Глава 4. Анализ перспектив по дальнейшей модернизации разъединителей и серийному изготовлению узкоспециализированного оборудования для хозяйства электроснабжения с учетом новых требований

В настоящее время во всей промышленности имеется тенденция по переходу к энергосберегающим технологиям. Постоянная модернизация приводов разъединителей приводит к уменьшению мощности двигателей и энергопотребления при той же производительности и данная тенденция продолжает сохраняться.

При осуществлении автономного питания разъединителей от высоковольтной линии продольного электроснабжения при уменьшении энергопотребления привода имеет смысл применять трансформаторы меньшей мощности чем серийные трансформаторы ОЛ, выпускающиеся в данный момент. Они обладают большими потерями холостого хода что отрицательно сказывается на экономии электроэнергии, поскольку потребление холостой нагрузки происходит постоянно, а не только в момент переключения. Поэтому перспективными направлениями в модернизации систем питания разъединителей является разработка трансформаторов 10/0,2 кВ меньшей номинальной мощности и с меньшими потерями холостого хода или применение бесконтактного питания, без применения понижающих трансформаторов, посредством передачи электрической энергии от линии посредством переменного магнитного поля, которое всегда существует вокруг линий переменного тока. Бесконтактный токосъем осуществляется с помощью рамки из электротехнической стали, на которую намотана вторичная обмотка. Роль первичной обмотки играет провод линии продольного электроснабжения (или несущий трос контактной сети на линиях переменного тока 27,5 кВ), который проходит сквозь рамку и переменным магнитным полем создает напряжение во вторичной обмотки. Поскольку нагрузка в линиях ВЛ ПЭ и в тяговой сети непостоянна по времени и может колебаться от величины тока утечки через изоляторы до предельно высокого тока нагрузки, то величина магнитного поля вокруг проводов линии изменяется в таких же широких пределах что сильно усложняет применения подобного способа питания. Также с помощью этого способа можно передать очень небольшую мощность, поэтому решением этой проблемы может быть добавление в цепь питания разъединителя и управляющей аппаратуры конденсатора большой емкости, который сможет накапливать энергию в течении продолжительного времени и быстро ее отдавать для питания привода в момент осуществления переключения, которое длиться 2-3 секунды. Подобное решение позволяет сильно упростить эксплуатацию разъединителей, поскольку в бесконтактном трансформаторе исключена возможность пробоя или короткого замыкания высоковольтной обмотки (по причине ее отсутствия), для предотвращения замыкания высоковольтного провода на металлическую рамку, она, вместе с обмоткой, покрывается слоем изоляции из полимерного диэлектрика (например фторопласт-16). Подобное устройство будет значительно дешевле существующих в настоящий момент трансформаторов ОЛ. Экономический эффект внедрения бесконтактного питания и накопления энергии на конденсаторах будет заметен когда электронные компоненты (конденсаторные накопители энергии и элементы блока питания для электродвигателя) подешевеют достаточно, что такой источник будет стоять дешевле чем классический понижающий трансформатор. При равной стоимости бесконтактного источника питания и трансформатора ОЛ, использование первого будет предпочтительнее вследствие отсутствия в нем постоянных электрических потерь и большей экономичности что позволить получить значительный экономический эффект в масштабах страны.

Наличие опыта отечественной промышленности в производстве специализированного цифрового оборудования для нужд железных дорог (стойки телемеханики АМТ на Московском энергомеханическом заводе) позволяет наладить отечественное производство специализированных промышленных микроконтроллеров и GSM-модемов для управления разъединителями. Промышленность в настоящее время не производит микроконтроллеры для подобных узкоспециализированных целей, потому их разработка и производство позволит удешевить оборудование, рассмотренное в разделе 3. Для удешевления производства микроконтроллеров необходимо их упростить, отказавшись от ненужных функций, которые присутствуют в существующих изделиях.

Для специализированных микроконтроллеров предъявляются следующие требования:

- широкий диапазон рабочих температур (от -40 до +50 градусов Цельсия);

- возможность работы на большой высоте над уровнем моря (до 3000 м);

- возможность работы при уровне относительной атмосферной влажности от 0 до 100 %;

- наличие 1 порта RS-232 для подключения видеокамеры (при возможности выпуска моделей без порта для установки на разъединители где не предусмотрена установка камеры);

- наличие 1 СОМ-порта для подключения лучевых датчиков контроля положения подвижного контакта и для управления моторным приводом;

- наличие USB-порта для настройки микроконтроллера;

- наличие встроенного GSM-модема с выносной антенной, которая будет монтироваться снаружи корпуса;

- соответствие всем российским стандартам безопасности;

- виброзащищенность и электромагнитная совместимость с системой тягового электроснабжения (в том числе на линиях тяги переменного тока);

- минимальное энергопотребление и компактные размеры;

- необходимый объем постоянной и оперативной памяти, а также производительность процессора, требуемые для управления разъединителем;

Наличие устройств вывода звуковой или графической информации (интерфейсы DVI, VGA, HDMI и т.д.) не требуются и они в данном микроконтроллере не должны устанавливаться. Максимальное упрощение промышленного компьютера для применения в хозяйстве электроснабжения позволяет их значительно удешевить, по сравнению с ныне производящимися образцами, а также внести вклад в развитие российской электротехнической промышленности при выполнении политики импортозамещения.

Для контроля внешнего состояния разъединителей следует также разработать специализированную IP-видеокамеру, которая будет отличаться возможности работать под атмосферными воздействиями и при разных температурах окружающей среды, наличием ИК-подсветки для съемки в темное время суток, невысокая разрешающая способность на уровне 704х576 и режим фотосъемки без записи видео.

Поскольку в данном дипломном проекте идет речь о модернизации разъединителя, то необходимо оценить влияние этой модернизации на повышение безопасности эксплуатации тяговой сети и оценить опасные факторы при проведении самой модернизации.

В ходе модернизации разъединитель оборудуется датчиками, которые надежно контролируют его положение, что повышает безопасность его эксплуатации и эксплуатации контактной сети. Оптические датчики отслеживают аварийный режим при заклинивании контактов разъединителя в промежуточном положении, когда существует опасность перекрытия воздушного промежутка приложенным напряжением, и подают соответствующий сигнал тревоги энергодиспетчеру, после чего он запрещает производство планируемых работ. Благодаря модернизации уменьшается потребность в обслуживании разъединителя, следовательно, уменьшается время нахождения рабочих в опасной зоне на перегоне.

Железная дорога является местом повышенной опасности и производство работ на ней требует соблюдение правил безопасности. Поэтому разработка плана по модернизации разъединителей требует оценки вредных и опасных производственных факторов при проведении данных работ. К опасным факторам относят кратковременное физическое воздействие на организм человека, которое вызывает нарушение здоровья или смерть, например ожог, удушье, баротравма, травматическая ампутация, поражение электрическом током и т.д. К вредным факторам относят такие воздействия на организм человека, которые проявляются при продолжительном пребывании в определенной среде и приводят к развитию профзаболеваний. К ним относится глухота при работе в шумной среде, ухудшение зрения при работе в условиях плохого освещения, онкологические заболевания и заболевания репродуктивной системы при работе в условиях повышенной радиации, поражение центральной нервной системы при накоплении в организме тяжелых металлов.

Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом...

Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор...

ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования...

Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: