Электроснабжение железнодорожного предприятия (автоматизация учёта электроэнергии)
1 Реконструкция электроснабжение железнодорожного
1.1 Расчёт электрических нагрузок предприятия
Общая характеристика локомотивного депо
Расчёт осветительной нагрузки
Расчёт электрических нагрузок локомотивного депо
Рассчитанные средние нагрузки заносятся в графы 6 и 7 таблицы 1.2.
Расчёт однофазных нагрузок
1.2 Расчёт сети электроснабжения локомотивного депо
1.3 Расчёт токов аварийных режимов
Заключение
Список использованных источников
Важнейшей задачей всех служб железнодорожного транспорта являются:
- повышение уровня электрификации, механизации и автоматизации технологических процессов;
- существенный подъём производительности и энерговооружённости труда;
- обеспечение более экономичного использования электрической энергии путём внедрения новой техники и усовершенствования оборудования;
- усовершенствование и автоматизация учёта и контроля за использованием энергоресурсов [1].
Несмотря на некоторые особенности, электроснабжение нетяговых потребителей железнодорожного транспорта осуществляется по тем же принципам, что и промышленное электроснабжение. При реконструкции, модернизации или новом строительстве основной проблемой промышленного электроснабжения является рациональный выбор:
- источника питания;
- места размещения понизительных подстанций и силовых пунктов;
- числа и мощности трансформаторов;
- сечения проводов и жил кабелей;
- устройств защиты от аварийных режимов.
В общем балансе электроэнергии, потребляемой предприятиями железнодорожного транспорта нетяговые потребители занимают около 30 %. Наиболее крупные нетяговые потребители железнодорожного транспорта сосредоточены на сортировочных и участковых станциях и на железнодорожных узлах. Электроснабжение этих потребителей выполняется, как правило, с использованием схем, принятых для электроснабжения промышленных предприятий. За последнее десятилетие созданы новые конструкции и виды электротехнического оборудования силовых и измерительных трансформаторов, реакторов, ячеек типа КСО, коммутационных аппаратов, устройств защиты от перенапряжений.
Правильное проектирование системы электроснабжения депо, рациональное размещение подстанций в центре электрических нагрузок и равномерное распределение электрических нагрузок, уменьшит потери электроэнергии, повысит уровень надежности электроснабжения, приведет к уменьшению приведенных затрат и снижению удельных норм расхода электроэнергии [1].
Общая цель обновления устройств электроснабжения нетяговых потребителей заключается в сочетании качественного повышения технико-эксплуатационных, энергетических, экономических показателей работы системы электроснабжения с минимизацией затрат на проведение модернизации при учете реальных или планируемых объемов грузопотока.
В связи со значительным моральным и физическим износом основного производственного оборудования и питающих его электрических сетей и систем на ряде предприятий проводится комплексная реконструкция всего производственного процесса. При этом появляется возможность по-новому пересмотреть систему электроснабжения, заново оптимизировать конфигурацию питающей и распределительной сети и применить современные образцы электротехнического оборудования.
Наряду с этим при переходе на рыночные отношения в электроэнергетике возникла необходимость внедрения новых счётчиков электроэнергии и создания каналов связи для её автоматизированного учёта.
Целью дипломного проекта является проведение расчётов рабочего режима, а также расчётов аварийных режимов для выбора силового электрооборудования и уставок токовых защит при реконструкции электроснабжения локомотивного депо ВлОтрожкаВ» по ремонту и техническому обслуживанию локомотивов и электропоездов расположенного на Лискинском отделении Юго-Восточной железной дороги.
Целью специального вопроса является совершенствование и автоматизация учёта электроэнергии.
Целью экономического раздела является расчёт реконструкции электроснабжения локомотивного депо.
Целью раздела охрана труда и экология является разработка технологической карты по безопасному выполнению работ при замене КТП 6 кВ, а также расчёт выбросов от осуществляемых в депо технологических процессов.
В связи с большим объемом выполняемых расчетов задание на проектирование разделено на две технологические части, поэтому расчет нагрузок в данном дипломном проекте выполнен совместно со студентом Свиридовым Павлом Михайловичем. Расчет нагрузок, в части, соответствующей заданию на проектирование, выполнен самостоятельно, а для выбора подстанции, источников питания и схемы распределительной сети учтено все электрооборудование, установленное в депо (вся нагрузка депо).
предприятия
Локомотивное депо ВлОтрожкаВ» Лискинского отделения Юго тАУ Восточной железной дороги занимается техническим обслуживанием и ремонтом дизель-поездов и электропоездов и по надежности электроснабжения относится к потребителям третьей категории. Приведём общую характеристику локомотивного депо.
Год пуска в эксплуатацию тАУ 1870 г., разрядность депо тАУ внеклассное.
Площадь территории тАУ 58600 м2, в том числе застроенная тАУ 41170 м2.
Общая полезная длина путей тАУ 4260 м, из них 2924 мтАУ на открытой территории и 1336 мтАУ в зданиях депо.
Электрифицировано тАУ 1274 м путей.
Общая полезная площадь цехов тАУ 16142,6 м2, в том числе:
- стойловой части тАУ 6728,4 м2
- мастерских и подсобных цехов тАУ 5549,4 м2
- служебнотАУбытовых помещений тАУ 3864,8 м2
В депо имеется:
- цех для капитального ремонта КР тАУ 1 и текущего ремонта ТР тАУ 3 электропоездов с прилегающими вспомогательными цехами и отделениями;
- цех текущего ремонта ТР-2, ТР-1 и ТО-3 дизель - поездов;
- пункт технического обслуживания электропоездов открытого типа без смотровой канавы на одно стойло (пять секций);
- пункт технического обслуживания дизель тАУ поездов открытого типа, совмещённый с экипировкой на одно стойло (четыре секции);
- пункт обмывки электропоездов и дизель тАУ поездов открытого типа.
Имеются также экипировочные и другие устройства, в том числе:
- база запаса топлива;
- склад сырого песка на 1000 м3 с пескосушилкой;
- пункт экипировки тепловозов типа ЧМЭ-3 и путевой техники.
Электропоезда работают на полигонах Мичуринск тАУ Воронеж тАУ Россошь протяжённостью 440 км, Валуйки тАУ Воронеж протяжённостью 260 км, Воронеж тАУ Поворино протяжённостью 320 км.
В депо решаются вопросы реконструкции и расширения производства, внедрения новых технологических процессов. Своими силами в депо построены цеха: нестандартного оборудования, станция испытания дизелей, кузовной цех, помещение машиной химчистки ВлОрбитаВ».
Внедрение системы диагностики подшипников качения, зубчатых передач, тяговых двигателей моторных вагонов электропоездов с применением вибродиагностического комплекса ВлВектор тАУ 2000В» позволяет своевременно оценивать техническое состояние этих узлов и снизить количество случаев неисправности мотор-вагонного подвижного состава (МВПС) в эксплуатации.
Восстанавливаются изношенные и изготавливаются новые узлы и детали МВПС. Всего восстанавливается 21 наименований узлов и деталей, изготавливается 65 наименований изделий из капрона и резины, ежемесячно восстанавливается от 150 до 200 банок аккумуляторных батарей ПК тАУ 55.
Режим работы основных цехов депо тАУ односменный. Для отдельных участков, занятых подготовкой локомотивов в рейс применяется трёхсменный график работы.
План депо с расположением технологического оборудования представлен в исходных данных. Основное производственное здание депо состоит из 15 отделений и участков, расположенных в общем корпусе в отдельных помещениях. Возле склада агрегатов имеется открытая площадка для хранения громоздких деталей и тележек подвижного состава оборудованная рельсовыми путями. Административные и бытовые помещения расположены в отдельном здании на втором этаже над пантографным отделением.
Электропитание цехов и отдельных электроустановок осуществляется низковольтными кабельными линиями с напряжением 380/220 В. В основном срок эксплуатации кабельных линий (КЛ) депо составляет более 15тАж20 лет, в результате чего наблюдается их частый выход из работы. Система электроснабжения локомотивного депо сложилась за предыдущие годы, постоянно изменяясь для выполнения новых производственных задач и в результате устранения последствий обрывов и аварий.
Изношенность всей сети электроснабжения и оборудования депо привела к постепенной замене ранее проложенных кабелей подземной или внутренней прокладки в наружном исполнении и изменениям схемы, которые зачастую не отражались в технической документации. Это может создать множество трудностей при организации работ и обеспечении безопасности выполнения работ.
В общем балансе потреблённой энергии значительную часть составляет электрическое освещение. Для экономии топливно-энергетических ресурсов необходимо добиваться увеличения естественного освещения помещений предприятия и применять новые типы светотехнических установок и светильников.
В большинстве помещений депо применяется общее электрическое освещение от сети с фазным напряжением 220 В. Освещение смотровых канав в ряде цехов по обслуживанию и ремонту подвижного состава осуществляется с применением напряжения 12 В. От освещённости производственного помещения и конкретного рабочего места зависит безопасность производительность труда на предприятии. Осветительные нагрузки для отдельных цехов и участков могут составлять значительную часть в электропотреблении [1]. Для освещения производственных помещений железнодорожного транспорта применяются следующие виды освещения:
- общее, при котором светильники размещают в верхней зоне помещения равномерно (общее равномерное освещение) или применительно к располагаемому оборудованию (общее локализованное освещение);
- местное, дополняемое к общему, создаваемое светильниками концентрирующими световой поток непосредственно на рабочем месте;
- комбинированное;
- дежурное в нерабочее время;
- эвакуационное;
- аварийное, для продолжения работы при аварийном отключении рабочего освещения.
От выбора светильников зависит расход электроэнергии на осветительные цели. Выбор типа освещения определяется конкретными условиями цеха и участка [2]. Общее освещение производственных помещений железнодорожного транспорта следует осуществлять светильниками с газоразрядными источниками света (лампы ДРЛ, ДРИ, ДНаТ) применять и люминесцентные лампы. При повышенных требованиях к цветопередаче следует применять люминесцентные лампы типов ЛДЦ, ЛХБ, ЛХЕ и ЛЕ. Лампы типа ДНаТ необходимо применять для освещения зрительных работ средней и малой точности [2]. Из-за высокой пульсации светового потока их можно применять только при наличии равномерного распределения по всем трём фазам питающей сети.
Лампы накаливания следует использовать:
- для местного освещения;
- для освещения помещений с временным пребыванием людей;
- во взрыво тАУ и пожароопасных помещениях и в помещениях с тяжёлыми условиями среды;
- для аварийного и эвакуационного освещения [2].
Общее освещение помещений проектируется, как правило, равномерным.
Существует несколько методов расчета освещения:
- метод прямых нормативов. Применяется для освещения помещений площадью до 10 м2, таких как лестницы, коридоры, проходы;
- метод удельной установленной мощности;
- метод коэффициента использования;
- точечный метод.
На всех стадиях проектирования для общего равномерного освещения допускается взамен полного светотехнического расчёта определять мощность и число ламп по таблицам удельной мощности и по коэффициенту спроса. По упрощённой форме этого метода применяются таблицы удельной мощности [2].
Для предприятий железнодорожного транспорта удельная мощность нагрузки освещения pУД принимается равной:
- цеха подъёмочного ремонта, pУД.= 0,017 кВт/ м2;
- служебно-бытовые помещения, pУД.= 0,016 кВт/ м2;
- механическая мастерская, pУД.= 0,013 кВт/ м2;
- склад местных грузов, pУД.= 0,006 кВт/ м2;
- грузовые дворы, pУД.= 0,0005 кВт/ м2;
- улицы, проезды, открытые проходы, pУД.= 0,006 кВт/ пог. м.
Расчет освещения в цехах и отделениях депо выполним методом удельной установленной мощности. Установленная мощность зависит от нормы освещенности, типа светильника, высоты подвеса светильника и площади помещения. В качестве источника света принимается лампа с напряжением 220 В. В качестве источника света в основных производственных цехах депо выбираем светильники с металлогалогенными лампами. По нормируемой общей освещенности для производственных цехов принимаем нормативную освещенность 100 лк [2]. Точность работ в цехах средняя, контраст средний, фон темный. Площадь помещения, F ПОМ, м2, определяется по формуле (1.1)
FПОМ = А В· В,ВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВа (1.1)
где А и В тАУ длина и ширина помещения, м. Например, площадь электромашинного отделения определится
FПОМ = 22,0 В· 20,0 = 440,0 м2.
По справочнику [2] определяем удельную установленную мощность осветительных приборов pУД, Вт/м2, в зависимости от площади помещения и высоты подвеса. Коэффициент спроса для освещения kС можно принять равным:
- 1,0, для небольших производственных зданий;
- 0.95, для производственных зданий из крупных пролётов;
- 0.85, для производственных зданий из отдельных помещений;
- 0.8, для административно-бытовых корпусов;
- 0.6, для складских помещений.
Определяем мощность, необходимую для освещения цеха, Росв, кВт
Росв = kС В· pУД В· FПОМ,ВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВаВа (1.2)
Для электромашинного отделения:
Росв = 0,95 В· 0,013 В· 480 = 5,9 кВт.
Мощность установленных светильников можно определить по формуле (1.2) при kС = 1,0, тогда
Рсв = 0,013 В· 440 = 5.7 кВт.
Локализованное размещение светильников общего освещения необходимо предусматривать в помещениях со стационарным громоздким оборудованием, с неравномерным размещением и малой плотностью оборудования и при наличии зрительных работ разной точности. Для местного освещения должны применяться светильники с непросвечивающими отражателями.
Световыми указателями должны быть оборудованы входы и выходы из цехов, места расположения медпунктов и средств пожаротушения, пути эвакуации людей. Мостовые краны следует оборудовать подкрановым освещением с освещённостью не менее 50 лк [2].
Типы светильников следует выбирать с учётом условий окружающей среды, светотехнических требований, строительных требований и технико-экономических показателей. Освещение административных, бытовых и большинства производственных помещений выполнено люминесцентными лампами. Внутреннее освещение цехов и пролетов секционировано.
Для наружного освещения применяются прожекторные светильники с газоразрядными лампами расположенные по периметру фасада здания и на железобетонных выносных опорах.
Определим мощность, необходимую на прожекторное освещение. Площадь открытой площадки составляет FПл = 750,0 м2, следовательно
P О. Пл = 0,4 кВт.
Длина освещаемого фасада здания депо составляет 400 м, следовательно
P О. Ф = 2,4 кВт.
Определим мощность, необходимую на освещение других цехов и административных помещений. Данные результаты расчёта мощности на освещение предприятия приведены в таблице 1.1 и на рисунке 1.1.
В таблице 1.1 и на рисунке 1.1 приняты следующие обозначения типов ламп: Л - люминесцентные, ЛН тАУ лампы накаливания, DNT тАУ натриевые, металлогалогенные и ртутные лампы.
Для освещения смотровых канав в цехе текущего ремонта применяются лампы накаливания напряжением 12 В, питаемые от понижающих трансформаторов.
Таблица 1.1 тАУ Освещение помещений и территории депо
Наименование цехов и отделов | Площадь помещения, м2 | Удельня мощность pУД, Вт/м2 | Коэффициент спроса kС | Мощность светильников P СВ, кВт. | Расчётная мощность на освещение P О О, кВт. | Тип ламп |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| Механическое отделение | 270 | 0,013 | 0,85 | 3,4 | 3,2 | DNT |
| Кузнечное отделение | 200 | 0,013 | 0,85 | 2,6 | 2,1 | DNT |
| Прачечная | 170 | 0,013 | 0,85 | 2,2 | 1,9 | Л |
| Моечное отделение | 260 | 0,013 | 0,85 | 3,4 | 3,2 | ЛН |
| Роликовое отделение | 200 | 0,013 | 0,85 | 2,6 | 2,1 | DNT |
| Колёсно-токарное отделение | 430 | 0,013 | 0,95 | 5,6 | 5,3 | DNT |
| Склад агрегатов | 400 | 0,006 | 0,60 | 2,4 | 1,4 | Л.ЛН |
| Пантографное отделение | 420 | 0,013 | 0,85 | 5,4 | 4,6 | DNT |
| Цех подъёмного ремонта | 1650 | 0,013 | 0,95 | 21,4 | 20,3 | DNT |
| Испытательная станция | 260 | 0,013 | 0,85 | 3,3 | 2,8 | DNT |
| Электромашинное отделение | 440 | 0,013 | 0,95 | 5,7 | 5,4 | DNT |
| Пропиточное отделение | 260 | 0,013 | 0,85 | 3,4 | 3,2 | ЛН |
| Кузовное отделение | 260 | 0,013 | 0,85 | 3,4 | 3,2 | DNT |
| Столярное отделение | 130 | 0,013 | 0,85 | 1,7 | 1,5 | DNT |
| Малярное отделение | 260 | 0,013 | 0,85 | 3,4 | 3,2 | Л.ЛН |
| Отделение очистки масла | 130 | 0,013 | 0,85 | 1,7 | 1,5 | ЛН |
| Керновый участок | 130 | 0,013 | 0,85 | 1,7 | 1,5 | DNT |
| Администрация | 420 | 0,016 | 0,80 | 6,6 | 5,3 | Л. ЛН |
| Бытовки | 420 | 0,016 | 0,80 | 6,6 | 5,3 | Л. ЛН |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| Прожекторное освещение | - | - | - | 2,8 | 2,8 | DNT |
Вместе с этим смотрят:
Автоматизированная система оперативного управления перевозками
Автоматика и автоматизация на железнодорожном транспорте
Автомобильные дизельные топлива
Автомобильные эксплуатационные материалы
Автомобильный кран