Неселективная защита и частично неселективная защита тяговой сети переменного тока с постом секционирования на разъединителях с применением защит НИИЭФА-ЭНЕРГО

Кроме того, специально добавлена возможность просмотра осциллограмм включения выключателя при работе АПВ.Пункты параллельного соединения ППС на разъединителях предназначены для улучшения режима напряжения и снижения потерь мощности. Их устанавливают между тяговой подстанцией и ПС (рис. 6.1). По аналогии с рассмотренным вариантом ПС прик.з. в бестоковую паузу ППС отключаются с выдержкой времени (обычно 1 с). Повторно включает их энергодиспетчер. Однако при проходящихк.з. на тяговой подстанции по алгоритму БАПВ включается выключатель питающей линии. Поэтому ППС не отключаются и остаются в работе.6.3. Поиск повреждений при устойчивомк.з.Чтобы отыскивать повреждения без включения выключателя для опробования изоляции контактной сети, в устройствах «ИнТер» введена новая функция. Теперь в любой момент времени можно определить: осталось или ликвидировано к.з. в отключенной контактной сети. Отныне не надо включать выключатель для опробования изоляции. Достаточно контролировать с помощью ТН-27,5 кВ наличие наведенного напряжения и переключать соответствующие разъединители контактной сети.Более того, такая функция полезна и в других аварийных ситуациях. Так, прежде чем подать напряжение в контактную сеть после устранения к.з., энергодиспетчер контролирует наличие наведенного напряжения по терминалу «ИнТер». При этом отслеживают не только устранение повреждения, но и отсутствие «забытых» штанг заземления, использованных для работ. Об устойчивом к.з. сигнализирует загорание специально установленной лампы на щите энергодиспетчера.Следует иметь в ввиду, что указанная функция введена в программное обеспечение новой версии «ИнТер» (что указано в меню «Версия ПОПК № 20500).6.4. Автоматические пункты секционированияОсновное назначениеавтоматических пунктов секционирования– автоматическое секционирование контактной сети. Главные элементы АПС: выключатель (разъединитель), трансформатор тока и блок автоматического управления. Известны АПС с масляными или вакуумными выключателями и с управляемыми разъединителями. В качестве трансформаторов тока могут быть применены выносные приборы ТФНД-35 и проходные литые ТПЛ-35 или трансформаторы тока, встроенные во вводы выключателя.В высоковольтных сетях возможно применение воздушных датчиков тока (например, «поясов Роговского»), Перспективно использование в качестве АПС однофазных реклоузеров на 35 кВ, оборудованных трансформаторами тока и напряжения, блоком автоматики, которые в настоящее время разрабатываются. Совершенно логично использовать на станциях в качестве АПС оборудование типового ППС на выключателе, адля группового АПС – типовой пост секционирования контактной сети переменного тока.Надо отметить, что на Горьковской магистрали много лет применяют АПС на крупных станциях (например, Горький-Сортировочный, Лянгасово) для секционирования группы путей. Рассмотрим новый вариант включения АПС на ответвлении контактной сети от главного пути на ст. Толоконцево (АПС на рис. 6.1). Однопутный участок до ст. Моховые Горы (МГ) длиной 10 км, в основном, предназначен для пригородного движения.Чтобы упростить конструкцию АПС, на нем применили воздушный магнитный датчик тока (магнитный трансформатор тока МТТ), который разработан на базе магнитопровода от реле СЦБ ИР 2/2000. МТТ установлен на разъединителе РЛНД-35-600 (рис. 6.3). При монтаже АПС важно следить за расстоянием от токоведущих частей до трансформатора МТТ: оно должно быть не менее 510 мм. Подключение АПС к контактной сети представлено на рис. 6.4. На этой же опоре укреплен шкаф с аппаратурой управления и автоматики АПС.Рис. 6.3. Конструкция датчика токаРис. 6.4. Подключение АПС к контактной сетиПри к.з. на контролируемом участке до МГ срабатывает поляризованное реле РП7 от датчика тока МТТ (рис. 6.5). Схема управления и автоматики разработана в Горьковской дистанции электроснабжения (Г). Через размыкающий контакт РП включается реле Р1 типа КДР1, и конденсатор С2 заряжается через размыкающий контакт реле Р1. Время удержания реле Р1 регулируется резисторами R1, R2 и конденсатором С2.Рис. 6.5. Схема управления и автоматики АПСПосле аварийного отключения выключателей на тяговых подстанциях ГС и Т (рис. 6.1) реле РП7 возвращается в исходное состояние. Начинаются разряд конденсатора С2 и удержание реле Р1 в течение 0,5...1 с (время Т1). Этот интервал удержания выбран с учетом времениАПВ фидеров контактной сети (ТАПВТ = 5...7 с) в зависимости от карты уставок по тяговым подстанциям и времени 12 работы привода на отключение разъединителя (3...4 с).Суммарное время переключения разъединителя и автоматики АПС должно быть не более времени АПВ фидеров контактной сети, т.е. Т1+Т2 < Тапвтп. Другими словами, разъединитель АПС должен отключаться до срабатывания АПВ на тяговой подстанции. По истечении интервала Т1 (0,5...1 с) реле Р1 обесточивается и своим размыкающим контактом подключает обмотку реле Р2 типа КДР1 к заряженному конденсатору СЗ. Он будет удерживать реле Р2 во включенном состоянии 5...6 с.Время удержания реле Р2 выбрано с учетом полного отключения разъединителя, и регулируется резисторами ИЗ и Я4. По истечении этого времени схема возвращается в исходное состояние, разъединитель остается отключенным до устранения повреждения. АПС вновь включается по системе телеуправления при отсутствии нагрузки на участке до станции Моховые Горы (МГ).Рассмотренные технические решения автоматизации тягового электроснабжения переменного тока повышают надежность и способствуют ресурсосбережению электротехнического оборудования.7. ОХРАНА ТРУДА7.1. Действие электрического тока на организм человекаПроходя через организм, электрический ток производит термическое, электролитическое, биологическое и механическое действия. Термическое действие проявляется в нагреве тканей вплоть до ожогов отдельных участков тела, перегрева кровеносных сосудов и крови, что вызывает в них серьезные функциональные расстройства. Электролитическое действие вызывает разложение крови и плазмы - значительные нарушения их физико-химических составов и ткани в целом. Биологическое действие выражается в раздражении и возбуждении живых тканей организма, что может сопровождаться непроизвольными судорожными сокращениями мышц, в том числе мышц сердца и легких. При этом могут возникнуть различные нарушения в организме, включая нарушение и даже полное прекращение деятельности сердца и легких, а также механические повреждения тканей.Любое из этих действий тока может привести к электрической травме,т.е. к повреждению организма, вызванному воздействием электрического тока или электрической дуги. Электротравмы условно можно разделить на два вида: местные электротравмы и электрические удары.Местные электротравмы– это четко выраженные местные нарушения целостности тканей организма, вызванные воздействием электрического тока или электрической дуги. Обычно это поверхностные повреждения, т. е. поражения кожи, а иногда других мягких тканей, а также связок и костей.Опасность местных электротравм и сложность их лечения зависят от характера и степени повреждения тканей, а также реакции организма на это повреждение. Обычно местные электротравмы излечиваются, и работоспособность пострадавшего восстанавливается полностью или частично. Иногда (обычно при тяжелых ожогах) человек погибает. В таких случаях непосредственной причиной смерти является не электрический ток (или дуга), а местное повреждение организма, вызванное током (дугой). Характерные виды местных электротравм - электрические ожоги, электрические знаки, металлизация кожи, электроофтальмия и механические повреждения.Электрический ожог - наиболее распространенная электротравма: ожоги возникают у большей части пострадавших от электрического тока (60…65%), причем третья часть их сопровождается другими электротравмами. Ожоги бывают двух видов: токовый (или контактный) и дуговой. Токовый ожог обусловлен прохождением тока непосредственно через тело человека в результате контакта человека с токоведущей частью, и является следствием преобразования электрической энергии в тепловую. При этом, поскольку кожа человека обладает во много раз большим электрическим сопротивлением, чем другие ткани тела, в ней выделяется большая часть теплоты. Этим и объясняется, что токовый ожог является, как правило, ожогом кожи в месте контакта тела с токоведущей частью. Токовые ожоги возникают в электроустановках относительно небольшого напряжения-невыше1…2 кВиявляютсявбольшинствеслучаевожогами I или II степени, т. е. сравнительно легкими; иногда возникают тяжелые ожоги. При более высоких напряжениях между токоведущей частью и телом человека образуется электрическая дуга, которая и обусловливает возникновение ожога другого вида -дугового [22].Различают следующие четыре степени ожогов [22]: I - покраснение кожи; II - образование пузырей; III - омертвение всей толщи кожи; IV - обугливание тканей.Обычно тяжесть повреждения организма при ожогах обусловливается не степенью ожога, а площадью поверхности тела, пораженной ожогом.Дуговой ожог обусловлен воздействием на тело электрической дуги, обладающей высокой температурой (свыше 3500 °С) и большой энергией. Этот ожог возникает обычно в электроустановках высокого напряжения - выше 1 кВ и, как правило, носит тяжелый характер –III или IV степени. Электрическая дуга может вызвать обширные ожоги тела, выгорание тканей на большую глубину, обугливание и бесследное сгорание больших участков тела [22].Электрические знаки, которые называются также знаками тока или электрическими метками, представляют собой четко очерченные пятна серого или бледно-желтого цвета на поверхности кожи человека, подвергнувшейся действию тока. Часто знаки имеют круглую или овальную форму с углублением в центре и размерами 1…5 мм. Бывают знаки в виде царапин, небольших ран, порезов или ушибов, бородавок, кровоизлияний в кожу и мозолей. Иногда форма знака соответствует форме токоведущей части, к которой прикоснулся пострадавший, а также может напоминать фигуру молнии. Пораженный участок кожи затвердевает подобно мозоли [22].В большинстве случаев электрические знаки безболезненны и их лечение заканчивается благополучно: с течением времени верхний слой кожи сходит и пораженное место приобретает первоначальный цвет, эластичность и чувствительность. Знаки возникают довольно часто: примерно у каждого пятого пострадавшего от тока.Металлизация кожи - проникновение в верхние слои кожи мельчайших частичек металла, расплавившегося под действием электрической дуги. Это может произойти при коротких замыканиях, отключениях разъединителей и рубильников под нагрузкой и т. п. В месте поражения кожа становится шероховатой и жесткой. В этом месте пострадавший испытывает напряжение кожи от присутствия в ней инородного тела и боль от ожога за счет теплоты занесенного в кожу металла. С течением времени больная кожа сходит, пораженный участок приобретает нормальный вид и болезненные ощущения исчезают. Однако при поражении глаз лечение может оказаться длительным и сложным, а в некоторых случаях пострадавший может лишиться зрения. Металлизация кожи наблюдается примерно у 10% пострадавших от тока [22].Одновременно с металлизацией кожи иногда происходит ожог электрической дугой, который почти всегда вызывает более тяжелые повреждения.Электроофтальмия– воспаление наружных оболочек глаз, возникающее в результате воздействия мощного потока ультрафиолетовых лучей, которые энергично поглощаются клетками организма и вызывают в них химические изменения. Такое облучение возможно при наличии электрической дуги (возникшей, например, при коротком замыкании), которая является источником интенсивного излучения не только видимого света, но и ультрафиолетовых и инфракрасных лучей.Электроофтальмия развивается спустя 2…6 ч после ультрафиолетового облучения. При этом происходит покраснение и воспаление слизистых оболочек век, слезотечение, гнойные выделения из глаз, спазмы век и частичное ослепление. Пострадавший испытывает сильную головную боль и резкую боль в глазах, усиливающуюся на свету, т. е. у него возникает так называемая светобоязнь. В тяжелых случаях воспаляется роговая оболочка глаз с нарушением ее прозрачности, расширяются сосуды роговой и слизистой оболочек, суживаются зрачки. Продолжительность болезни обычно несколько дней. В случае поражения роговой оболочки лечение оказывается более сложным и длительным. Электроофтальмия возникает сравнительно редко - у 1…2% пострадавших от тока [22].Механические повреждения возникают в результате резких непроизвольных судорожных сокращений мышц под действием тока, проходящего через человека. В результате могут произойти разрывы кожи, кровеносных сосудов и нервной ткани, а также вывихи суставов и даже переломы костей. Механические повреждения являются, как правило, серьезными травмами, требующими длительного лечения; они происходят очень редко. Механические повреждения, вызванные, например, падением человека с высоты в результате воздействия тока, к электротравмам не относятся.Электрический удар – это возбуждение живых тканей организма проходящим через него электрическим током, сопровождающееся судорожными сокращениями мышц. При электрических ударах исход воздействия тока на организм может быть различным - от легкого, едва ощутимого судорожного сокращениямышц пальцев руки до прекращения работы сердца или легких, т. е. до смертельного поражения.В зависимости от исхода воздействия тока на организм электрические удары делятся на следующие четыре степени [22]:I - судорожное сокращениемышцбезпотерисознания;II - судорожное сокращение мышц с потерей сознания, но с сохранившимися дыханием и работой сердца;III - потеря сознания и нарушение сердечной деятельности или дыхания (либо того и другого вместе);IV - клиническая смерть, т. е. отсутствие дыхания и кровообращения.Клиническая (мнимая) смерть – переходный период от жизни к смерти, наступающий с момента прекращения деятельности сердца и легких.У человека, находящегося в состоянии клинической смерти, отсутствуют все признаки жизни: он не дышит, его сердце не работает, болевые раздражения не вызывают никаких реакций, зрачки глаз расширены и не реагируют на свет. Однако в этот период жизнь в организме еще полностью не угасает, ибо ткани его умирают не все сразу и не сразу прекращаются функции различных органов. При этом почти во всех тканях организма продолжаются обменные процессы, хотя и на очень низком уровне, резко отличающиеся от обычных, но достаточные для поддержания минимальной жизнедеятельности. Эти обстоятельства позволяют, воздействуя на более стойкие жизненные функции организма, восстановить угасающие или только что угасшие функции, т. е. оживить умирающий организм.При клинической смерти первыми начинают погибать оченьчувствительные к кислородному голоданию клетки коры головного мозга (нейроны), с деятельностью которых связаны сознание и мышление. Поэтому длительность клинической смерти определяется временем с момента прекращения сердечной деятельности и дыхания до начала гибели клеток коры головного мозга; в большинстве случаев она составляет 4…5 мин, а при гибелиздорового человека от случайной причины, например от электрического тока - 7…8 мин [22].Биологическая (истинная) смерть - необратимое явление, характеризующееся прекращением биологических процессов в клетках и тканях организма и распадом белковых структур; она наступает по истечении периода клиническойсмерти. Причинами смерти от электрического токамогутбыть: прекращение работы сердца; прекращениедыхания; электрический шок.Прекращениеработысердца - результатпрямого воздействий тока на мышцу сердца, т. е. прохождение тока непосредственно в области сердца, а иногда и результатом рефлекторного действия, когда сердце не лежит на пути тока. В обоих случаях может произойти остановка сердца или наступить его фибрилляция.Фибрилляция - это хаотические быстрые и разновременные сокращения волокон сердечной мышцы (фибрилл), при которых сердце перестает работать как насос, т. е. оно не в состоянии обеспечить движение крови по сосудам. В результате остановки или фибрилляции сердца в организме прекращается кровообращение, а следовательно, прекращается доставка кислорода кровью из легких к тканям и органам, что и вызывает гибель организма.Прекращение дыхания вызывается прямым, а иногда рефлекторным воздействием тока на мышцы грудной клетки, участвующие в процессе дыхания. Человекначинаетиспытыватьзатруднениедыханияужепритоке,равном 20…25 мА (50 Гц), которое усиливается с ростом тока. При длительном действии такого тока (несколько минут) наступает так называемая асфиксия (удушье) в результате недостатка кислорода и избытка углекислоты в организме. Прекращение дыхания возможно и в результате кратковременного (несколько секунд) воздействия большого тока (несколько сотен миллиампер и более), который может вызвать паралич дыхания [22].Электрический шок - своеобразная тяжелая нервно-рефлекторная реакция организма в ответ на сильное раздражение электрическим током, сопровождающаяся опасными расстройствами кровообращения, дыхания, обмена веществ и т. п. Шоковое состояние длится от нескольких десятков минут до суток. После этого может наступить или гибель организма в результате полного угасания жизненно важных функций, или полное выздоровление как результат своевременного активного лечебного вмешательства.7.2. Организационно-технические мероприятия при обслуживании высоковольтного оборудования, устанавливаемого на подстанцииДля безопасного выполнения работ должны быть выполнены следующие организационно-технические мероприятия:- организационные мероприятия: организация работ по наряду;- технические мероприятия: ключ ТУ перевести на МУ; отключить В, отключить ЛР; отключить разъединитель КС F; снять предохранители ±У; снять предохранители ~220В управления ЛР, управления ЛР всех присоединение включаемых через обходную шину; отключить ШР, включить ЗН ШР в сторону В; включить ЗН ЛР; установить два комплекта ПЗ на отходящую линию; установить ПЗ на обходную шину; оградить рабочее место и вывесить плакаты.Так, все оборудование, вновь установленное на тяговой подстанции должно заземляться. Произведем расчет заземления.7.3. Расчет защитного заземляющего устройстваЗащитное заземляющее устройство тяговой подстанции сооружается в соответствии с требованиями, предъявляемыми к электроустановкам выше 1 кВ в сетях с эффективно заземленной нейтралью.В целях выравнивания электрического потенциала на территории тяговой подстанции на глубине tr = 0,5-0,7 м прокладывают продольные и поперечные горизонтальные заземлители и соединяют их между собой в заземляющую сетку.По плану расположения электрооборудования в соответствии с нормативными требованиями к расположению продольных и поперечных горизонтальных заземлителей определяют общую длину горизонтальных заземлителейLг, которую можно определить в первом приближении по выражению:где S – площадь территории тяговой подстанции, м22200 м.Для определения сопротивления заземляющего устройства, выполненного в виде горизонтальной сетки в однородной земле, используем выражение:где ρ – удельное сопротивление земли, Ом∙м.Общее сопротивление заземляющего устройства следует определять с учетом естественных заземлителейRе, сопротивление которых можно принять равным 2-3 Ом. Тогда значение Rз будет равноПроверим выполнение условия Rз <0,5 Ом. Условие не выполняется, тогда устройство дополним вертикальнымизаземлителями. Это позволит снизить Rз до требуемого значения и уменьшить диапазон его сезонных колебаний.Длину вертикального заземлителя примем равной tв = 3-5 м. Для снижения взаимного экранирования вертикальные заземлители следует размещать по периметру горизонтальной заземляющей сетки на расстоянии а≥2 tв, друг от друга. Примем Lв=5 метров.Число вертикальныхзаземлителей определим по выражению:Сопротивление заземляющего устройства, состоящего из горизонтальной сетки и вертикальныхзаземлителей, определим по выражению:где A – коэффициент, значение которого рассчитывается по формулеtг – относительная глубина погружения в землю вертикальных электродов.Определим сопротивление заземляющего устройства:Проверим выполнение условия Rз <0,5 Ом. Защитное заземляющее устройство тяговой подстанции отвечает требованиям безопасности защиты обслуживающего персонала от поражения электрическим током.8. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ8.1. Резюме проектаОсновная задача инновационной политики ОАО «РЖД» состоит в выявлении и разработке перспективных технологий, создание которых позволило бы вывести железнодорожный транспорт на качественно новый уровень развития, а в новых экономических и политических условиях обеспечить устойчивую и эффективную его работу [23].Проблема адекватной оценки привлекательности проекта, связанного с вложением капитала, заключается в определении того, насколько будущие поступления оправдывают сегодняшние затраты. Поскольку принимать решения приходится «сегодня», все показатели будущей деятельности должны быть откорректированы с учетом снижения ценности денежных ресурсов по мере отдаления операций, связанных с их получением или расходованием, т.е. с учетом фактора времени [24].Эффективность внедрения технического решения определяется путем сопоставления полученых экономических результатов и связанных с ними затрат.С установкой трансформатора напряжения ТН-27,5 кВ и новых функций в интеллектуальном терминале ИнТер (УККЗ) и запрета (АПВ) появилась возможность реализовать (БАПВ) за 0,5св случае проходящего КЗ. За это время, случаи проходящегоКЗ, в основном, составляют более 90% самоликвидирующихся.В данном случае, при введении БАПВ, схема электровоза, находясь в тяговом режиме, за 0,5сне успевает «разобраться», и тяговый режим сохраняется, вынужденной остановки поезда в аварийной ситуации не происходит.На участках с уклонами 6-12‰, и более, возможно применение постов секционированиянаразъединителях.8.2. Показатели экономической эффективностиВ соответствии с Методическими рекомендациями по оценке инвестиционных проектов на железнодорожном транспорте (утв. указанием МПС России от 31.08.98 № В-1024у) [25] используется система интегральных показателей, позволяющая оценить преимущества технического нововведения.По каждому инновационному проекту определяются четыре показателя:- чистый дисконтированный доход (ЧДД);- индекс доходности затрат и инвестиций (ИД);- внутренняя норма доходности (ВНД);- срок окупаемости капитальных вложений (Ток) [26].Проводимая технико-экономическая оценка инноваций связана с модернизацией автоматики межподстанционной зоны с постом секционирования на разъединителях с применением защит НИИЭФА-ЭНЕРГО,основным элементом которой является устройство УККЗпозволяющее отличать устойчивые КЗ от проходящих. В последнем случае разрешается быстродействующее АПВ. Технико-экономический эффект определяется снижением числа повреждений ЭПС. При быстродействующем АПВ (с временем 0,3 с) напряжение на ЭПС подается при наличии противо-ЭДС тяговых двигателей, поэтому броски тока в переходном процессе резко снижаются и это определяет снижение вероятности кругового огня по коллектору тягового двигателя.8.3. Формирование сметной стоимости работ по созданию проектаСтоимость составляющих единовременных затрат на оборудование одной межподстанционной зоны, определена на основании реальных цен, состоит из стоимости оборудования, материалов и монтажных работ сведена в табл. 8.1.Таблица 8.1Сметная стоимость оборудования 4-х питающих линий тяговых подстанций переменного тока с постами секционирования на разъединителях с применением защит НИИЭФА-ЭНЕРГО№ п/пНаименованиеКол-воЗначение показателя, руб.1.Защита НИИЭФА-ЭНЕРГО, шт.12954172.Высоковольтный предохранитель для защиты трансформатора напряжения ПКН001-35 У1170003.Кабель АКВВГ 4x2,5, м112,52812,54.Монтажный провод МГШВ 1x1,5, м.37,5562,55.Итого-397926.Монтажные работы -43757.Суммарные затраты-349959Получена сумма единовременных затрат на дооснащение постов секционирования на разъединителях с применением защит НИИЭФА-ЭНЕРГО для одной межподстанционной зоны:К1 = 349959 руб.8.4. Текущие затратыК текущим расходам можно отнести затраты на проведения ТО вновь установленного оборудования тяговой подстанции, связанные с добавлением в схему постов секционирования на разъединителях защит НИИЭФА-ЭНЕРГО.По норме времени №2 [41] определяем состав бригады:Электромеханик – 1;Электромонтер тяговой подстанции 4 разряда – 1.Расчет бригадной почасовой ставки выполнен в табл. 8.2.Таблица 8.2Бригадная почасовая ставкаСпециальностьТарифная ставка по штатному расписанию,руб.Коэффициентусловий труда12 %ПремияИтоговая почасовая ставка,руб.Норма%Показатель,руб.Электромеханик174,4220,932034,88230,23Электромонтер(4 разряда)156,6618,83047222,47Бригадная почасовая ставка, руб.452,70Полный расчет затрат по техническому обслуживанию постов секционирования на разъединителях защит НИИЭФА-ЭНЕРГО выполнен в табл. 8.3.Таблица 8.3Расчет затрат по техническому обслуживанию постов секционирования на разъединителях защит НИИЭФА-ЭНЕРГОВид и наименование работ по обслуживаниюРаботы по ремонтуТрудоемкость,час.Стоимость 1 нормо-часа бригады, руб.Стоимость,руб.ТО0,77452,7348,58Отчисления на соц. нужды30,4%105,97Накладные расходы от ФОТ 83,4%290,72Накладные расходы от общей суммы расходов 18,9%140,86Итого на пост886,138.5. Оценка экономической целесообразности проектаЗначение норматива дисконтирования Е и продолжительность расчетного периода существенно влияют на дисконтированные затраты по модернизации автоматики. В расчетах электрических сетей обычно принимаютЕ = 0,1 (т.е. – 10%). Это значение будем использовать далее в расчетах.В интегральных критериях расходы и доходы, разнесенные по времени, приводятся к одному (базовому) моменту времени. Базовым моментом времени обычно является дата начала реализации проекта, дата начала производственной деятельности и условная дата, близкая ко времени проведения расчетов эффективности проекта.В расчетах принимаем по опыту эксплуатации расчетный период – 10 лет. При этом начальный год расчетного периода, он же расчетный год – 2018 г.Конечный год расчетного периода – 2027 г.Приведение результатов и затрат к начальному моменту времени (расчетному году) осуществляется путем умножения их на коэффициент приведения, определяемый для постоянной нормы дисконта Е[26]:αt = 1/(1 + Е)t(8.1)где αt– коэффициент приведения разновременных затрат к расчетному году (коэффициент дисконтирования);Е = 0,1 – норма дисконта;t–количество лет, отдаляющих затраты данного года от расчетного.Определяем чисто дисконтированный доход (ЧДД) как сумму текущих эффектов за весь расчетный период, приведенный к начальному шагу:ЧДДш=(8.2)где Rt – результаты, достигаемые на первом шаге, тыс. руб.;Зt– затраты, достигаемые на первом шаге, тыс. руб.;Эt– прибыль (экономия эксплуатационных расходов), тыс. руб;Е – норма дисконта.Последовательность расчета ЧДД приведена в табл. 8.3. При этом,снижение эксплуатационных расходов за год составит следующую величину.По данным анализа Горьковской дистанции электроснабжения за год задержки поездов в аварийной ситуации составляют:- пассажирских – 3 поезда на общее время ΔNtП = 5,75 часа; грузовых – 4 поезда на общее время ΔNtГ = 11,58 часа; грузовых тяжеловесных – 3 поезда на общее время ΔNtГТ =12,95 часа.Согласно расходной ставки за 2017 г. по ГЖД:1 час простоя грузового поезда – еГ= 1434,47 руб.1 час простоя пассажирского поезда – еП= 1257,64 руб.1 час простоя тяжеловесного грузового поезда – еГТ= 2378,77 руб.Ущерб от простоя поездов на данном участке рассчитаем по формуле:СзадХ= ΔNtХ · еХ. (8.1)Сзад.П= 5,75 · 1257,64= 7 231,43 руб.Сзад.Г= 11,58 · 1434,47= 16 611,16 руб.Сзад.ГТ= 12,95 · 2378,77= 30 805,07 руб.Сзад=Сзад.П + Сзад.Г + Сзад.ГТ= 7231,43+16611,16 +30805,07 = 54 647,66 руб.Снижение эксплуатационных расходов за год от устранения простоев поездов по вине электроснабжения будет выражаться в сумме: 54 647,66 руб.Итого, общая экономия текущих затрат в связи с использованием новых функций ИнТер при существующем алгоритме автоматизации:СНВ =Сзад-СТО(8.2)СНВ =54647,66 – 886,13 =53761,53 руб.Таблица 8.3Расчет ЧДДГодыЕдиновременные затраты, тыс. руб.Снижение эксплуатационных расходов за год, тыс. руб.Коэффициент дисконтированияПриведенный экономический эффект, тыс. руб.ЧДД, тыс. руб.201835053,7153,7-296,3201953,70,909148,819-247,4813202053,70,826444,378-203,1037202153,70,751340,345-162,7588202253,70,68336,677-126,0817202353,70,620933,342-92,73941202453,70,564530,314-62,42576202553,70,513227,559-34,86692202653,70,466525,051-9,81587202753,70,424122,77412,9583На рис. 8.1. представлена графическая форма интерпретации расчета ЧДД Рис. 8.1. Графическое определение ЧДДСрок окупаемости дисконтированных затрат по вариантам расчета определяется графически по рис. 8.1. Ток = 9,5 года, что меньше заданного расчетного (10 лет).Таким образом, технико-экономический расчет показал эффективность модернизацииавтоматики.Срок окупаемости или период возврата единовременных затрат расчета составит:Ток = 9 + 12,9583/(12,9583 – (-9,81587)) = 9,6 года.Согласно проведенному расчету, в нашем случае срок окупаемости меньше нормативного, он составляет 9,6года, т.е. инновационный проект является экономически эффективным.ЗАКЛЮЧЕНИЕВ настоящей работе показано, каким образом наиболее эффективно должна быть выполнена неселективная защита и частично неселективная защита тяговой сети переменного тока с постом секционирования на разъединителях с применением защит НИИЭФА-ЭНЕРГО.Для решения этих задачбыл проведен и выполнен:- анализ технической литературы, нормативных документов и базы патентов федерального института промышленной собственности;- рассмотрено электроснабжение участка тяговой сети переменного тока с постом секционирования;- дана характеристика участка тяговой сети переменного тока;- приведена схема автоматизации электроснабжения межподстанционной зоны;- представлены варианты защит тяговой сети переменного тока;- предложено применение защит и автоматики НИИЭФА-ЭНЕРГО;- выполнен раздел по охране труда;- проведен расчет технико-экономической эффективности применения неселективной защиты и частично-неселективной защиты тяговой сети переменного тока с постом секционирования на разъединителях с применением защит НИИЭФА-ЭНЕРГО. При этом срок окупаемости затрат не превышает 9,6 года.СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВПравила устройства системы тягового электроснабжения железных дорог Российской Федерации (ЦЭ-462). – М.: МПС, 1997. – 79 с.Автоматизация систем электроснабжения: Учеб. Для вузов ж.-д. тр-та.; Под ред. Н.Д. Сухопрудского. – М.: Транспорт, 1990. – 359 с.Автоматизация управления энергообъединениями / В.В. Гончуков, В.М. Горнштейн, Л.А. Крумм и др; под ред. С.А. Совалова. – М.: Энергия, 1979. – 432 с.Пост секционирования контактной сети переменного тока: пат.на полезную модель № 160050 ФИПС Роспатент: МПК G01R31/42 (2006.01) / Л. А. Герман [и др.]. Заявл. 28.10.2015; опубл. 27.02.2016. Бюл. № 6.Посты секционирования и пункты параллельного соединения. Схемы и технические параметры / НИИЭФА-ЭНЕРГО. - СПб.: Рекламное бюро «ДИО», 2011. - 8 с.Терминал интеллектуальный присоединений 27,5 кВ ИнТер-27,5-ФКС: руководство по эксплуатации АВ093-00-000-00 01 РЭ / НИИЭФА-ЭНЕРГО. - СПб.: Рекламное бюро «ДИО», 2013. - 21 с.Марквардт К. Г. Энергоснабжение электрических железных дорог. - М.: Транспорт, 1965. - 464 с.Герман Л. А., Герман В. Л. Автоматизация электроснабжения тяговой сети переменного тока: монография. - М.: МИИТ, 2014. - 173 с.Малютин А. Ю. Применение маловентильных преобразователей в системе питания вспомогательных цепей электровозов переменного тока: автореф. дис. канд. техн. наук: 05.09.03. - М.: МГУПС, 2017. - 24 с.Малютин А. Ю. Состояние вопроса о вспомогательных машинах отечественных электровозов переменного тока // Электроника и электрооборудование транспорта. 2016. № 6. С. 24 – 28.Пупынин В. Н., Герман Л. А. Остаточное напряжение фидеров 27,5 кВ тяговых подстанций // Труды МИИТ. 1965. Вып. 213. С. 86 – 96.Гончаренко В. П., Корниенко Д. В., Латманизов М. В. Опыт эксплуатации устройства прохождения нейтральной вставки на Красноярской железной дороге // Электрификация, инновационные технологии, скоростное и высокоскоростное движение на железнодорожном транспорте: материалы V Международного симпозиума «Элтранс-2009». - СПб.: ПГУПС, 2010. С. 2009 – 2013Стандарт СТО РЖД 07.021.2 – 2015. Защита систем электроснабжения железных дорог от коротких замыканий и перегрузок. Ч. 2. Методика выбора алгоритмов действия, уставок блокировок и выбора времени автоматики в системе тягового электроснабжения. Утв. распоряжением ОАО «РЖД» от 27.05.2015 г. № 1351р. 28 c.Герман Л. А., Якунин Д. В., Фадеев А. И. Посты секционирования контактной сети переменного тока на разъединителях // Локомотив. 2013. № 5. С. 40 – 41.Пост секционирования контактной сети переменного тока: пат.на полезную модель № 172099. ФИПС Роспатент: МПК G01R31/42 (2006.01) / Л. А. Герман [и др.]; заявитель и патентообладатель Московский гос. ун-т путей сообщения Императора Николая II – МГУПС (МИИТ). № 2017105746; заявл. 21.02.2017; опубл. 28.06.2017. Бюл. № 19.Герман Л. А., Максимова А. А Интеллектуальная контактная сеть // Локомотив. 2014. № 10. С. 38 – 39.Основы автоматики, автоматизация и телеуправление устройствами электроснабжения электрических железных дорог. / Под ред. Н. Д. Сухопрудского. - М.: Транспорт, 1975. - 352 с.Правила устройства электроустановок.Все действующие разделы шестого и седьмого изданий с изменениями и дополнениями по состоянию на 1 февраля 2015г. - М.: КНОРУС, 2015. - 488 с.СП 224.1326000.2014. Свод правил. Тяговое электроснабжение железной дороги. ОАО "ВНИИЖТ";Правила технической эксплуатации железных дорог РФ. - М., 2011.- 255 с.Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей и Правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей: 4-е изд., перераб. и доп. с измен. М.: Дизайн ПРО, 2008. - 648 с.Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи. – 9-е изд., перераб. и доп. – М.: «Высшая школа», 1996. – 638 с.Александров Г. Н. Установки сверхвысокого напряжения и охрана окружающей среды. – Л.: Электроатомиздат, 1989. – 360 с.Бадер М.П. Электромагнитная совместимость. – М.:УМК МПС, 2002. – 638 с.Правила защиты устройств проводной связи и проводного вещания от влияния тяговой сети электрифицированных железных дорог переменного тока. - М.: Транспорт, 1989. - 135 с.Бессонов В.А., Матющенко В.С. Расчет потенциалов, наведенных электрическим полем в изолированных проводах контактной сети и линии ДПР. Межвуз. сб. науч. тр. ДВГУПС: «Повышение эффективности и надежности систем электроснабжения». – Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 1999.Руководящие указания по релейной защите систем тягового электроснабжения. Департамент электрификации и электроснабжения ОАО "РЖД". – М., "ТРАНСИЗДАТ", 2005 г.Справочник по электроснабжению железных дорог. Т. 1/Под ред. К.Г.Марквардта. – М.: Транспорт, 1980. – 256 с.Герман Л.А., Селякин В.С. Автоматизация электроснабжения тяговой сети переменного тока //Железнодорожный транспорт. №7, 2010. С. 34-40.Инструкция по заземлению устройств электроснабжения на электрифицированных железных дорогах. ЦЭ-191. – М.: МПС, 1993. – 68 с.Бей Ю.М. Тяговые подстанции: учебник для вузов ж.-д. транспорта / Бей Ю.М., Мамошин Р.Р., Пупынин В.Н., Шалимов М.Г. – М.: Транспорт, 1986. – 319 с.Карякин Р. Н. Заземляющие устройства электроустановок. Справочник. 2-е издание. М.: Энергосервис, 2006 – 521 с.Пат. №2365929 РФ. Устройство контроля короткого замыкания в контактной сети /Герман Л.А., Герман В.Л. Приоритет от 24 марта 2008 г.Пат. № 2316779 РФ. Устройство контроля короткого замыкания в контактной сети переменного тока / Герман Л.А., Герман В.Л., Марков А.Ю. Приоритет от 12 декабря 2005 г.Герман Л.А. Диагностика аварийных ситуаций контактной сети переменного тока железных дорог / Л.А. Герман, В.Л. Герман // ЭЭТ. 2008. №3. С. 41–47. Регулируемые установки емкостной компенсации в системах тягового электроснабжения железных дорог. Герман Л.А, Серебряков А.С. - М.: УМЦ, 2015, - 316. Ковалев И.Н. Электроэнергетические системы и сети: учебник. – М.: ФГБОУ «Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте», 2015. – 363 с.Методические рекомендации по расчету экономической эффективности новой техники и технологии, объектов интеллектуальной собственности и рационализаторских предложений. Текст. Утв. 28.11.2008. - №2538 р. - М.: ОАО «РЖД», 2008. - 85 с.Файбисович Д.Л. Справочник по проектированию электрических сетей.М.: ЭНАС, 2009. - 392 с.Федеральный институт промышленной собственности. Электронный ресурс. Режим доступа: http://new.fips.ru/elektronnye-servisy/informatsionno-poiskovaya-sistema/. Дата обращения 17.05.2018.Распоряжение ОАО "РЖД" от 19.10.2012 N 2103р "Об утверждении Норм времени на диагностику устройств электроснабжения"