Разработка автоматизированной системы управления агрегатами тяговых подстанций Волховстроевской дистанции электроснабжения, при вынужденных режимах работы, на участке Волховстрой — Свирь, с совмещением программы АРМ диспетчер

Таблица 5.1Перечень исходных данных, которые будут использованы для расчетов.

Наименование показателей.

УсловныеобозначенияГрузовое движение.

Пассажирское движение.

ЭлектротягаЭлектротяга.

ЭлектропоездаХодовая скорость движения поездов, км/чVx49,58 060.

Средний состав поезда, ваг. m54,315,19,1Число секций в поездеmc—4,55Средняя масса локомотива, тP лок182,8120-Средняя масса поезда брутто, т. Qбp29781179516.

Коэффициент, который учитывает дополнительное время работы локомотивных бригад, ед. Кпс1,462,52,1Отношение вспомогательного пробега локомотивов к пробегу во главе поездов, %Вгл17,625,64-Отношение условного пробега локомотивов к пробегу во главе поездов, %Ву3,733,121Норма расхода электроэнергии (топлива) на 1 час простоя локомотива, кВт. ч (кг)а эт121,085,834,8Расход электроэнергии (топлива) на 1 кмт механической работы, кВт. ч (кг)а ткм3,0553,63,6Коэффициент, учитывающий потери электроэнергии в контактной сети, ед. Кл1,151,151,15Коэффициент, учитывающий использование мощности двигателя на стоянках, ед. Кр0,50,50,7Время на разгон и замедление поезда, мин. t р.з.333Поскольку, распоряжением ОАО «РЖД» от 6 августа 2012 года N 1569р, разработка единичных и укрупненных расходных ставок для определения договорных тарифов на услуги железнодорожного транспорта, непроизводительных потерь и других целей возложена на это структурное подразделение, размеры единичных расходных ставок, использованные при проведении дальнейших расчетов, взяты из данных этой службы. Таблица 5.2Определение себестоимости одного поезда — часа простоя в грузовом движении.

ИзмерителиЕдиничная расходная ставка, pуб. Величина измерителя.

Сумма расходов, руб. Вагоно-часы рабочего парка9,47 m=54,3514,22Локомотиво-километры поездных локомотивов30 130.

Бригадо-часы локомотивных бригад765,371 765,37Расход электроэнергии (топлива).

1,93а э (т)*Кр*Кл = 69,58 134,29ИТОГО:

1443,88Таблица 5.3Определение себестоимости одного поезда — часа простоя в пассажирском движении.

ИзмерителиЕдиничная расходная ставка, руб. Величина измерителя.

Сумма расходов, руб. Вагоно-часы пассажирских вагонов45,39m=15,1685,33Вагоно-часы в движении252,08m=15,13 806,41Локомотиво-километры16,97 116,97Бригадо-часы локомотивных бригад677,761 677,76Расход электроэнергии (топлива).

1,93а э (т)*Кр*Кп =49,3495,23ИТОГО:

5281,70Таблица 5.4Определение себестоимости одного поездо-часа простоя в пригородном движении.

ИзмерителиЕдиничная расходная ставка, руб. Величина измерителя.

Сумма расходов, руб. Секции-часы пассажирских вагонов55,12m=4,55 250,80Вагоно-часы в движении—-Секции-километры16,36m=4,5574,44Бригадо-часы локомотивных бригад580,331 580,33Расход электроэнергии (топлива).

1,93а э (т)*Кр*Кп =28,0154,06ИТОГО:

959,63Таблица 5.5Расчет расходов на разгон и замедление на одну остановку поезда в грузовом движении.

ИзмерителиЕдиничная расходная ставка. pуб. Величина измерителя.

Сумма расходов руб. Вагоно-часы рабочего парка9,47 t р.з.*m/60=2,7225,76Локомотиво-километры поездных локомотивов30Vх*1р.з.(1=Вгл)//2*60=1,2838,40Бригадо-часы локомотивных бригад765,37t р.з.*Клс/60=0,7 355,87Расход электроэнергии (топлива).

1,9395,96 185,20ИТОГО:

305,23Таблица 5.6Расчет расходов на разгон и замедление на одну остановку поезда в пассажирском движении.

ИзмерителиЕдиничная расходная ставка, руб. Величина измерителя.

Сумма расходов, руб. Вагоно-часы пассажирских вагонов45,39tp.з.*m/60=0,7634,50Локомотиво-километры16,97Vx*tp.з.(l=Bгл)//2*60=2,0634,96Бригадо-часы локомотивных бригад677,76tp.з.*Kпс/60=0,l 388,11Расход электроэнергии (топлива).

1,93 118,02227,78ИТОГО:

385,35Таблица 5.7Расчет расходов на разгон и замедление на одну остановку поезда в пригородном движении.

ИзмерителиЕдиничная расходная ставка, руб. Величина измерителя.

Сумма расходов, руб. Секции-часы пассажирских вагонов55,12tp.з.*m/60=0,2312,68Бригадо-часы локомотивных бригад580,33tp.з.*Kпc/60=0,l 163,84Расход электроэнергии (топлива).

1,9327,1552,40ИТОГО:

128,92Таблица 5.8Сводная таблица себестоимости одного поездо-часа простоя и расходов на разгон и замедление на одну остановку.

ПоказателиГрузовое движение.

Пассажирское движение.

Электротяга, руб. Электротяга, руб. Электропоезда, руб. Себестоимость одного поездо-часа простоя1443,885 281,70959,63Расходы на разгон и замедление на 1 остановку305,23 385,35128,92Итого1749,115 667,051088,55Используя результаты проведенных расчетов, можем определить размер потерь, причиной которых стали непредвиденны задержки грузовых поездов, который составит:

10*21,97* 1749,11 = 384 279,47 руб. Размер потерь, причиной которых являются непредвиденный задержки пассажирских поездов, составят:

22*25,08*5667,05 = 3 126 851,51 руб. Размер потерь, причиной которых являются непредвиденный задержки пригородных поездов, составят: 85*50,17*1088,55 = 4 642 067,05 руб. Таким образом, если суммировать все эти показатели, общий размер потерь, причиной которых являются задержки грузовых, пассажирских и пригородные поездов, составит:

384 279,47 +3 126 851,51 +4 642 067,05 = 8 153 198,03 руб.

5.2. Экономия от снижения задержек поездов по вине хозяйства электрификации и электроснабжения.

Данный проект предусматривает наличие у энергодиспетчера оперативного плана действий при вынужденных режимах работы, что позволяет сократить задержки поездов до 10%.Экономия затрат составляет при этом:

8 153 198,03*10/ 100 = 815 319,80 руб.

5.3. Экономия от снижения потерь времени на поиск информации.

Количество смен в году — 365 смен. Количество энергодиспетчерских кругов ЭЧ — 3 ед. Численность энергодиспетчеров в смену на круг 1 чел. Среднемесячный оклад энергодиспетчера составляет 46 300 рублей, часовая ставка 278,92 рублей (46 300/166).Ожидаемое снижение потерь времени энергодиспетчера на поиск информации за счет организации информационного фонда (внедрение АРМ диспетчер) составит 1% рабочеговремени. Экономия трудовых затрат от снижения потерь на поиск информации 365 * 24*3*1* 1/100 = 262,8чел-час.Годовая экономия в денежном выражении:

262,8 * 278,92 = 73 300,18 руб. Общая экономия от внедрения проекта:

815 319,80 +73 300,18 = 888 619,98 руб.

5.4. Затраты на разработку проекта.

Для реализации автоматизированной системы АРМ диспетчер требуется программист, который по рекомендациям, полученным в дипломном проекте, сможет обеспечить поддержку программного обеспечения для диспетчера. Срок разработки и внедрения АРМ диспетчер составит2 месяца. Оклад программиста — 42 500 рублей.

Отчисления на социальные нужды (единый социальный налог) составляют 30,2% от заработной платы.

42 500 * 2 = 85 000 руб.

85 000 * 0,302 = 25 670 руб. Так же для реализации данного проекта потребуется программное обеспечение.

АРМ диспетчер. Минимальный набор необходимого программного обеспечения включает в себя:

операционную систему RTP;

— ОРС сервер по спецификации ОРС DATAACCESS;

— программный пакет КОРТЭС.145 000 + 80 000 + 35 000 = 260 000 руб. Себестоимость разработки модели:

85 000 + 25 670 + 260 000 = 317 340 руб. При расчете стоимости разработки необходимо учитывать налог на добавленную стоимость (НДС), равный 18%.317 340 * 0,18 = 57 121,20 руб. Стоимость разработки с учетом НДС:317 340 + 57 121,20 = 374 461,20 руб. При одноэтапныхинвестициях и постоянной величине эффекта от их реализации срок окупаемости определяется как отношение капиталовложений к экономическому эффекту:

Таким образом, инвестиционный проект по созданию автоматизированной системы окупается в течение 0,421года после внедрения (примерно 5 месяцев) и является экономически эффективным.

6. Охрана труда и техника безопасности при эксплуатации тяговой подстанции.

При работе на тяговых подстанциях необходимо создать условия, обеспечивающие безопасность, сохранение здоровья и работоспособность человека в процессе труда. Вопросы охраны труда и техники безопасности определяются нормативным документом: ЦЭ 402 «Инструкция по технике безопасности при эксплуатации тяговых подстанций, пунктов электропитания и секционирования электрифицированных железных дорог» от 17.

10.96 г. В данном дипломном проекте рассмотрены несколько подстанций постоянного тока на участке Волховстрой — Свирь.

6.1. Обеспечение электробезопасности при работе на тяговых подстанциях.

Электротехнический персонал, занятый эксплуатацией, техническим обслуживанием и ремонтом электроустановок на тяговых подстанциях, относится к категории работников, на которых могут воздействовать вредные и опасные производственные факторы. Зона влияния электрического поля — это пространство, в котором напряженность электрического поля превышает 5 кВ/м. Зоной экранирования называется пространство вблизи находящихся в электрическом поле зданий и сооружений, а также заземленных металлоконструкций фундаментов под оборудование, силовых трансформаторов и крупногабаритных объектов, в котором напряженность электрического поля не превышает 5 кВ/м.Тело человека, который находится в зоне влияния электромагнитного поля (ЭМП) и изолированное от земли, оказывается под некоторым потенциалом, достигающим иногда нескольких киловольт. Очевидно, что прикосновение человека, изолированного от земли, к заземленному металлическому предмету, равно как и прикосновение человека, имеющего контакт с землей, к металлическому предмету, изолированному от земли, сопровождается прохождением через человека в землю разрядного тока, который может вызвать болезненные ощущения, особенно в первый момент. Часто прикосновение сопровождается искровым разрядом, который вызывает болевые ощущения и оказывает раздражающее действие на нервную систему, что может привести к случайным резким движениям. Таким образом, персонал тяговых подстанций, может подвергаться действию индуцированных токов (токов смещения), разрядных токов, обусловленных наличием в месте ведения работ машин и механизмов на резиновом ходу, токов, создаваемых падением напряжения на сопротивление самозаземления машин и механизмов на гусеничном ходу. При воздействии полей на человека неопасной считается плотность тока в организме примерно 10 мА/м2, что соответствует при частоте 50 Гц напряженности внешних полей 20 кВ/м и 4 кА/м. При больших плотностях наблюдаются такие последствия, как обратимые изменения скорости синтеза протеинов и ДНК, нарушения ионного равновесия, концентрации промежуточных продуктов обмена и активных веществ в клетках, изменения процессов деления клеток и т. п. При плотностях тока 100−1000 мА/м2 может происходить сильное возбуждение клеток и тканей, центральной нервной системы, возникают болевые ощущения, а при больших плотностях тока возможны аритмия и фибрилляция сердца. Таким образом, следует четко различать возможные негативные или позитивные последствия электрических и магнитных полей в зависимости от их напряженности и экспозиции. Плотность тока 10 мА/м2 в теле человека считается уровнем естественных биотоков. При такой плотности тока все клетки функционируют нормально. Частоты биотоков, как правило, лежат в диапазоне 4 — 1000.

Гц. Регистрация сигналов, связанных с биотоками (электрокардиограммы, энцефалограммы) является эффективным средством диагностики состояния организма человека. Для эксплуатационного персонала подстанции установлена допустимая продолжительность периодического и длительного пребывания в электрическом поле при напряжённостях на уровне головы человека (1,8 м над уровнем земли): 5 кВ/м — время пребывания неограниченно; 10 кВ/м — 180 мин; 15 кВ/м — 90 мин; 20 кВ/м — 10 мин; 25 кВ/м — 5 мин. Выполнение этих условий обеспечивает самовосстановление организма в течении суток без остаточных реакций и функциональных или патологических изменений. Защита работающих на тяговой подстанции от неблагоприятного воздействия электрических полей должна осуществляться путем проведения организационных и технических мероприятий. Организационные включают в себя выбор рациональных режимов работы персонала по обслуживанию электроустановок, ограничение мест и времени пребывания персонала в зоне воздействия электрических полей частотой 50 Гц. Инженерно-технические мероприятия подразумевают рациональное размещение электроустановок и применение экранирующих средств защиты и относится, в основном, к подстанциям. К экранирующим средствам защиты, применяемым при эксплуатации электроустановок, относятся экранирующие навесы, козырьки, перегородки, переносные экранирующие устройства, экранирующие костюмы. Отметим, что защитные свойства экранирующих устройств основаны на эффекте ослабления напряженности и искажении электрического поля в пространстве вблизи заземленного электрического предмета. 6.

2. Анализ ОВПФ на объекте.

Электротехнический персонал, который допущен к эксплуатации, техническому обслуживанию и ремонту электроустановок на тяговых подстанциях, относят к работникам, подвергающимся воздействию вредных и опасных производственных факторов. При определении перечня таких факторов необходимо рассмотреть состав технологического оборудования, характеристики технологических процессов, результаты измерений показателей вредных или опасных производственных факторов проводившихся ранее, требования нормативно-правовой базы, а также предложения работников. Виброакустическими факторами производственной среды является наличие шума, вибрации (локальной и общей), инфразвука, ультразвука. Эти факторы характерны для всех основных железнодорожных профессий. Уровень шума на тяговых подстанциях зависит от разновидности систем вентиляции, мощности агрегатов, места их расположения и др. Фактор «инфразвук» оценивается в случае наличия на рабочем месте оборудования, работающего на низких (малых) частотах, а также повышенного, более 80 дБ по шкале А, уровня шума. Фактор «вибрация общая и вибрация локальная» оценивается в случае наличия на рабочем месте подвижных или вращающихся элементов машин и механизмов. При этом вибрация локальная оценивается в случае передачи воздействия вибрации от источника к работнику только через руки, а общая — через опорные части тела человека. Фактор «неионизирующие поля и излучения», к которым относятся электромагнитные поля и излучения, ультрафиолетовое и лазерное излучения, оценивается в случае наличия соответствующих источников:

источниками электромагнитных полей и излучений является, как правило, электрооборудование, имеющее в своем составе источники электромагнитных излучений различных частот, а также силовое электрооборудование и сети, питающееся током промышленной частоты;

— источниками ультрафиолетового излучения является оборудование, имеющее в своем составе генератор (источник) ультрафиолетового излучения, а также процессы, выполнение которых сопровождается выделением ультрафиолетового излучения;

— к источникам лазерного излучения относится оборудование, имеющее в своем составе источник лазерного излучения. Ионизирующие излучения не являются характерными для объектов железнодорожного транспорта, в т. ч. и тяговых подстанций. На каждом рабочем месте обязательной является оценка показателей микроклимата в теплый и холодный периоды года. При этом оценка условий труда по фактору микроклимата проводится на основе измерений температуры, влажности, скорости движения воздуха и теплового излучения в производственных помещениях на всех местах пребывания работника в течение рабочего дня (рабочей смены) с учетом сезона года и сопоставления фактических значений указанных параметров с нормативами. При проведении аттестации рабочих мест световая среда оценивается по естественному и искусственному освещению. Фактор «световая среда» не оценивается только на рабочих местах, на которых работа выполняется только на открытой территории и только в дневное время суток. В других случаях фактор «световая среда» подлежит оценке. Следовательно, время воздействия данного фактора определяется исходя из фактической продолжительности рабочей смены за исключением времени выполнения работ на открытой территории в дневное время суток. Такие факторы как тяжесть и напряженность трудового процесса оцениваются на всех рабочих местах. При этом данные факторы оцениваются за фактическое время работы работника (всю продолжительность смены).Таким образом, на основании анализа наличия опасных и вредных факторов при работах на тяговых подстанциях, определены следующие опасности:

наличие высокого напряжения в электрической цепи, замыкание которой может произойти через тело человека;

— наличие термического фактора электрической дуги;

— повышенная напряженность электрического и магнитного полей;

— работа персонала на высоте;

— падение предметов с высоты;

подвижного состава;

— пониженная или повышенная температура окружающего воздуха;

— нервно — психические перегрузки из-за необходимости выполнения работы под напряжением или вблизи него;

— пониженная температура поверхностей оборудования;

— химические опасные и вредные факторы — возможность попадания на тело трансформаторного масла при работе с маслонаполненными выключателями, трансформаторами, высоковольтными вводами трансформаторов. В следствии наличия таких факторов, существует высокая вероятность поражения электрическим током, влияния электромагнитного поля на организм; падение с высоты, возможность поражения персонала при проведении коммутационных операций, др.

6.3. Требования к оперативному персоналу тяговых подстанций.

Эксплуатация, техническое обслуживание и ремонт электрооборудования тяговых подстанций осуществляется специально подготовленным персоналом. Согласно требований ГОСТа 12.

0.004−15, если у работника отсутствует профессиональная подготовка, он должен быть обучен специализированным центром подготовки персонала. Профессиональную подготовку персонала, повышение его квалификации, проверку знаний и инструктажи проводят по требованиям, установленным государственными и отраслевыми нормативными актами по организации охраны труда и безопасной работы персонала. К категории оперативного персонала относятся рабочие, обеспечивающие осуществление оперативного управления и обслуживания тяговой подстанции. Помимо этого, они проводят работы по текущей эксплуатации подстанции. К их обязанностям относится осуществление оперативных переключений, осмотров, допусков и надзоров за действиями работающих. Оперативному персоналу, имеющему группу по электробезопасности 2−5 включительно, предъявляются следующие требования:

достижение возраста старше 18 лет;

— лицам, входящим в состав оперативного персонала и имеющим соответствующую теоретическую и практическую подготовки, необходимо пройти проверку знаний и получить удостоверение на допуск к работам в электроустановках. Практиканты высших учебных заведений, техникумов, профессионально-технических училищ, которые не достигли 18-летнего возраста, могут пребывать в действующих электроустановках только под постоянным надзором лица из оперативного с группой по электробезопасности не ниже 3 — в установках напряжением до 1000 В и не ниже 4 — в установках напряжением выше 1000 В. Допуск к самостоятельной работе практикантов, не достигшим 18- летнего возраста, и присвоение им группы по электробезопасности 3 и выше запрещено. Работы в действующих электроустановках должны производиться по наряду-допуску. Производитель работ, выполняемых по наряду в электроустановках напряжением выше 1 кВ, должен иметь группу IV, а в электроустановках до 1 кВ — группу III, кроме работ в подземных сооружениях, где возможно появление вредных газов, работ под напряжение, работ по перетяжке и замене проводов на ВЛ напряжением до 1 кВ, подвешенных на опорах ВЛ напряжением выше 1 кВ, при выполнении которых производитель работ должен иметь группу IV.

6.4. Комплектация тяговой подстанции необходимыми средствами индивидуальной защиты.

Индивидуальные средства защиты применяются работниками тяговой подстанции для предотвращения или уменьшения воздействия опасных или вредных производственных факторов. В соответствии с Правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок персонал должен быть снабжен всеми необходимыми средствами защиты, которые разделяют на две группы: основные и дополнительные. К основным электрозащитным относятся средства защиты, изоляция которых длительно выдерживает рабочее напряжение электроустановок, и, таким образом, позволяет прикасаться к токоведущим частям под напряжением. Дополнительными являются средства защиты, которые сами по себе не могут при данном напряжении обеспечить защиту от поражения электрическим током, а применяются совместно с основными электрозащитными средствами. Средства защиты до 1000 В, используемые в электроустановках, должны удовлетворять требованиям государственного стандарта и Инструкции, утвержденной приказом Минэнерго России от 30 июня 2003 г. № 261 (далее — Инструкция № 261).К основным средствам защиты относятся: изолирующие штанги всех видов; диэлектрические перчатки; инструмент с изолирующими рукоятками; указатели напряжения; измерительная штанга; изолирующие клещи; электроизмерительные клещи; устройства для прокола кабелей. В электроустановках напряжением выше 1000 В пользоваться изолирующими штангами, клещами и указателями напряжения нужно в диэлектрических перчатках. Перед применением средств защиты работник обязан проверить их исправность, отсутствие внешних повреждений, а также очистить от пыли и проверить срок годности. Пользоваться средствами защиты с истекшим сроком годности запрещено. К дополнительным средствам защиты относятся: диэлектрические галоши; диэлектрические коврики, дорожки и изолирующие подставки; гибкие изолирующие колпаки, покрытия и накладки; приставные изолирующие лестницы и стремянки изолирующие стеклопластиковые. При работе в электроустановках с использованием основных средств защиты до 1000 В достаточно применить одно дополнительное средство защиты. Если работник применяет два дополнительных средства защиты до 1000 В или более, они все равно не заменяют основные средства защиты до 1000 В. Основные средства защиты до 1000 вольт и выше 1000 вольт рассчитаны на применение в закрытых электроустановках. В открытых электроустановках и воздушных линиях они применяются только в сухую погоду. Кроме основных и дополнительных средств защиты, в электроустановках применяются следующие средства индивидуальной защиты работников: средства защиты головы (каски защитные); средства защиты глаз и лица (очки и щитки защитные); средства защиты органов дыхания (противогазы и респираторы); средства защиты рук (рукавицы); средства защиты от падения с высоты (пояса предохранительные и канаты страховочные); одежда специальная защитная (комплекты для защиты от электрической дуги).Нормы комплектации тяговой подстанции средствами защиты представлены в табл. 6.

1.Таблица 6.1Нормы комплектации тяговой подстанции средствами защиты.

Средство защиты.

КоличествоИзолирующая штанга (оперативная или универсальная).

2 шт. на каждое напряжение.

Указатель напряжения.

То же.

Изолирующие клещи (при отсутствии универсальной штанги) По 1 шт. на напряжение 10 и 35 кВпри наличии предохранителей на эти напряжения.

ДиэлектрическиеперчаткиНе менее 2 пар

Диэлектрические боты (для ОРУ)1 пара.

Переносные заземления.

Не менее 2-х на каждое напряжение.

Временные ограждения (щиты)Не менее 2 шт. Переносные плакаты и знаки безопасности.

По местным условиям.

Шланговый противогаз2 шт. Защитные очки2 шт. Слесарно-монтажный инструмент сизолирующими рукоятками1 комплект.

Защитные каски.

По 1 шт. на каждого работающего.

Изолирующие подставки или диэлектрические коврики.

По местным условиям.

Предохранительные монтёрские пояса2 шт. На тяговой подстанции должен находиться журнал учета и содержания средств защиты. Рекомендуемая форма журнала представлена в табл. 6.

2.Таблица 6.2Журнал учёта и содержания средств защиты.

Наименование средств защиты.

ИнвентарныйномерДатаиспытания.

Дата следующегоиспытания.

Дата и результат периодического осмотра.

Дата следующегоосмотра.

Место нахождения.

Примечание1.

2.6.

5. Расчет молниезащиты тяговой подстанции.

Молния представляет собой разряд скопившегося атмосферного электричества на землю. В процессе разряда величина тока может достигать 200 кА, а температура в канале ствола — 25 000 °C. Отсутствие молниезащиты или ее неудовлетворительное состояние являются одной из причин поражения людей, выхода из строя электронных устройств, пожаров, взрывов и разрушений. Молниезащитой называется комплекс защитных устройств от разрядов атмосферного электричества. Ее применение обеспечивает безопасность людей, оборудования, материалов, зданий и сооружений от возможных возгораний и разрушений, возникающих при воздействии молнии. Прямым ударом молнии осуществляется непосредственный контакт канала молнии со зданием или сооружением, сопровождающихся протеканием через последний тока молнии. Прямой удар молнии может вызвать загорание зданий и сооружений. Вторичное воздействие, вызванное близкими разрядами молнии, проявляется в наведении потенциалов на металлических элементах конструкций, оборудования, в незамкнутых металлических контурах, создает опасность искрения внутри защищаемого объекта. Возможное перенесение в защищаемое здание по протяженным металлическим коммуникациям (трубопроводам, кабелям и т. п.) электрических потенциалов, возникающих при близких ударах молнии и создающих опасность искрения внутри защищаемого объекта, называется заносом высокого потенциала [ 26]. Для защиты объектов от прямого удара, вторичного воздействия молнии и заноса высоких потенциалов применяют широкий комплекс молниезащитных мероприятий.

Они разрабатываются с учетом интенсивности грозовой деятельности в месте расположения объекта, степени его пожарои взрывоопасности и специфики. Молниеотвод создает зону защиты — часть пространства, примыкающего к молниеотводу, внутри которого здание или сооружение защищено с определенной степенью надежности. Электроустановки должны иметь защиту от грозовых и внутренних перенапряжений, выполненную в соответствии с требованиями ПУЭ (правила устройства электроустановок). Защита зданий ЭРУ (электрические распределительные устройства) и закрытых подстанций, а также расположенных на территории подстанций, зданий и сооружений, выполняются в соответствии с «Инструкцией по устройству молниезащиты зданий и сооружений» [27]. Защита зданий и сооружений подстанций от прямых ударов молнии осуществляется отдельно стоящими стержневыми тросовыми молниеотводами. Они обеспечивают необходимую зону защиты, представляющую пространство; защищаемое от прямых ударов молнии. Произведем расчет молниезащиты на примере тяговой подстанции постоянного тока ЭЧЭ-4 Юги участка Волховстрой — Свирь Октябрьской железной дороги. Тяговая подстанция представляет собой огражденную территорию, на которой расположено здание тяговой подстанции, открытые распределительные устройства (РУ-220, РУ-10, РУ-3,3, РУ-10 СЦБ, КРУ-0,4) с расположенными на них электрическим оборудованием. Территория тяговой подстанции имеет размеры:

длина — 145 мширина — 170 мВысота расположенного на ОРУ оборудования — 10 м. Зная размеры объекта, определяем ожидаемое количество поражений его молнией в (год):

для сосредоточенных сооружений (труб, вышек):(6.1) — для зданий прямоугольной формы:(6.2)где — наибольшая высота здания или сооружения, м; - соответственно ширина и длина здания или сооружения, м; - среднегодовое число ударов молнии в 1 км земной поверхности (удельная плотность ударов молнии в землю) в месте нахождения здания или сооружения. Поскольку среднегодовая продолжительность гроз в области месторасположения подстанции составляет 25−35 часов, то удельная плотность ударов молнии в землю на км2 ∙ год. Рассчитаем количество поражений молнией в год: Поскольку, то из табл. 2.14 [54] выбираем зону защиты типа Б. Поскольку, то выбираем одиночные стержневые молниеотводы (рис. 6.1).Рис. 6.

1. Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода высотой меньше 150 м: 1 — граница зоны защиты на уровне земли; 2 — граница зоны защиты на уровне Задавшись высотой стержня молниеотвода м, определяем габариты зоны защиты по табл. 2.15 [54]. Высота зоны защиты над землей:. (6.1) м. Радиус зоны, м, на уровне земли можно определить по формуле:.(6.2) м. Радиус, м, на уровне над землей можно определить:. (6.3) м. Как видим из расчета в зоне радиусом 150 м на уровне земли будет обеспечена молниезащита. Также на уровне над землей будет обеспечена молниезащита с покрываемым радиусом 134 м (рис. 6.2).Рис. 6.

2. Графическое изображение обеспечения молниезащиты тяговой подстанции над землей на высоте 10 м с покрываемым радиусом 134 м7. Безопасность жизнедеятельности.

Важное значение для организации работы тяговой подстанции имеет провидение мероприятий по прогнозированию предупреждению чрезвычайных ситуаций. Знание руководителями и специалистами отраслей станции основных характеристик стихийных бедствий, аварий, катастроф, современных средств нападения и их поражающих факторов, умение организовать защиту работающих, оборудования и водоисточников считается важнейшим и необходимым условием деятельности каждого из них в современных условиях, гарантией высокой готовности объекта народного хозяйства к действиям в экстремальной ситуации. Чрезвычайная ситуация — зональное происшествие техногенного, антропогенного или природного происхождения, заключающееся в резком отклонении от нормально протекающих процессов или явлений и оказывающее отрицательное воздействие на жизнедеятельность человека, функционирование экономики, социальную сферу и природную среду. Причинами возникновения ЧС могут быть природные, техногенные и биолого-социальные явления. При этом под нормой понимается такое протекание процесса или явления, к которому население и производство приспособились путем длительного опыта или специальных научно-технических разработок. Обстановка в районе ЧС — конкретная характеристика зоны (объекта, региона и др.), в которой сложилась чрезвычайная ситуация, выявленная на определенный момент времени и содержащая сведения о состоянии, последствиях, ресурсах и проведенных работах, а также данные о внешних условиях. Согласно классификации, чрезвычайные ситуации делятся на: аварии; крупные аварии; опасные природные явления; стихийные бедствия; экологические бедствия; экологические катастрофы; социальные, политические, национальные явления. Профилактические мероприятия по предупреждению чрезвычайных ситуаций. Основная цель государственной политики при защите населения, а также территорий от чрезвычайных ситуаций есть обеспечение требуемого уровня безопасности в пределах существующих научно-обоснованных критериях приемлемого риска. Основным законодательным документом, на котором основывается защита населения в чрезвычайных ситуациях выступает ФЗ (от 21.

12.94 № 68-ФЗ) «О защите населения и территорий от ЧС природного и техногенного характера».Реализация и формирование такой политики должно осуществляться при соблюдении основных принципов, которые приведены на рис. 7.

1.Рис. 7.

1. Блок-схема основных принципов защиты населения.

Комплекс мероприятий должен быть связан:

с оповещением персонала и населения об опасностях, с последующим информированием про порядок действий в сложившихся ЧС;с эвакуацией и рассредоточением;

с инженерной защитой территорий и населения;

с радиационной и химической защитой;

с медицинской защитой;

с обеспечением пожарной безопасности;

с подготовкой населения к элементам ГО и их защиты во время сложившейся ЧС. Основные мероприятия приведены в виде блок-схемы на рис. 7.

2.Рис. 7.

2. Блок-схема комплекса мероприятий для защиты населения во время возникновения чрезвычайных ситуаций.

Средства ликвидации чрезвычайных ситуаций. Одним из главных элементов для защиты населения во время возникновения чрезвычайных ситуаций являются убежища, которые обеспечивают защиту населения и работников от расчетных действий поражающих факторов, катастроф, техногенных аварий и стихийных бедствий. Защитные сооружения можно классифицировать по таким признакам, которые приведены на рис. 7.

3.Рис. 7.

3. Классификация защитных сооружений.

Либо какое убежище должно иметь, как основные, так и вспомогательные помещения (рис. 7.4).Рис. 7.

4. Проектный план убежища с элементами: 1 — защитно-герметических дверей; 2 — шлюзовых камер (тамбуров); 3 — санитарно-бытовых отсеков; 4 — основного помещения для размещения людей; 5 — галереи и оголовков аварийного выхода; 6 — фильтровентиляционной камеры; 7 — кладовой для продуктов питания; 8 — медицинской комнатой.

От действия поражающих факторов должны быть предусмотрены противорадиационные укрытия, вид которых приведен на рис. 7.

5.Рис. 7.

5. Противорадиационные укрытия.

В системе по защите населения важным значением являются строительства простейших укрытий: окоп, траншея, блиндаж, землянка, вид которых приведен на рис. 7.

6.Рис. 7.

6. Простейшие укрытия и быстровозводимые убежища с упрощенным оборудованием.

Для обеспечения безопасности населения и работников необходимо производить эвакуацию и рассредоточение с целью снижения воздействия вредных факторов (рис. 7.7).Рис. 7.

7. Эвакуация и рассредоточение: СЭП — сборочный эвакуационный пункт; ПЭП — приемный эвакуационный пункт; ПП — пункт посадки.

При эвакуации и рассредоточении должны функционировать эвакуационные органы, структура которых приведена на рис. 7.

8.Рис. 7.

8. Структура эвакуационных органов.

В целом подытожив вышеизложенное, можно заключить следующее. Для обеспечения безопасности жизнедеятельности в чрезвычайных ситуациях, особенно на инфраструктурных предприятиях и организациях железнодорожного транспорта, необходимо постоянно разрабатывать мероприятия по снижению возможных воздействий вредных факторов из-за возникшей ЧС и поддерживать инженерные сооружения в исправном состоянии, что даст гарантированную возможность снизить количество жертв и защитить максимальное количество населения, в т. ч. и работников железнодорожного транспорта.

Заключение

.

В результате выполненной работе рассмотрены нормы минимального поездного интервала, обоснованы нормы минимального межпоездного интервала участка, рассмотрены параметры сети, влияющие на изменение межпоездного интервала и вынужденные режимы тягового энергоснабжения. Во втором разделе проведен анализ вынужденных режимов агрегатов тяговых подстанций, изменение схемы внешнего электроснабжения с увеличением сопротивления подстанции, отключение отдельных подстанций, изменение числа агрегатов, вывод из работы постов секционирования и ПИ при снижении напряжения, снижение нагрузочной способности оборудования. В третьем разделе рассмотрена методология построения автоматизированных систем управления и структурная схема технических средств автоматизированной системы управления и АРМ Диспетчер. В четвертом разделе разработаны алгоритмы автоматизированной системы управления. В пятом разделе выполнена оценка экономической эффективности. В шестом разделе рассмотрены вопросы охраны труда и техника безопасности при эксплуатации тяговой подстанции. В последнем разделе рассмотрены вопросы безопасности жизнедеятельности при возникновении чрезвычайных ситуаций на тяговых подстанциях.

Список литературы

Контактные сети и линии электропередач. Задание на курсовой проект с методическими указаниями. М.: РГОТУПС, 2004. — 54 с. Марквардт К. Г. Контактная сеть. М. Транспорт, 1994.

— 335 с. Дворовчикова Т. В., Зимакова А. Н. Электроснабжение и контактная сеть электрифицированных железных дорог. (пособие по дипломному проектированию). М.: Транспорт, 1989. — 168 с. Силовое оборудование тяговых подстанций железных дорог. (Сборник справочных материалов).

М.: Трансиздат 2004 г. — 384с. Фрайфельд А. В. Проектирование контактной сети. М.: Транспорт, 1984.

— 327 с. Нормы проектирования контактной сети СТН ЦЭ 141−99. М.: Трансиздат, 2001. -.

84 с. Гринберг — Басин М. М. Тяговые подстанции. (Пособие по дипломному проектированию). М.: Транспорт, 1986 г. — 168с. Правила устройства и технической эксплуатации контактной сети электрифицированных железных дорог. М.: Трансиздат 2002 г.

— 184с. Контактная сеть и воздушные линии. (Нормативно — методическая документация по эксплуатации контактной сети и высоковольтным воздушным линиям).

М.: Трансиздат 2006 г. — 576с. Бородулин Б. М., Векслер М. И. Марский В.Е. Павлов И. В. Система тягового электроснабжения 2×25кВ. М.: Транспорт. — 247с. Инструкция по применению и испытанию средств защиты используемых в электроустановках — М.: Электроком — 2003. — 89 с. Методические рекомендации по разработке экономической части дипломных проектов.

М.: РГОТУПС 2000. — 64 с. Методические указания к выполнению раздела «Охрана труда» в дипломных проектах. М.: РГОТУПС 2005.

— 54 с. Единые требования по оформлению курсовых и дипломных проектов. М: РГОТУПС 2004.

Сапаров В. Е. Дипломный проект от, А до Я. М.: СОЛОН — пресс 2004 г. — 224с. Ковтун Н. Ф., Лукин Ю. А. Экономика, организация и планирование хозяйства электроснабжения железных дорог. Изд. 3-е, перераб.

и доп. Учебник для техникумов ж.-д. транспорта. М.: Транспорт, 1977. — 240 с. Охрана труда: Учебник для студентов вузов / Под редакцией Б. А. Князевского — 2-е изд., перераб. и доп. -.

М.: Высшая школа, 1982. — 311 с. Караев Р. И., Волобринский С. Д., Ковалев И.

Н. Электрические сети и энергосистемы. Учебник для вузов ж.- д. транспорта. Изд.

3-е. перераб. и доп. — М.: Транспорт, 1988. — 326 с. Бей Ю. М., Мамошин Р. Р., Пупынин В. Н., Шалимов М.

Г. Тяговые подстанции / Учебник для вузов ж. -д. Транспорта. — М.: Транспорт, 1986.

— 319 с. Правила безопасности при эксплуатации контактной сети и устройств электроснабжения автоблокировки железных дорог. М.: Трансиздат 2000 г. — 80с. Звездкин М. Н. Электроснабжение электрофицированных железных дорог: Учебник для техникумов ж .

— д. транспорта- 4-е. изд., перераб. и доп.- М.

: Транспорт, 1985. — 263 с. Правила устройств электроустановок 7-е издание, переработанное и дополненное — М.: Энергоатомиздат — 2002.

Межотраслевые правила по охране труда (правила безопасности) при эксплуатации электроустановок ПОТ РМ-21-М.: НЦ НАС — 2001 г. — 85с. Инструкция по движению поездов и маневровой работе на железных дорогах Российской федерации — М.: МПС 2000.