каждой станции и каждом перегоне. Протяженность линий электроснабжения устройств СЦБ составляет более четырёх тысяч километров, линий полуавтоматической блокировки около двух тысяч километров /8/.

Сетевым районам дистанций электроснабжения приходится выполнять много разнообразных работ как требующих высокой квалификации обслуживающего персонала, так и простых работ требующих большой физической нагрузки (вырубка просек, откопка кабельных траншей). Видами деятельности, которые могут быть переданы на аутсорсинг, на начальном этапе могут быть:

- очистка трасс линий электропередач от древесно-кустарниковой растительности;

- обслуживание и ремонт релейной защиты, средств автоматики и телемеханики;;

- техническое обслуживание и ремонт силовой электротехнической аппаратуры;

- плановая диагностика состояния оборудования и заземляющих устройств.

За дистанциями электроснабжения можно оставить работы по оперативному управлению энергохозяйством, ликвидации повреждений и освещение железнодорожных территорий.

Однако для передачи на аутсорсинг хотя бы некоторых видов деятельности необходимо решить ряд организационных, правовых и технических проблем. Наиболее важными проблемами для передачи этого огромного хозяйства на аутсорсинг являются следующие:

- большой физический и моральный износ основных фондов;

- техническая отсталость ряда предприятий и примитивизм многих электроустановок;

- длительное недостаточное финансирование системы электроснабжения нетяговых потребителей;

- неурегулированность правовых проблем по степени ответственности смежных подразделений за нарушения режима электроснабжения;

- неурегулированность правовых проблем за качество электроэнергии для особо ответственных потребителей.

На сети железных дорог на сегодняшний день около 40 % линий электроснабжения СЦБ выработали нормативный ресурс и более 80 % нуждаются в техническом перевооружении. По данным различных источников длительность отключений потребителей гораздо выше, чем в технически развитых западных странах.

Наиболее повреждаемыми устройствами являются провода, почти 30 % повреждений от общего количества, высоковольтные предохранители – около 20 %, кабели – 15 %, трансформаторы – 10 %, разъединители – 10 % и другие устройства /13/.

Анализ повреждений проводов показывает, что основной причиной повреждений является касание ветвей проводов и падение деревьев.

На Северо-Кавказской железной дороге при объеме вырубки деревьев около 500 км в год фактическая потребность вырубки составляет 1200 км. /13/. Из чего можно сделать вывод что, учитывая ежегодный прирост деревьев для решения вопроса борьбы с древесно-кустарниковой растительностью необходимо:

- увеличение ежегодных объемов вырубки до 1000км в год;

- выполнение работ по вырубки силами подрядных организаций оснащённых специализированной техникой и приспособлениями для механизации работ по борьбе с древесно-кустарниковой растительностью.

- эффективным техническим мероприятием по снижению повреждаемости проводов ВЛ могло бы быть применение самонесущих изолированных проводов. Особенно на курортных участках, где местная администрация не позволяет выполнять вырубку и обрезку реликтовых лесонасаждений. Однако, реализация этого мероприятия сдерживается финансовыми затруднениями. Стоимость одного км линии с такими проводами составляет около 500 тыс. руб. и в два или в три раза выше, чем у линий со сталеалюминиевыми проводами.

Следующей проблемой является сильный износ кабельных линий, из которых половина эксплуатируется со сроком службы более нормативного – 30 лет. Так же с истекшим сроком эксплуатации эксплуатируется половина трансформаторных подстанций, особенно масляные выключатели, трансформаторы, разъединители большинство из которых выработали свой ресурс.

Основной причиной такого положения в энергетическом хозяйстве является хроническая недостаточность финансовых средств, что приводит к не выполнению необходимых объемов капитального ремонта. Учитывая степень износа основных фондов, хроническое недофинансирование хозяйства представляется весьма проблематичным, вопросы обеспечения безопасности движения поездов в хозяйстве не говоря уже о его развитии, обеспечении резервирования, росте энерговооруженности. Средняя степень износа основных фондов хозяйства электроснабжения превышает 50 % /13/.

Так, в энергетическом хозяйстве около 50 % высоковольтных ВЛ и более 50 % высоковольтных кабельных линий (КЛ) и трансформаторных подстанций со сроком службы более нормативного 30 лет. Даже при доведении объемов капитального ремонта ВЛ и КЛ 6 (10) кВ до 50 км в год потребуется 18 лет для выполнения требуемого объема работ. За этот период превысится нормативный срок службы еще 230 км ВЛ и 140 км КЛ. Для приведения оборудования подстанций в соответствие с требованиями Правил устройства электроустановок и Правил эксплуатации электроустановок потребителей необходимо ежегодно производить замену 100 масляных выключателей, выработавших свой ресурс и давно снятых с производства, на вакуумные выключатели /13/.

При этом заявки подразделений энергетики на оборудование выполняются системой материально-технического обеспечения крайне неудовлетворительно.

В условиях эксплуатации старого оборудования происходит обострение социальных проблем и отток молодёжи из хозяйства электроснабжения. Фактическая среднегодовая численность работников хозяйства, электромонтёров и электромехаников, занятых непосредственным обслуживанием электроустановок сокращается и значительно ниже расчетной.

Все железнодорожные узлы со сложными электросетями и ответственным оборудованием на СКЖД обслуживаются районами электроснабжения. Всего на дороге 26 районов электроснабжения. Средняя заработная плата электромонтёров не достигает показателей в других отраслях энергетики. При этом для обеспечения работы других подразделений дороги почти на четверть рабочего времени работники хозяйства электроснабжения отрываются от исполнения своих прямых обязанностей – технического обслуживания и текущего ремонта устройств /13/.

Для перехода на аутсорсинг хозяйства электроснабжения необходима модернизация и реконструкция электроустановок на базе современной техники. Например, оснащение ответвлений от линий высоковольтных отстреливающих предохранителей и установка на магистральных линиях вакуумных реклоузеров. Ныне каждое повреждение приводит к отключению части магистрального участка и соседних отпаек. Особенно это актуально для распределительных сетей сетевых компаний.

Для решения этой задачи используется алгоритм, нашедший широкое распространение в США, Южной Африке, Австралии. Алгоритм предполагает использование в качестве защитного аппарата на ответвлении от сети высоковольтных отстреливающих предохранителей. В основе алгоритма лежит идеология «спасения» предохранителя (от англ. fuse saving). При возникновении КЗ в линии в первом цикле АПВ реклоузер на магистрали производит быстрое отключение и тем самым не дает возможности перегореть плавкой вставке предохранителя на отпайке. На втором или третьем цикле автоматического повторного включения (АПВ), когда можно судить об устойчивости повреждения, реклоузер переходит на характеристику, согласованную с предохранителем на отпайке, давая возможность перегореть плавкой вставке. При этом задействуется возможность реклоузера работать с разными настройками токовых защит в циклах АПВ. Алгоритм позволяет обеспечить максимальную надежность фидера в целом.

Для обслуживания подобных высокотехнологичных устройств необходимо привлечение квалифицированного персонала, получающего адекватную оплату труда и не отвлекаемого на длительное время для выполнения неквалифицированных работ. Таки персоналом должны быть укомплектованы аутсорсинговые компании.

Следовательно, постепенный перевод электроснабжения нетяговых потребителей на аутсорсинг возможен и необходим для совершенствования электроустановок и культуры их обслуживания. Также для этого необходимо решение многих организационно-правовых вопросов, восстановление материально-технического обеспечения и вложение значительных средств в капитальный ремонт, и обновление устройств.

В связи с наметившейся реконструкцией системы электроснабжения нетяговых потребителей возможно принятие решения по передаче электроснабжения СЦБ на конкурсной основе одному из независимых предприятий работающих на аутсорсинговой основе.

В таком случае, при наложении штрафных санкций за перерывы электроснабжения, вызываемые техническими причинами, проблема обеспечения качества электроэнергии для потребителей СЦБ приобретёт выраженную юридическую составляющую и необходимость уточнения порядка расследования повреждений. В связи с возрастанием финансовой ответственности за отклонения качества электроэнергии и надёжности электроснабжения возникнет необходимость подробно и детально перечислить ответственность поставщика и потребителя электроэнергии при:

- перерывах в электроснабжении на время до и более 1,3 с, нормированных ПТЭ железных дорог;

- кратковременных возмущениях в электрической сети;

- порче оборудования СЦБ при атмосферных и коммутационных перенапряжениях.

С этой целью необходима установка сложных регистрирующих и записывающих устройств, как у поставщика электроэнергии, так и у потребителя.

Также сложность вызывает то, что основная часть устройств электроснабжения нетяговых потребителей имеет непосредственную привязку к объектам железной дороги (линии, проложенные по опорам контактной сети, общие трансформаторные подстанции и т. п.), что требует высокой квалификации обслуживающего персонала и знание особенностей эксплуатации объектов железных дорог. Также обслуживание этих объектов требует тесного взаимодействия с диспетчерскими аппаратами железных дорог, что так же требует определённых знаний правил, регламентов и инструкций.

Следовательно, для поэтапного перехода на аутсорсинг хозяйства нетягового электроснабжения необходимо:

- наличие фирм – аутсорсеров, занимающихся оказанием подобных услуг (или их создание)

- приведение электроустановок к требованиям технических нормативов;

- значительное увеличение капитальных вложений в основные фонды необходимых для восстановления и приведения в соответствующее состояние объектов электроснабжения;

- решение нормативных и правовых проблем между смежными подразделениями

4 Безопасность и экологичность решений проекта

4.1 Охрана труда

4.1.1 Общая характеристика и анализ потенциальных опасностей при работах по реконструкции системы электроснабжения локомотивного депо

При производстве работ по реконструкции системы электроснабжения человек может оказаться в сфере действия электромагнитного поля или непосредственном соприкосновении с находящимися под напряжением проводниками электрического тока. Опасность поражения электрическим током усугубляется тем, что, во-первых, ток не имеет внешних признаков и, как правило, человек без специальных приборов не может заблаговременно обнаружить грозящую ему опасность; во-вторых, воздействие тока на человека в большинстве случаев приводит к серьезным нарушениям наиболее важных жизнедеятельных систем, таких как центральная нервная, сердечно-сосудистая и дыхательная, что увеличивает тяжесть поражения; в-третьих, переменный ток способен вызывать интенсивные судороги мышц, приводящие к неотпускающему эффекту, при котором человек самостоятельно не может освободиться от воздействия тока; в-четвертых, воздействие тока вызывает у человека резкую реакцию отдергивания, а в ряде случаев и потерю сознания, что при работе на высоте может привести к травмированию в результате падения.

Также при производстве работ существует опасность падения обслуживающего персонала с высоты. Для исключения подобных случаев применяют лестницы, закрепляемые за опоры, предохранительные пояса и защитные каски. При подключении линии вблизи железной дороги не исключена возможность нахождения членов бригады на пути, что небезопасно, т.к. при отвлеченном внимании слежения за движением поездов возможен наезд подвижного состава на человека. Так как линии питающие депо имеют высокое напряжение, то при пробое изоляторов возникает опасность попадания высокого напряжения на опору или конструкцию, при прикосновении к которой возможно поражение электрическим током человека.

Для исключения подобных случаев выполняют работы по заземлению конструкций, закрепленных непосредственно на железобетонной опоре, устройством контуров заземлений.

Эти линии опасны поражением электрическим током при прямом касании человека проводов линии; для исключения подобных случаев работы на линии производятся только при снятом напряжении с линии и её заземлении.

Система электроснабжения депо является источником электромагнитного поля, которое воздействует на объекты природы. Электромагнитное поле оказывает негативное влияние на работников и население, проживающего вблизи (на центральную нервную, сердечно – сосудистую, гормональную и репродуктивную системы).

Работы по реконструкции системы электроснабжения, когда они проводятся вне помещения запрещаются при неблагоприятных погодных условиях: гроза, дождь, снег, ветер (при скорости свыше 12 м/с), а также в ночное время при неудовлетворительном освещении рабочего места.

4.1.2 Организационные и технические мероприятия по обеспечению безопасности работ

Ответственными за безопасность при выполнении работ являются:

- лицо, выдающее наряд или отдающее распоряжение на производство работ;

- ответственный руководитель работ;

- лицо, отдающее приказ на производство работ (дежурный энергодиспетчер)

- производитель (руководитель) работ;

- наблюдающий;

- члены бригад.

Лицо, выдающее наряд или распоряжение, отвечает за необходимость выполнения работ, правильность предусмотренных мер, обеспечивающих безопасность выполнения работ (состав бригады, квалификацию производителя работ и членов бригады, границу зоны работы и ее категорию, достаточность переключений коммутационных аппаратов, количество и место установки заземляющих штанг и других средств защиты).

Ответственный руководитель работ (при работах по наряду) отвечает за организацию работ в целом, координирует работу различных бригад, устанавливает порядок применения машин и механизмов, наряду с производителем работ отвечает за правильную подготовку места работы и соблюдение работающими требования правил безопасности. Ответственному руководителю работ запрещается непосредственное участие в работе по наряду.

Энергодиспетчер должен убедиться, что лицу, назначенному производителем работ, предоставлено это право, а группа его и исполнителей соответствует категории выполняемых работ.

Список лиц, которые могут выписывать наряд, отдавать распоряжения, назначаться производителями работ и наблюдающими, должен находиться у энергодиспетчера.

Организационные и технические мероприятия, обеспечивающие безопасность работающих лиц, зависят от категории работ.

В отношении мер безопасности установлены следующие категории работ:

- со снятием напряжения и заземлением;

- вдали от частей, находящихся под напряжением.

При выполнении работ со снятием напряжения и заземлением в зоне (месте) ее выполнения должно быть снято напряжение и заземлены те провода и устройства, на которых будет выполняться эта работа.

При выполнении работ вдали от частей, находящихся под напряжением, работающему в зоне (месте) работы нет необходимости и запрещено приближаться к электроопасным элементам на расстояние менее 2 м.

Организационными мероприятиями по обеспечению безопасности работающих являются:

- выдача наряда или распоряжения производителю работ;

- инструктаж выдающим наряд производителю работ;

- выдача разрешения на подготовку места работы;

- инструктаж производителем работ членов бригады и допуск к работе;

- надзор во время работы;

- оформление перерывов в работе, переходов на другое рабочее место, продления наряда и окончания работы.

Техническими мероприятиями, обеспечивающими безопасность работающих со снятием напряжения и заземлением, являются:

- снятие рабочего напряжения, вывешивание запрещающих плакатов и принятие мер против ошибочной подачи его на место работы;

- проверка отсутствия напряжения;

- наложение заземлений;

- освещение места работы в темное время суток.

4.1.3 Технологическая карта по обеспечению безопасного производства работ при комплексной проверке состояния, ремонту и испытанию комплектной трансформаторной подстанции (КТП) 6 кВ

1 Назначение

Технологической картой предусмотрено выполнение организационно – технических мероприятий, которые обеспечивают безопасность оперативно – ремонтного персонала при подготовке рабочего места на КТП 6 кВ.

2 Категория производимых работ

Со снятием напряжения с КТП; с подъёмом на высоту.

3 Условие выполнения

По наряду и приказу энергодиспетчера

4 Состав бригады

4.1 Производитель работ – лицо электротехнического персонала, с группой не ниже V.

4.2 Члены бригады – лица электротехнического персонала с группой IV – два человека.

5 Перечень механизмов, приборов, монтажных приспособлений, инструмента, защитных средств и сигнальных принадлежностей

Лестница приставная, 3м, шт..………………………..……………………..1

Термометр с длинным капилляром с пределом измерений до 150 С,шт…1

Мегомметр на 2500В, шт…………………………………………………….1

Мегомметр на 1000 В, шт……………………………………………………1

Вольтметр со шкалой 250 В, шт……………………………………………..1

Шаблон для проверки трубчатого разрядника, компл……………………..1

Щуп толщиной 0,05 мм, шт…………………………………………………..1

Провода для подключения, изолированные сечением 1,5-2,5 мм2, м……10

Линейка, компл………………………………………………………………..1

Шаблон, компл………………………………………………………………..1

Напильник, шт……………………………………………………………...…1

Наждачное полотно, лист…………………………………………………….1

Отвёртка, компл……………………………………………………………….1

Плоскогубцы изолированные, шт……………………………………………1

Ключи гаечные, компл………………………………………………………..1

Заземление переносное, компл……………..по числу, указанному в наряде

Закоротка трёхфазная, компл………………………………………………..1

Перчатки диэлектрические, пар……………………………………………..1

Жилет сигнальный, шт……………………………………………………….3

Каска защитная, шт…………………………………………………………..3

Сигнальные принадлежности, компл……………………………………….1

Аптечка, компл……………………………………………………………….1

6 Организационно – технические мероприятия.

6.1 Накануне работ передать энергодиспетчеру заявку на выполнение работ с указанием времени, места и характера работ.

6.2 Получить наряд на производство работ, после чего лицо, выдавшее наряд проводит целевой инструктаж производителю работ, зафиксировав его в журнале целевых инструктажей подписями обоих лиц, а также в наряде. от лица, выдавшего его.

6.3 Производитель работ получает наряд и проверяет его соответствие технологической карте составляет перечень необходимых переключений.

6.4 Получить приказ энергодиспетчера на отключение и выполнение работ на КТП.

6.5 По прибытии на место работы производитель работ проводит текущий инструктаж по технике безопасности членам бригады с росписью в наряде.

6.6 Подготовку рабочего места производят необходимыми отключениями в два лица, из которых контролирующим является производитель работ. Подготовка рабочего места на КТП заключаются в следующем:

Отключить рубильники со стороны низкого напряжения;

вывесить плакаты "НЕ ВКЛЮЧАТЬ РАБОТАЮТ ЛЮДИ", на приводах;

отключить высоковольтный разъединитель;

вывесить плакат "НЕ ВКЛЮЧАТЬ РАБОТАЮТ ЛЮДИ", на приводе;

Примечание: При наличии блокировки, исключающей вход за ограждение КТП, необходимо в первую очередь отключить высоковольтный разъединитель.

6.7 Подготовить и присоединить к контуру заземления переносные заземления;

6.8 Проверить отсутствие напряжения;

6.9 Установить заземление со стороны высокого напряжения, изъять низковольтные предохранители или установить закоротку со стороны низкого напряжения;

6.10 Вывесить плакаты ЗАЗЕМЛЕНО на приводы разъединителя и рубильников.

6.11 Поставить лестницу к КТП.

6.12 В месте подъёма на лестницу повесить плакат РАБОТАТЬ ЗДЕСЬ, на лестнице – ВЛЕЗАТЬ ЗДЕСЬ, на конструкциях соседнего оборудования, остающегося под напряжением, повесить плакат НЕ ВЛЕЗАЙ УБЪЁТ.

6.13 Растянуть верёвочное ограждение вокруг КТП и повесить на него плакаты СТОЙ, НАПРЯЖЕНИЕ, надписями внутрь ограждения. Эти плакаты установить там, де возможен подход к частям, остающимся под напряжением.

6.14 Допускающий оформляет наряд на рабочем месте, производит допуск бригады к работе и сдаёт подготовленное рабочее место производителю работ, оформляя соответствующую графу наряда – ЕЖЕДНЕВНЫЙ ДОПУСК К РАБОТЕ И ВРЕМЯ ЕЁ ОКОНЧАНИЯ.

6.15 Производитель работ даёт инструктаж членам бригады непосредственно на рабочем месте что фиксируется росписями в наряде.

6.16 При перерыве в работе бригада удаляется из РУ. Производитель работ оставляет наряд в папке действующих нарядов. Во время перерыва допускающему запрещено что-либо менять на рабочем месте. По окончании перерыва ни один из членов бригады не имеет права войти в РУ или ОРУ в отсутствии производителя работ. Бригада после перерыва приступает к работе после осмотра рабочего места допускающим и производителем работ и оформления повторного допуска в наряде;

Окончание работ, сдача-приемка рабочего места, закрытие наряда, ввод КТП в работу.

6.17 После полного окончания работы рабочее место приводится в порядок, бригада выводится из РУ, производитель работ расписывается в обоих экземплярах наряда об окончании работ. Допускающий совместно с производителем работ:

- вставляют низковольтные предохранители (или снимают закоротку со стороны низкого напряжения), снимают переносные заземления со стороны высокого напряжения;

- удаляют временные ограждения и плакаты "РАБОТАТЬ ЗДЕСЬ", "ЗАЗЕМЛЕНО", "СТОЙ;

- вводят КТП в работу, включив высоковольтный разъединитель и рубильники со стороны низкого напряжения. Проверяют вольтметром наличие напряжения на фидерах низковольтного шкафа и измеряют его величину.

6.18 Допускающий даёт уведомление энергодиспетчеру о полном окончании работ, выводе бригады, снятии заземлений, закрытии наряда и вводе КТП в работу.

Заключение

В заключении следует подвести итог работы над проектом. Формулируются основные результаты (как положительные так и отрицательные), приводятся выводы по всем разделам проекта (работы). Они должны содержать данные о суммарной эффективности предложенных в проекте мероприятий, охарактеризовать другие их преимущества (обеспечение условий труда, повышение надежности, безопасности работы и т.д.). Заключение в дипломном проекте занимает две-три страницы.

Список использованных источников

1 Поплавский А. Н., Краснов Б. Д., Недачин В. В. Стационарная электроэнергетика железнодорожного узла. – М.: Транспорт, 1986. 279 с;

2 Федоров А.А., Каменева В.В. Основы электроснабжения промышленных предприятий: Учебник для вузов. М.: Энергоатомиздат, 1984 г. 472 с;

3 Справочник по проектированию электроснабжения промышленных предприятий / Под ред. Ю. Г .Барыбина, Л. Е. Федорова, М. Г. Зименкова и др. М.: Энергоатомиздат, 1990. 576 с;

4 Правила устройства электроустановок. 6 – е издание. М.:Главгосэнергонадзор Росси, 1998 г, 607 с.

5 Потребление и экономия электроэнергии в стационарной энергетике железнодорожного транспорта. Под общ. ред. А. Н. Поплавского. М., «Транспорт», 1976, 216 с;

6 Блочная комплектная трансформаторная подстанция в бетонной оболочке (БКТПБ). Техническая информация ОАО "Элтехника". 2005 г;

7 Электроснабжение нетяговых железнодорожных потребителей: Учебное пособие/ С. Н. Ожиганов, Н. В. Ожиганов; Ростов н/Д, 2006;

8 Инструкция по техническому обслуживанию и ремонту оборудования тяговых подстанций, пунктов питания и секционирования железных дорог (ЦЭ-39)/ЦЭ МПС. – М.: Издательский дом "ЮДЖИ", 1993;

9 Концепция модернизации устройств электроснабжения / Департамент электрификации и электроснабжения МПС РФ. – М., 1999.

10 Справочник по электроснабжению железных дорог. Т1/ Под ред. К. Г. Марквардта. М.: Транспорт, 1980. – 256 с

11 Интернет ссылка - http://zeldortrans-jornal.ru/publik/exibition/2006/febral-06-02_3-pri.htm.

12 Шугаев А. Внештатная позиция, газета «Гудок», 19.10.2006 г.

13 Домбаев Ю.М. Доклад на технико-экономическом совете дороги. Ростов-на-Дону, 2005 г.

14 Энергетическая стратегия ОАО «РЖД» на период до 2010 года и на перспективу до 2020 года. М. – 2004 г. 77 с., приложения 100 с.

15 Сборник технических указаний, информационных материалов и руководящих документов по хозяйству электроснабжения железных дорог, разработанных в 2004 году / ОАО "РЖД" ; Департамент электрификации и электроснабжения. - М. : Трансиздат, 2005. - 183 с. : ил., табл., прил.

16 Экономика железнодорожного транспорта. Под общ.ред. В.А. Дмитриева. – М.: Транспорт. 1997;

17 Экономика предприятий по ремонту электроподвижного состава и устройств электроснабжения/Под ред. В.А. Дмитриева. М.: Транспорт, 1983.;

18 Прайс – листы фирм, производящих электротехническую продукцию

19 Технологические карты на техническое обслуживание, текущий и капитальный ремонт линейных устройств нетягового электроснабжения. (ЦЭ№187-5/1-3) Транспорт 2000г.

20 Инструкция по технике безопасности при эксплуатации тяговых подстанций, пунктов электропитания и секционирования электрифицированных железных дорог (ЦЭ-402)/Департамент электрификации и электроснабжения МПС РФ. – М.: МПС, 1997;

21 Межотраслевые правила по охране труда (правила безопасности) при эксплуатации электроустановок. – М.: Издательство НЦ ЭНАС, 2001;

22 Сборник материалов по охране труда в хозяйстве электроснабжения железных дорог РФ/Департамент электрификации и электроснабжения МПС РФ. М.: ТРАНСИЗДАТ, 1998;

23 Технологические карты на работы по содержанию и ремонту устройств контактной сети электрифицированных железных дорог. Книга 3. Техническое обслуживание, текущий и капитальный ремонт линейных устройств нетягового энергоснабжения на опорах контактной сети и самостоятельных опорах на обходах. М.: Трансиздат, 2000;

24 Долин П.А. Основы техники безопасности в электроустановках: Учебное пособие для вузов. – 2-еизд., перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1984;

25 Горожанкина Е.Н. Меры безопасности при выполнении работ персоналом хозяйства электроснабжения: Учебное иллюстрированное пособие для вузов, техникумов и колледжей железнодорожного транспорта и образовательных учреждений, осуществляющих начальную профессиональную подготовку. – М.: УМК МПС России,2002;

26 Гарин В.М., Кленова И.А., Колесников В.И. Промышленная экология: Учебник/Под ред. В.М. Гарина. – Ростов н/Д, 2003.

Страницы: 1, 2, 3