Файл: Введение в настоящее время системы электроснабжения являются важным элементом развития электроэнергетики.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 06.11.2023
Просмотров: 81
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Введение
В настоящее время системы электроснабжения являются важным элементом развития электроэнергетики. Их надежность и качество работы имеют принципиальное значение не только для экономического благополучия страны, но и для безопасности ее граждан. Неисправности в электроснабжении могут привести к различным аварийным случаям, включая губительные последствия для людей и окружающей среды. В этой связи особое внимание следует уделить электроснабжению железных дорог.
В Липецкой области находится дистанция электроснабжения филиала ОАО "РЖД", расположенная в городе Елец. Эта дистанция занимается обслуживанием технических и хозяйственных частей тяговых подстанций и контактной сети. Ее работа направлена на обеспечение электроэнергией транспортного оборудования. Важнейшим объектом, обеспечивающим бесперебойную работу железнодорожных перевозок в данной зоне, является тяговая подстанция "Хитрово". В ее состав входят мощные установки, выполняющие функцию преобразования и распределения электроэнергии, а также понижения напряжения для дальнейшей передачи в сеть.
Миссией этого подразделения является обеспечение надежной и эффективной работы железнодорожной инфраструктуры. Именно благодаря работе тяговой подстанции "Хитрово" поезда в этом регионе не задерживаются и своевременно доставляют пассажиров и грузы.
Все технологические процессы на данной подстанции подчинены строгим стандартам качества и безопасности, что обеспечивает не только бесперебойную поставку электроэнергии, но и защиту персонала и оборудования. Таким образом, тяговая подстанция "Хитрово" является важнейшим звеном в железнодорожной инфраструктуре региона, обеспечивающим плавную и безупречную работу всей системы перевозок.
В целом, бесперебойность работы системы электроснабжения является одним из главных приоритетов для обеспечения безопасности и эффективности железнодорожного транспорта. Развитие и совершенствование данной системы должно быть нацелено на повышение ее надежности и улучшение качества работы, что в конечном итоге будет способствовать благополучию страны и сохранению жизней людей.
Для выполнения выпускной квалификационной работы был выбран интересный объект – подстанция "Хитрово". Работа включала в себя проверочный расчет и анализ системы электроснабжения. Хотелось бы отметить, что в процессе исследования было необходимо определить расчетные нагрузки ЭЧЭ-36 Хитрово.
Кроме этого, проведен расчет и выбор основного оборудования, а также произведен расчет токов короткого замыкания. Важно было также произвести анализ надежности системы электрического снабжения. Было проведено исследование устройства освещения, релейной защиты, молниезащиты и заземления.
Для выполнения расчетов мы использовали данные, полученные на тяговой подстанции. Следует отметить, что это позволило нам получить более точные результаты при определении мощности и надежности системы.
1 Характеристика и определение особенностей тяговой подстанции
1.1 Структурная схема объекта электроснабжения
Для обеспечения транспортной доступности городов и регионов России необходима сложная электросетевая инфраструктура, в которую входит распределительная тяговая подстанция Хитрово. Эта подстанция выполняет важную роль "перекрестка" для электроэнергии. Распределяя энергию, находящуюся под напряжением 110 кВ, на контактную сеть и нетяговых потребителей, Хитрово ЭЧЭ-36 обеспечивает бесперебойную работу различных систем.
На рисунке 1 можно увидеть, что именно функцию распределителя выполняет данная подстанция. Но Хитрово ЭЧЭ-36 не является чем-то отдельным, она является составной частью электросетевой инфраструктуры, которая обеспечивает жизнь городов и регионов России.
К слову, подстанция Хитрово имеет два ввода, которые осуществляют питание с электрических подстанций "Тербуны" и "Елецкая – 220". Это говорит о том, что электроэнергия на подстанцию поступает с разных направлений.
Важно понимать, что Хитрово ЭЧЭ-36 - это элемент крупной электросетевой системы, зависящий от других систем и подразделений. Именно благодаря современным технологиям и качественному обслуживанию подстанция способна обеспечить стабильную работу всей системы электроснабжения в целом.
Важную роль при обеспечении максимальной надежности и качества работы транспортной сети, включая контактную сеть, светофоры, вентиляцию тоннелей, сигнализацию и прочие объекты, играет инфраструктура. Как происходит передача электроэнергии на подстанции? Центральным элементом является трансформатор, который понижает напряжение электрической энергии с 110 кВ на 27,5 и 35 кВ, а затем передает ее на тяговое распределительное устройство.
Такая схема подключения не только позволяет более эффективно использовать энергетические ресурсы, но и повышает уровень безопасности и стабильности работы транспорта. Это происходит за счет обеспечения продолжительного снабжения электроэнергией при возможных скачках напряжения и других аварийных ситуациях.
Однако, помимо трансформатора, на работу электроснабжения транспорта также влияет множество других факторов, включая особенности технических решений, периодичность профилактики оборудования и качество электрических линий. Важно знать, что качественная работа транспортной сети обеспечивается не только благодаря отдельно взятым элементам, но и наличию сбалансированной и эффективно работающей инфраструктуры в целом.
При проведении анализа структуры распределительной тяговой подстанции Хитрово, специалисты выявили недостатки, которые допускают определенные риски при работе подобных объектов. В частности, было обнаружено отсутствие коммутационных аппаратов, необходимых для заземления и соединения фазы С с рельсами. Это может привести к неэффективному распределению электроэнергии и осложнять работу контактной сети.
Учитывая выявленные недостатки, стоит отметить, что напряжение фаз A и B передается на открытое распределительное устройство, что также является небезопасной практикой. При использовании подобных технических решений важно учитывать, что это может приводить к возникновению технических проблем и необходимости проведения регулярных проверок.
Тем не менее, для обеспечения безопасной и эффективной работы тяговой подстанции, рекомендуется провести дополнительные меры по усилению ее структуры и оснащению необходимым оборудованием. В этом случае можно достичь большей стабильности в работе, а также сократить риски возможных аварий и неисправностей.
1.2 Основное электрическое оборудование и анализ окружающей среды объекта
Работа тяговой подстанции подвержена влиянию различных климатических и тепловых факторов. В частности, важное влияние оказывают:
- Перепад температуры окружающей среды;
- Уровень влажности;
- Загрязненность и давление воздуха;
- Дождь, гололед, сильный ветер, солнечная активность.
Кроме того, на работу тяговой сети влияют тепловые факторы
, которые могут привести к выходу оборудования из строя или к его износу. Негативные последствия могут возникать из-за влияния окружающих условий на оборудование, например:
- Перекрытие и повреждение изоляции;
- Потемнение.
Отказы электрооборудования могут быть вызваны разложением металлических частей оборудования и проводников, появлением токов утечки и уменьшением пропускной способности элементов электрической сети. Внутренние свойства проводников и электрооборудования, такие как перегрев, электрические искры и дуга, могут также оказывать негативное влияние на электроустановки и стать причинами взрывов и пожаров на подстанции. Некоторые элементы электроустановок, находящиеся под напряжением, считаются опасными для контакта людей с токоведущими и движущимися частями. Для защиты электрооборудования и кабельных изделий от воздействия неблагоприятных факторов в ПУЭ и CНиП изложены требования по эксплуатации, хранению и монтажу.
На данном объекте отмечаются черты умеренного климата. Они проявляются в календарных временах года и отсутствии морей и океанов в непосредственной близости от объекта, что указывает на редкость осадков. В результате климат в данной местности характеризуется умеренно-континентальным характером. Для такого климата характерна температурная разность летнего и зимнего периода. Летом средняя температура может достигать до +24°C, а зимой она опускается до -20°C, что соответствует условиям умеренного холодного климата с категорией размещения на открытом пространстве.
Рисунок 1– Схема однолинейная «Хитрово» ЭЧЭ–36
Когда речь идет об электроснабжении, необходимо учитывать множество факторов, включая оборудование, которое установлено на объекте.
На одной из подстанций, например, присутствует мощный силовой трехфазный трехобмоточный трансформатор ТДТНЖ–40000/110, который специально разработан для использования в открытом воздухе с умеренным климатом. Важно отметить, что он служит для поддержания электроснабжения железных дорог переменным током, что говорит о его огромной значимости в данной сфере.
Чтобы точнее понимать, как работает указанное оборудование, рассмотрим его паспортные характеристики, которые приведены в таблице 1 [3]. Кроме того, очень важно учесть все требования, которые к данному трансформатору предъявляются, чтобы убедиться в его эффективности и безопасности.
Одним из наиболее важных требований к предоставляемому оборудованию является его способность выдерживать широкий диапазон нагрузок и условий эксплуатации. В случае с трансформатором ТДТНЖ–40000/110 типа исполнения У1, он идеально подходит для работы в условиях переменного тока, при этом обеспечивая стабильное электроснабжение без простоев и сбоев.
Таблица 1 – Основные характеристики ТДТНЖ–40000/110,
| Параметр | Значение | |
| Номинальная мощность, МВА | 40 | |
| Номинальное напряжение, кВ | ВН |  |
| СН |  | |
| НН |  | |
| Схема и группа соединения обмоток Y/–11, Uкз,% | ВН – СН | 17,5 |
| ВН – НН | 10,5 | |
| СН – НН | 6,5 | |
| Ток холостого хода, Iхх, % | 0,6 | |
| Масса полная, mтр, кг | 81 000 | |
Для получения информации о мощности и напряжении на подстанции в процессе эксплуатации используется специализированное оборудование - Трансформатор ЗНОМ–35У1 масляного типа. Это устройство необходимо для использования в электроприборах, цепях защиты и сигнализации в переменных токах, которые имеют частоту 50 Гц.
Однако, перед использованием необходимо учесть, что Трансформатор ЗНОМ–35У1 подходит только для использования в умеренном климатическом районе на открытом пространстве, при этом он может подвергаться воздействию различных атмосферных явлений. Поэтому, перед подбором и эксплуатацией оборудования важно учесть эти факторы для обеспечения правильного функционирования и качественного обслуживания.
Кроме того, на стороне 110 кВ на вводе внутри оболочки силового трансформатора установлен дополнительный трансформатор тока ТВТ-110 (согласно таблицы 2), который эффективно дополняет функциональность и повышает эффективность работы системы. Это необходимо для точного контроля и управления процессом передачи электроэнергии на подстанции.