Дипломная работа: Устройства контроля проходящего короткого замыкания в контактной сети переменного тока

12000,627.

В_Кф2 = I²_Ф2(t_откл + Т_а) = 1,054² (0,56+ 0,05)=0,678 кА;

12000,678.

В_Кф3 = I²_Ф3(t_откл + Т_а) = 0,497 (0,56+ 0,05)=0,150 кА;

12000,150.

Проверим термическую устойчивость разъединителя однополюсного РЛДН-35/1000 каждой питающей линии:

Условие проверки разъединителей на термическую устойчивость:

В_Н ? В_К

ГдеВ_Н - нормируемый тепловой импульс,

В_Н = I²_т • t_т (4.5)

I_т - предельный ток термической стойкости согласно паспорта технического устройства I_т = 16 Ка;

В_К - расчётный тепловой импульс.

t_т - время протекания тока термической стойкости, согласно паспорта технического устройства t_т = 3 с

В_Н = 16² • 3 = 768 Ка

В_К = I²(t_откл + Т_а),

Где I - начальное значение периодической составляющей, I = I_К

t_откл - время, в течение которого проходит ток

Т_а - постоянная времени апериодической составляющей тока ,

Т_а = 0,05 с

t_откл = t_з + t_в

Гдеt_з - время действия защиты;

для питающей линии 27,5 Кв t_з = 0,5 с

t_в - полное время отключения выключателя до погасания дуги,

t_в = 0,06 с.

Для питающей линии 27,5 Кв:

t_откл = 0,5 + 0,06 = 0,56 с

В_Кф1 = I²_Ф1(t_откл + Т_а) = 1,013² (0,56+ 0,05)=0,627 Ка;

7680,627.

В_Кф2 = I²_Ф2(t_откл + Т_а) = 1,054² (0,56+ 0,05)=0,678 Ка;

7680,678.

В_Кф3 = I²_Ф3(t_откл + Т_а) = 0,497² (0,56+ 0,05)=0,150 Ка;

7680,150

Проверим термическую устойчивость шины А 80*5

Проверка шин на термическую стойкость заключается в том, что необходимого определить сечения токоведущей части на расчетном участке цепи по режиму короткого замыкания при нагревании его до максимально допустимой температуры, мм²:

Q_вq_min, (4.6)

Где q_в - выбранное сечение токоведущей части, мм²;

q_min - минимально допустимое сечение по режиму .

Минимально допустимое сечение токоведущей находится по формуле:

, (4.7)

Где В_к - тепловой импульс для расчетной точки, кАс;

С - коэффициент, учитывающий соотношение максимально допустимой температуры токоведущей части и температуры при нормальном режиме работы, для алюминиевых шин принимаем С=88.

В_К = I² (t_откл + Т_а),

Где I - начальное значение апериодической составляющей, I = I_К

t_откл - время, в течение которого проходит ток из расчётного 0,56с.

Т_а - постоянная времени апериодической составляющей тока ,

Т_а = 0,05 с

В_К = 6,579(0,56 + 0,05) = 4,013

мм²

4.4.2.2 Электродинамическая устойчивость

Проверим электродинамическую устойчивость выключателя вакуумного ВВС-27,5 20/1600 каждой питающей линии:

Проверка на электродинамическую стойкость питающей линии Ф1

I_{пред.скв} ? I_Ф1,

Где I_{пред.скв} - предельный сквозной ток электродинамической устойчивости согласно паспорта технического устройства I_{пред.скв}= 52 кА, расчётные токи , I_Ф1=1,013 кА, I_Ф2=1,054 кА, I_Ф3=0,497 кА

52 кА >1,013 кА;

Проверка на электродинамическую стойкость питающей линии Ф2

I_{пред.скв} ? I_Ф2,

52 кА >1,054 кА;

Проверка на электродинамическую стойкость питающей линии Ф3

I_{пред.скв} ? I_Ф3,

52 кА > 0,497 кА;

Проверим электродинамическую устойчивость разъединителя однополюсного РЛДН-35/1000 каждой питающей линии:

Проверка на электродинамическую стойкость питающей линии Ф1

I_{пред.скв} ? I_Ф1,

Где I_{пред.скв} - предельный сквозной ток электродинамической устойчивости, согласно технического паспорта устройства, I_{пред.скв} = 40 кА, расчётные токи , I_Ф1=1,013 кА, I_Ф2=1,054 кА, I_Ф3=0,497 кА

40 кА >1,013 кА;

Проверка на электродинамическую стойкость питающей линии Ф2

I_{пред.скв} ? I_Ф2,

40 кА >1,054 кА;

Проверка на электродинамическую стойкость питающей линии Ф3

I_{пред.скв} ? I_Ф3,

40 кА > 0,497 кА;

Из расчётных условий выделяем, что оборудование ПСК Окская оптимально реализовано для электродинамической и термической устойчивости.

4.5 Конструкция поста секционирования устройствами контроля проходящих КЗ

4.5.1 Конструкция установки и подключения ИнТер 27,5

БЗА содержит кросс-плату, на которой установлены платы, входящие в состав блока.

Установка плат осуществляется по пазам с лицевой стороны БЗА.

Все присоединения к БЗА осуществляются также с лицевой стороны. На лицевой панели БЗА нанесено наименование разъемов или их обозначение по принципиальной схеме.

Разъемы и клеммные соединители, установленные на БЗА, предназначены:

- для подключения входных аналоговых сигналов от трансформаторов тока -- проходные клеммы ХТ1...ХТ8 на плате датчиков тока;

- для подключения входных аналоговых сигналов от трансформаторов напряжения - клеммный соединитель "ВХОДЫ" (ХТ9) типа BLZ5.08/08/180FSNORВХ ("Weidmuller") на плате датчиков напряжения;

- для подключения БУ - разъем "БУ" (XT10) типа RJ-45 8Р-8С на плате контроллера автоматики;

- для подключения АСУ по интерфейсу RS-485 - клеммный соединитель "RS-485" (ХТ11) типа BLZ5.08/06/180FSNORВХ ("Weidmuller") на плате контроллера автоматики;

- для подключения входных дискретных сигналов - клеммные соединители XI...Х2 типа BLZ5.08/20/180LRSNOR ("Weidmuller") на плате ввода;

- для подключения выходных дискретных сигналов - клеммные соединители ХЗ...Х4 типа BLZ5.08/20/180LRSNOR ("Weidmuller") на плате вывода;

- для подключения питания - клеммный соединитель ХТ12 типа BLZ5.08/03/180FSNORВХ ("Weidmuller") на плате питания

На лицевой панели БУ установлены:

- дисплей (жидкокристаллический индикатор);

- кнопки управления дисплеем;

- кнопки управления режимами работы терминала ИнТер-27,5;

- кнопки управления коммутационными аппаратами;

- светодиодные индикаторы.

Рисунок 4.7 - Внешний вид БЗА терминала ИнТер 27,5

Разъемы и клеммные соединители, установленные на корпусе БУ, предназначены:

- для подключения БЗА -- разъем XI типа RJ-45 8Р-8С;

- для подключения ПЭВМ - разъем Х2 типа DBB-9M.

- БЗА осуществляет функции защит, автоматики, управления и сигнализации помощью выходных дискретных сигналов.

- БУ осуществляет функции:

- местного управления коммутационными аппаратами с индикацией их состояния;

- сигнализации аварийных отключений;

- отображения текущих значений токов фаз и линейных напряжений присоединения;

- контроля значений уставок и положения программных ключей;

- отображения аварийных и предупредительных сообщений;

- изменения значений уставок и положения программных ключей.

- Взаимодействие БЗА и БУ осуществляется с помощью интерфейсного кабель (патч - корд PC-LPM-STP-RJ45-RJ45-C5e-l,5M-GY “Hyperfine) по интерфейсу RS485 [5].

Рисунок 4.8 - Внешний вид лицевой панели БУ терминала ИнТер-27,5

Внешнее подключение терминала ИнТер:

На БЗА установлены клеммные соединители XI...Х2, и ХЗ...Х4, для подключения внешних цепей дискретных сигналов, которые обеспечивают подключение двух вводов площадью поперечного сечения до 2,5 мм² или одного с площадью поперечного сечения до 4,0 мм².Заземление БУ и БЗА осуществляется посредством подключения провода с площадью поперечного сечения не менее 2,5 мм² к болту заземления, возле которого помещен знак заземления.

Рисунок 4.9- Конструкция поста секционирования Окская с устройством контроля проходящих КЗ Где 1, 2, 3 - Вакуумные выключатели со встроенными трансформаторами тока; 4, 5, 6 - трансформаторы напряжения; 7, 8, 9 - однополюсные разъединители; 10 общая шина поста секционирования; 11, 12, 13 питающие шины контактной сети; 14 - разрядник вентильный.

Техническое обслуживание и ремонт трансформатора, устройств вторичной коммутации осуществляет специализированный персонал РРУ.

Техническое обслуживание терминала ИнТер 27,5 должно производиться инженерно - техническим персоналом эксплуатирующей организации, имеющей соответствующую квалификацию в объеме производства данных работ и эксплуатационных документов терминала, прошедшим инструктаж по технике безопасности, имеющим допуск не ниже 3 квалификационной группы электробезопасности, персоналом РРУ.

4.5.2 Подключение устройства ИнТер-27,5-ФКС

При разработке схемы внешних подключений устройства

ИнТер-27,5-ФКС для конкретной питающей линии необходимо обратить внимание на следующие существенные моменты.

Токовые цепи подключают к токовым клеммам БЗА (XI…Х4) через испытательные блоки (БИ) или специальные токовые клеммы.

Цепи напряжения подключают через испытательные блоки (БИ) или специальные клеммы, обеспечивающие оперативное отключение этих цепей.

Цепи питания подключают к цепям оперативного напряжения защищаемого присоединения; при этом напряжение должно подаваться и на БЗА (Х21:7 и 8) и на БУ (Х8:1 и 2). Оба блока допускают произвольную полярность напряжения питания. Блоки устройства должны быть соединены между собой штатным кабелем (SCF 14) через разъемы X1 на БУ и Х10 на БЗА.

При подключении цепей ТУ (для случая использования традиционной телемеханики) сигналы ТУ от стойки телемеханики должны подаваться в виде индивидуальных сигналов напряжения (220 В для исполнений 1СР.251.249-01-01,1СР.251.249-02-01 или 110 В для исполнений 1СР.251.249-01-02,1СР.251.249-02-02) на соответствующие входы БЗА (отХ14:1 до Х14:8; от XI6:1 до XI6:4).

Полярность напряжения -- произвольная.

При подключении цепей ТС (для случая использования традиционной телемеханики) сигналы ТС для передачи в телемеханику снимаются с соответствующих выходных реле БЗА: ВВ РПО (Х17:11 и 12), ЛР РПО (Х17:15 и 16), ОР РПО (Х19:15 и 16).

Особенностью схемы подключения привода выключателя заключаются в следующем.

Сигнал РПО ВВ снимается с обмотки контактора включения, что позволяет контролировать не только отключенное положение ВВ, но и готовность ВВ к операции включения. Сигнал РПВ ВВ снимается с отключающей катушки, что позволяет контролировать готовность ВВ к операции отключения.

Команда включения ВВ подается через промежуточное реле КL с большой коммутационной способностью, что исключает возможность повреждения выходного реле БЗА при отказе привода ВВ выполнить операцию включения (когда ток в цепи контактора не отключается блок - контактом привода). Это промежуточное реле управляется двумя последовательно соединенными контактами «ВВ вкл.», что исключает возможность непрерывной подачи этой команды при «залипании» любого из этих контактов.

Команда отключения ВВ формируется двумя соединенными параллельно выходными сигналами «ВВ откл.» для надежности отключения. Причем один из этих сигналов формируется электронным ключом, что обеспечивает максимальное быстродействие токовых отсечек (быстродействие электронного ключа не более 1 мс). Кроме того, в цепь отключения заводятся сигналы:

- кнопка аварийного отключения питающей линии, которая обеспечивает аварийное отключение питающей линии, минуя ИнТер-27,5-ФКС;

- сигнал отключения от резервной защиты.

При подключении цепей УРОВ сигнал УРОВ снимается с двух последовательно соединенных контактов «УРОВ_д». Это исключает возможность ложной подачи сигнала УРОВ при «залипании» любого из этих контактов.

5. Экономический раздел

Экономической эффективности производства, перевозок, новой техники и капитальных затрат отводится важное место в экономике железнодорожного транспорта [33]. Она является критерием целесообразности создания и применения новой техники, реконструкции, модернизаций действующих предприятий, а также мер по совершенствованию перевозок, увеличению скорости движения и улучшению условий труда персонала.

Экономическая эффективность капитальных вложений и новой техники в общем виде определяется как соотношение между затратами и результатами внедрения устройства.

Технико-экономический эффект от внедрения устройства определяется следующими факторами:

- уменьшается число включений питающей линии выключателя на короткое замыкание. Тем самым уменьшается число технических обслуживаний выключателей;

- включение питающей линии контактной сети по АПВ на короткое замыкание повышает вероятность пережога контактного провода.

Предлагаемый метод определения наличия короткого замыкания устраняет аварийную ситуацию.

Далее производится технико-экономический расчет внедрения устройства, приведенный к 3 - й питающей зоне (47 км), 2 - й питающей зоне 15 км, 1 - й питающей зоне 27 за 1 год.

В результате данного расчета определяются капиталовложения в проектируемый объект. В капиталовложения входит стоимость 3 х трансформаторов напряжения НОМ - 35А-66 УХЛ-1, контрольного кабеля АВВГ 4Ч2,5 в количестве 60 м, интеллектуальных терминалов ИнТер в количестве 3 шт., затраты на проведение монтажных работ (таблица 5.1).

5.1 Единовременные капитальные вложения

Таблица 5.1 - Затраты на капитальные вложения