Анализ выбора оборудования тяговой подстанции переменного тока и ремонт трансформаторов напряжения

2. По роду установки различают трансформаторы тока:

а) для наружной установки (в открытых распределительных устройствах);

б) для внутренней установки;

в) встроенные в электрические аппараты и машины: выключатели, трансформаторы, генераторы и т. д.;

г) накладные -- одевающиеся сверху на проходной изолятор (например, на высоковольтный ввод силового трансформатора);

д) переносные (для контрольных измерений и лабораторных испытаний).

3. По конструкции первичной обмотки трансформаторы тока делятся на:

а) многовитковые (катушечные, с петлевой обмоткой и с восьмерочной обмоткой);

б) одновитковые (стержневые);

в) шинные.

4. По способу установки трансформаторы тока для внутренней и наружной установки разделяются на:

а) проходные;

б) опорные.

5. По выполнению изоляции трансформаторы тока можно разбить на группы:

а) с сухой изоляцией (фарфор, бакелит, литая эпоксидная изоляция и т. д.);

б) с бумажно-масляной изоляцией и с конденсаторной бумажно-масляной изоляцией;

в) с заливкой компаундом.

6. По числу ступеней трансформации имеются трансформаторы тока:

а) одноступенчатые;

б) двухступенчатые (каскадные).

Принцип действия трансформатора. Действие трансформатора основано на явлении электромагнитной индукции. Простейший трансформатор состоит из стального магнитопровода 2 и двух расположенных на нем обмоток 1 и 3. Обмотки выполнены из изолированного провода и электрически не связаны. К одной из обмоток подается электрическая энергия от источника переменного тока. Эту обмотку называют первичной. К другой обмотке, называемой вторичной, подключают потребители (непосредственно или через выпрямитель).

При подключении трансформатора к источнику переменного тока (электрической сети) в витках его первичной обмотки протекает переменный ток i₁, образуя переменный магнитный поток Ф. Этот поток проходит по магнитопроводу трансформатора и, пронизывая витки первичной и вторичной обмоток, индуцирует в них переменные э. д. с. е₁ и е₂. Если к вторичной обмотке присоединен какой-либо приемник, то под действием э. д. с. е₂ по ее цепи проходит ток .

Э. д. с, индуцированная в каждом витке первичной и вторичной обмоток трансформатора, согласно закону электромагнитной индукции зависит от магнитного потока, пронизывающего виток, и скорости его изменения. Магнитный поток каждого трансформатора является определенной величиной, зависящей от напряжения и частоты изменения переменного тока в источнике, к которому подключен трансформатор. Постоянна также и скорость изменения магнитного потока, она определяется частотой изменения переменного тока. Следовательно, в каждом витке первичной и вторичной обмоток индуцируется одинаковая э. д.с. В результате этого отношение действующих значений э. д. с. Е₁ и E₂, индуцированных в первичной и вторичной обмотках трансформатора, будет равно отношению чисел витко1 и 2 этих обмоток, т. е.

E₁/E₂=1/2

Отношение э. д. с. Е_вн обмотки высшего напряжения к э. д. с. E_нн обмотки низшего напряжения называется коэффициентом трансформации,

n = Е_вн/ E_нн= 1/2

Коэффициент трансформации всегда больше единицы. Если пренебречь падениями напряжения в первичной и вторичной обмотках трансформатора (в трансформаторах средней и большой мощности они не превышают обычно 2--5 % номинальных значений напряжений U₁ и U₂), то можно считать, что отношение напряжения U₁ первичной обмотки к напряжению U₂ вторичной обмотки приблизительно равно отношению чисел их витков, т. е.

U₁/U₂

Таким образом, подбирая требуемое соотношение между числами витков первичной и вторичной обмоток, можно увеличивать или уменьшать напряжение на приемнике, подключенном к вторичной обмотке. Если необходимо на вторичной обмотке получить напряжение большее, чем подается на первичную, то применяют повышающие трансформаторы, у которых число витков во вторичной обмотке больше, чем в первичной.

В понижающих трансформаторах, наоборот, число витков вторичной обмотки меньше, чем в первичной.

Трансформатор не может осуществить преобразование напряжения постоянного тока. При подключении его первичной обмотки к сети постоянного тока в трансформаторе создается постоянный по величине и направлению магнитный поток, который не может индуцировать э. д. с. в первичной и вторичной обмотках. Поэтому не будет происходить передачи электрической энергии из первичной обмотки во вторичную.

При подключении первичной обмотки трансформатора к сети переменного тока через эту обмотку проходит некоторый ток, называемый током холостого хода. При включении нагрузки по вторичной обмотке трансформатора начинает проходить ток, при этом увеличивается и ток, проходящий по первичной обмотке. Чем больше нагрузка трансформатора, т. е. электрическая мощность и ток i₂, отдаваемые его вторичной обмоткой подключенным к ней приемникам, тем больше электрическая мощность и ток i₁, поступающие из сети в первичную обмотку.

Ввиду того что потери мощности в трансформаторе обычно малы, можно приближенно принять, что мощности в первичной и вторичной обмотках одинаковы. В этом случае можно считать, что токи в обмотках трансформатора приблизительно обратно пропорциональны напряжениям: I₁/I₂ U₂/U₁или что токи в обмотках трансформатора обратно пропорциональны числам витков первичной и вторичной обмоток. Это означает, что в повышающем трансформаторе ток во вторичной обмотке меньше, чем в первичной (во столько раз, во сколько напряжение U₂больше напряжения U₁), а в понижающем ток во вторичной обмотке больше, чем в первичной. Поэтому в трансформаторах обмотки высшего напряжения выполняются из более тонких проводов, чем обмотки низшего напряжения.



3. Экономический раздел

3.1 Определение эксплуатационных расходов на содержание подстанции

Численность работников подстанции формируется в соответствии с «Едиными отраслевыми нормативами численности работников хозяйства электроснабжения».

Рабочим местом работников подстанции являются мастерская и технологическое оборудование подстанции. Работники должны обеспечиваться удобной летней и зимней спецодеждой, обувью, отвечающим требованиям безопасности и промсанитарии. Работник подстанции подвергается на рабочем месте различным факторам, которые сведены в таблицу 3.1.

Таблица 3.1- Характеристика рабочего места работника подстанции

Зона работ	Характеристика
Открытое распределительное устройство 220 кВ	- работа на открытом воздухе; - работа на высоте; - опасность поражения электрическим током; - воздействие электромагнитных полей.
Закрытое распределительное устройство 27,5 кВ, 10 кВ	- работа на высоте; - опасность поражения электрическим током; - воздействие электромагнитных полей.
Аккумуляторная	- химическое воздействие.

В соответствии со всеми требованиями, предъявляемыми к работнику подстанции и условиями труда формируется штат работников, его состав представлен в таблице 3.2.

Таблица 3.2 - Штатное расписание подстанции

Наименование должности, профессии	Разряд	Количество человек
Начальник подстанции	13	1
Старший электромеханик	11	1
Электромеханик по ремонту	10	1
Эл.механик по эксплуатации оборудования	10	1
Электромонтер	4	1
Итого		5

Заработная плата работникам подстанции начисляется в соответствии с «Отраслевой единой тарифной сеткой». В тарифной сетке указываются часовые тарифные ставки или оклады работникам восемнадцати разрядов, установленных для железнодорожного транспорта и условия работы.

Тарифный коэффициент, присвоенный каждому разряду, показывает, во сколько уровень оплаты выше уровня оплаты простейших работ, отнесенных к первому разряду. В тарифной сетке также учитываются условия труда. Для проектируемой подстанции принимаем районный коэффициент К_р равный 15%, а процент вредности - 12%, часовая тарифная ставка по 4 разряду - 63,04руб.

Для того чтобы рассчитать годовой фонд заработной платы работников подстанции необходимо вычислить несколько показателей. Их расчет приведен ниже.

Для расчета оклада необходимо, часовую тарифную ставку умножить на среднемесячную норму часов за месяц:

Ок = 63,04·168=10590,72 руб. (3.1)

Вредные условия труда рассчитывают по формуле:

Вр.Усл.Тр. = Ок·12%, (3.2)

Вр.Усл.Тр.= 10590,72 ·12%= 1270,89 руб.

Стимулирующие надбавки считаются по формуле:

Ст.над.= 0,2 · Ок, (3.3)

Ст.над. = 0,2· 10590,72 =2118,14 руб.

Премия считается аналогично.

П = 0,2·Ок

П=0,2·10590,72 =2118,14 руб.

Районный коэффициент рассчитывается по формуле:

Р.к = (Вр.Усл.Тр + Ст.над.+ Премия) · 0,15, (3.4)

Р.к = (1270,89 +2118,14 +2118,14) · 0,15=826,08 руб.

Итого за месяц:

Итого = Ок+ Вр.Усл.Тр.+ Ст.над.+ П + Р.к, (3.5)

Итого =10590,72 +1270,89 + 2118,14 + 2118,14 + 826,08 = 16923,97 руб.

Результаты расчетов сведены в таблицу 3.3.

Таблица 3.3 - Расчет заработной платы работников тяговой подстанции

Должность	Разряд	Количество	Часовая тарифная ставка (руб.)	Оклад (руб.)	Вредные условия труда (руб.)	Стимулирующие надбавки (руб.)	Премия (руб.)	Районный коэф-т (руб.)	Итого за месяц (руб.)
Начальник ЭЧЭ	13	1		24250	2910	0,00	4850	1164	33174
Ст.Элекромеханик	11	1		20500	2460	4100	4100	1599	32759
Электромеханик по ремонту	10	1		15450	1854	3090	3090	1205,1	24689,1
Электромеханик по эксплуатации оборудования	10	1		15450	1854	3090	3090	1205,1	24689,1
Электромонтер	4	1	63,04	10590,72	1270,89	2118,14	2118,14	826,08	16923,97

Расчет фонда оплаты труда дистанции электроснабжения определяем по формуле:

(3.6)

где - основной фонд оплаты труда;

- дополнительный фонд оплаты труда.

Основной фонд оплаты труда определяем по формуле:

(3.7)

132235,17 руб.

Дополнительный фонд оплаты труда определяется по формуле

(3.8)

,

,

3.2 Расчет средней заработной платы работников

Среднюю заработную плату одного работника по статье 406 определяем по формуле:

(3.9)

,



4. Охрана труда и безопасность движения

К началу монтажных работ должны быть выполнены:

подъезды к месту установки трансформаторов и планировка прилегающей к ним территории;

опоры под трансформаторы;

временная силовая сеть 380/220 В;

молниезащита ОРУ и заземляющее устройство.

Трансформаторы поставляются заполненными маслом в индивидуальной упаковке, двухступенчатые - отдельными ступенями. Трансформаторы серии ТФЗМ транспортируются в вертикальном положении: 110 и 150 кВ в древесно-картонных ящиках, 220 - 500 кВ - в металлической транспортной возвратной таре. Трансформаторы ТФРМ 330 - 750 кВ транспортируются в горизонтальном положении в металлической транспортной возвратной таре. При транспортировании трансформаторов и погрузочно-разгрузочных работах следует руководствоваться указаниями маркировочных знаков на таре и соблюдать меры предосторожности, исключающие возможность повреждения трансформаторов и их частей.

Отклонение трансформаторов серии ТФЗМ от вертикального положения при этом более чем на 15 град. не допускается.

При подъеме трансформаторов необходимо, чтобы стропы образовывали с горизонтальной плоскостью упаковки угол не менее 45 град.

При получении трансформаторов необходимо проверить наличие полного комплекта поставки, количество мест, состояние упаковки.. До монтажа трансформаторы должны храниться в заводской упаковке: трансформаторы серии ТФЗМ - в вертикальном положении, а серии ТФРМ - в горизонтальном положении под навесами, в помещениях или на открытых площадках. При хранении на открытых площадках необходимо принять меры для исключения попадания воды на вторичные выводы трансформаторов.

Подготовительные работы

Производится приемка от строителей опорных конструкций под трансформаторы. Приемка оформляется актом, подписанным представителями заказчика, строительной и электромонтажной организаций. Уточняется рабочий график производства работ в соответствии с технологической картой. Электромонтажники знакомятся с технической документацией, объемом и принятой организацией работ. Бригада инструктируется по технике безопасности ответственным руководителем работ.

Подготавливается деревянный настил для установки трансформаторов.

Доставляются на площадку монтажные механизмы, оборудование и устанавливаются в соответствия с планами размещения оборудования

Монтаж трансформаторов

Трансформаторы распаковывают, расконсервируют узлы и детали и тщательно протирают, удаляя пыль, грязь и поверхностную влагу с помощью ветоши, бензина-растворителя и бязи. При обнаружении коррозии контактные поверхности зачищают.

Убеждаются путем наружного осмотра в отсутствии повреждений фарфоровых покрышек, фарфоровых втулок на первичных выводах, воздухоосушителей, указателей уровня масла, пломб предприятия-изготовителя. Неисправности устраняют в соответствии с заводской документацией.

Проверяют уплотнения трансформаторов визуально и выясняют, не просачивается ли масло между цоколем и покрышкой, между покрышкой и маслорасширителем, во вторичных выводах, в местах соединения деталей маслоуказателя и в местах уплотнения выводов переключателя первичной обмотки. В местах просачивания масла постепенно подтягивают соответствующие болты по всему периметру не более, чем на 1/6 оборота за один прием. Подтягивание только одного болта (гайки) не допускается из-за возможности поломки фарфоровой покрышки.

Если просачивание масла через уплотнения подтягиванием соответствующих болтов остановить не удается, необходимо вызвать представителя завода-изготовителя для составления рекламационного акта и устранения дефекта или решения вопроса об отправке трансформатора на завод.

Проверяют уровень масла по маслоуказателю, состояние силикагеля-индикатора воздухоосушителя и уровень масла в масляном затворе воздухоосушителя. В случае понижения уровня масла устанавливают и устраняют причину его снижения и доливают сухое масло в трансформатор и воздухоосушитель. При доливке масла принимают меры, исключающие возможность попадания в масло грязи, влаги и посторонних предметов. При покраснении силикагеля-индикатора его необходимо заменить.

Технологическая карта

Текущий ремонт трансформаторов напряжения 220 кВ

1.Состав исполнителей

Электромеханик -1

Электромонтер тяговой подстанции 4 разряда - 1

2.Условия выполнения работ

Работа выполняется:

2.1 Со снятием напряжения

2.2 По наряду

3.Защитные средства, приборы, инструмент, приспособления и материалы:

Каски защитные, диэлектрические перчатки, пояс предохранительный, лестница, заземления, мегаомметр на напряжения 1000 и 2500В, секундомер, термометр, ключи гаечные, плоскогубцы комбинированные, отвертки, стеклянное полотно, емкости стеклянные с притерной пробкой для отбора проб масла, ведро, трансформаторное масло, резиновые прокладки, уайт-спирит, влагостойкий лак, смазка ЦИАТИМ, обтирочный материал

4.Подготовительные работы и допуск к работе

4.1 Накануне выполнения работ подать заявку на вывод в ремонт присоединения, содержащего в своей цепи трансформатор напряжения

4.2 Проверить исправность и сроки годности защитных средств, приборов, подготовить инструмент, монтажные приспособления и материалы.

4.3 После выписки наряда производителю работ получить инструктаж у лица, выдавшего наряд.

4.4 Оперативному персоналу выполнить подготовку рабочего места.

Производителю работ проверить выполнение технических мероприятий по подготовке рабочего места .

4.5 Произвести допуск бригады к работе

4.6 Производителю работ провести инструктаж члену бригады, объяснив ему порядок и условия выполнения работ.

5. Схема последовательного технологического процесса

Внешний осмотр трансформатора. Проверка состояния фарфоровой изоляции	Осмотреть состояния трансформатора, надежность его крепления на конструкции, исправность и надежность заземления. Изоляторы протереть салфеткой, смоченной в уайт-пирите, а затем сухой салфеткой. На поверхности изоляторов не должно быть следов разрядов, трещин и сколов фарфора и течи масла. Поврежденный изолятор заменить.
Проверка уровня масла в трансформаторе	Проверить уровень масла . Он должен быть на 15-20 мм ниже крышки. При обнаружении протекания масла подтянуть болты уплотнения . При уровне масла ниже требуемой долить в трансформатор маслом с пробивным напряжением 30 кВ
Измерение сопротивления изоляции обмоток	Отсоединить от первичной обмотки трансформатора шины и кабель. Закоротить и заземлить обмотки трансформатора на две минуты для снятия остаточных зарядов. Подключить провод “Л” мегаомметра на напряжение 2500 В к высоковольтной обмотке ВН, а провод “З” к баку трансформатора, снять напряжения и отсчитать по шкале мегаомметра, показания сопротивления изоляции через 60 секунд после подачи напряжения на обмотку (R60). Заземлить обмотку . Повторить замеры еще два раза. По результатам измерений записать в протокол среднее значение измеренных сопротивлений . Сопротивление изоляции обмоток ВН не нормируется . Аналогично мегаоометром на напряжение 1000В измерить сопротивление изоляции вторичных обмоток с присоединенных к ним цепям . Оно должно быть не менее 1 Мом
Проверка контактных соединений	Присоединить шины и кабель к первичной и вторичной обмоткам трансформатора . Проверить контактные соединения первичной и вторичной цепи. При необходимости удалить старую смазку салфеткой, смоченной в уайт-спирите, и смазать смазкой ЦИТАМИН . Подтянуть гайки на выводах первичной и вторичной обмоток трансформатора .

6. Окончание работ

6.1 Собрать инструменты приспособления, материалы, приборы.

6.2 Возвратится в щитовую тяговой подстанции

6.3 Сдать рабочее место допускающему и закрыть наряд

6.4 Результаты проведенных измерений оформить протоколом.



Заключение

Дипломный проект на тему «Анализ выбора оборудования тяговой подстанции переменного тока и опыт эксплуатации элегазовых трансформаторов тока».

В ходе данного дипломного проекта было выбрано оборудование тяговой подстанции, которая осуществляет питание фидеров контактной сети, нетяговых потребителей (вагонное депо и жилой поселок):

- выключатели ВМТ-220Б-25/1250-УХЛ1, ВВФ-35-25/1200-УХЛ1, ВБЭТ-35-25/630-УХЛ1, ВВФ-27,5-20/1200-УХЛ1, ВВЭ-10-31,5/3150-УХЛ3;

- разъединители РГ-220/1000УХЛ1, РДЗ-35.IV/2000УХЛ1, РГ-35/1000УХЛ1;

- трансформаторы напряжения НКФ - 220УХЛ1, ЗНОЛ - 35УХЛ1, 3хЗНОЛ.06-10УХЛ3;

- трансформаторы тока ТРГ-220УХЛ1, ТФЗМ-35АУХЛ1, ТТГ-35УХЛ1, ТПШЛ-10УХЛ3, ТПОЛ-10УХЛ3.

Разработана однолинейная схема тяговой подстанции переменного тока с распределительными устройствами 220/27,5/10 кВ с указанием на ней марок аппаратуры.

Рассмотрена классификация эксплуатируемых на сети железных дорог трансформаторов тока по номинальным напряжениям 0,66; 10; 110; 220 кВ типов ТШП ? 0,66, ТКЛМ ? 0,66, ТОЛ ? 10, ТПОЛ ? 10М, ТПЛ ? 10, ТВК ? 10, ТПЛ ? 35, ТРГ ? 35, ТЛК ? 35, ТЛО ? 35, ТРГ ? 110, ТГФМ ? 110, ТОЛ ? 110 III, ТОГ ? 110 I, ТГФ ? 220, ТФЗМ 220 Б - IТ1, ТРГ ? 220, ТБМО ? 220 и т. д.

Представлены технические характеристики современных элегазовых трансформаторов тока ТГФМ-220 и ТРГ-220. Описаны конструкции элегазовых трансформаторов тока ТГФМ-220 и ТРГ-220 и принцип работы данных трансформаторов тока.

Рассчитан годовой фонд заработной платы работников подстанции (начальника, старшего электромеханика и двух электромехаников), который составляет 1320858,72 рублей.

Рассмотрена техника безопасности при работах на трансформаторах тока, установленных в обмотке высшего напряжения силового трансформатора, с предоставлением наряда - допуска, бланков переключений вывода в ремонт и ввода в работу для текущего ремонта.

Размещено на Allbest.ru

...