Функции выполняемые устройством ЦЗАФ-3,3 кВ

Устройство ЦЗАФ-3, 3 выполняет следующие функции:

ü функция защиты фидера;

ü функции автоматики;

ü управление быстродействующими выключателями;

ü управление линейным выключателем;

ü функции сигнализации;

ü регистрация событий и аварийных процессов;

ü функции самодиагностики.

Устройство ЦЗАФ-3, 3 выполняет следующие функции защиты:

ü двунаправленную максимальную импульсную защиту. Срабатывание происходит при направлении тока от шин в контактную сеть без выдержки времени, при обратном направлении срабатывает с фиксированной выдержкой времени в 100 мс;

ü направленную дистанционную защиту. Срабатывание происходит при прямом направлении тока от шин в контактную сеть с выдержкой времени 100 мс. При выходе измеренных значений за нижний предел диапазона уставок приведенных в таблице 19 действие защиты блокируется;

ü направленную защиту по приращению тока. Срабатывание защиты происходить в прямом направлении тока. Уставки защиты адаптируются к текущему значению тока. Значение уставок на каждой ступени автоматически меняются в зависимости от тока нагрузки, предшествующего приращению тока;

ü направленную защиту по критической скорости нарастания тока.

ü защиту по минимальному напряжения. Срабатывание защиты происходит при напряжении на фидере от 30 до 1000 В с фиксированной выдержкой времени

ü 200 мс.

Функции автоматики и управления выключателем БВ:

ü автоматическое повторное включение. Устройство ЦЗАФ-3, 3 реализует функции однократного или двукратного автоматического повторного включения выключателя и блокировку выключателя. Алгоритм АПВ выключателя запускается по факту срабатывания защит, а так же при самопроизвольном отключении выключателя.

При неисправности устройства ЦЗАФ-3, 3 или быстродействующего выключателя АПВ блокируется. Так же блокируется входным дискретным сигналом устройства резервирования отказов выключателя УРОВ и входным сигналом переменного напряжения более 10 В от испытателя короткого напряжения ИКЗ. Так же при срабатывании защиты по минимальному напряжению или при срабатывании внешней защиты АПВ блокируется. Устройство ЦЗАФ-3, 3 производит ускоренное АПВ пр появлении напряжения со стороны отключенного фидера;

ü резервирование отказов выключателей. Устройство резервирования отказов выключателей(УРОВ) состоит из двух компонентов: УРОВ-датчик (УРОВд) и УРОВ-приемник (УРОВп). Сигнал УРОВд формируется после срабатывания любой из защит, действующих на отключение, по истечению контрольного времени 0, 6 с после подачи команды «Отключить БВ» при наличии тока в фидере, превышающего заданный порог, или при наличии сигнала с высоковольтного реле напряжения (РНВ);

ü управление коммутационными аппаратами. Устройство ЦЗАФ-3, 3 обеспечивает два режима управления выключателями и линейными разъединителями:

местный (МУ), клавишами управления выключателями, расположенными на пульте блока управления,

дистанционный (ДУ) – по каналу АСУ, также по дискретным входам.

При включении устройство автоматически переводится в режим дистанционного управления.

Функции сигнализации:

ü аварийная сигнализация. Сигнал «Аварийное отключение» формируется при аварийном отключении выключателя, кроме оперативного отключения. Снятие сигнала производится подачей команды «квитирование». Команда может быть подана оператором или по каналу АСУ. Устройство ЦЗАФ-3, 3 сохраняет значение сигнала, «Аварийное отключение» при пропадания питания. После подачи питания состояние сигнала восстанавливается.

Устройство ЦЗАФ-3, 3 имеет дискретный вход к которому можно подключить либо земляную защиту, либо защиты от дуговых замыканий. Подача сигнала на этот выход приводит к выдачи команды на отключение БВ без выдержки времени. Данное устройство обеспечивает защиту от многократных включений. При подачи команды на включение БВ, устройство блокирует последующие команды. Блокировка снимается через 1, 5 с после снятия команды.

ü сигнализация общего контроля изоляции. Сигнал ОКЦ формируется устройством при условии наличия всех контролируемых напряжений в распределительном устройстве и выдается в схему общеподстанционной сигнализации в виде замкнутого состояния контактов реле, при отсутствии хотя бы одного из контролируемых напряжений контакты реле разомкнуты. Контакты реле сигнала «ОКЦ» замкнуты, если питание БЗА выключено.

ü сигнализация о неисправности устройства ЦЗАФ-3, 3. Сигнал выдается при обнаружении системой самодиагностики устройства неисправности, препятствующей его работе, а также при неисправности БВ.

Неисправностями выключателя являются:

совпадение значений сигналов положения выключателей «РПО» и «РПВ»;

невыполнение команд включения и отключения выключателя за контрольное время 0, 5 с.

Сигнализация осуществляется дискретными выходными реле, по каналам связи, светодиодной сигнализацией на панели блока управления и визуально в виде сообщений на дисплее блока управления.

Функции регистрации событий и аварийных процессов:

ü измерение параметров контактной сети. Устройство ЦЗАФ-3, 3 выполняет измерение значения тока и напряжения фидера контактной сети. Результаты измерений отображаются на дисплее блока управления или могу быть считаны по каналу АСУ. В качестве дополнительного параметра на дисплее выводится температура окружающей среды, измеряемая датчиком температуры.

ü регистрация аварийных событий. Устройство ЦЗАФ-3, 3 регистрирует и осциллографирует шестнадцать аварийных событий. По каждому аварийному событию в осциллограммах фиксируется такая информация, как: мгновенные значения тока и напряжения с дискретностью мс на отрезке 0, 6 с; значения тока и напряжения в момент аварии с регистрацией времени и даты; значение уставок всех защит и наименование защиты, выдавшей команду на отключение выключателя.

Просмотр аварийных событий осуществляется на дисплее БУ. Просмотр осциллограмм осуществляется при помощи ПВЭМ.

ü накопление информации

В состав накапливаемой информации входят следующие параметры:

- количество срабатываний каждой защиты;

- количество пусков АПВ, отдельно для первого и второго цикла;

- общее количество отключений БВ;

- количество аварийных отключений;

- суммарный ток всех отключений БВ (кА/разы).

Просмотр и сброс накопительной информации осуществляется с пульта блока управления. Время хранения накопленной информации при отключенном питании устройства ЦЗАФ-3, 3 не ограничено.

Система самодиагностики устройства ЦЗАФ-3, 3.

Самодиагностика работы устройства выполняется контроллером автоматики и непрерывно в течении всего времени работы устройства ЦЗАФ-3, 3 и обеспечивает:

- контроль связи контроллера автоматики с контроллером защит;

- контроль связи контроллера автоматики с блоком управления;

- контроль работоспособности датчика тока типа ДТМ-4/20С;

- контроль выходного напряжения датчика типа ДТМ-4/20С;

- контроль выходного напряжения датчика напряжения;

Периодический, с интервалом 5 минут, контроль датчика напряжения в тестовом режиме, если его выходной сигнал равен нулю.

Результаты самодиагностики анализируются контроллером автоматики. Возможны три состояния устройства:

- «устройство исправно»;

- «частично отказ устройства» - система диагностики обнаружила неисправность, не влияющую на выполнение основной функции устройства – функции защиты;

- «устройство неисправно» - система диагностики обнаружила:

- неисправность, препятствующую выполнению функций защит;

- неисправность датчика тока или напряжения;

- неисправность БВ.

Связь устройства ЦЗАФ-3, 3 с ПЭВМ и АСУ

В устройстве ЦЗАФ-3, 3 предусмотрена возможность подключения к ПЭВМ и к АСУ тяговой подстанции (АСУ ТП) в качестве подсистемы нижнего уровня.

Подключение осуществляется:

-для считывания осциллограмм аварийных отключений;

-в качестве пульта управления;

При подключении к АСУ устройство ЦЗАФ-3, 3 выполняет:

- дистанционное управление ячейкой 3, 3 кВ;

- передачу информации о текущих электрических параметрах фидера контактной сети (дистанционное управление);

- передачу информации о работе функций защит и автоматики;

- сброс элементов сигнализации, имеющих память (квитирование);

- передачу информации о текущих значениях параметров настройки устройства ЦЗАФ-3, 3 (уставок) и изменение настроек;

- передачу информации о параметрах аварийных событий;

- установку времени и даты, синхронизацию часов;

- передачу результатов самодиагностики устройства ЦЗАФ-3, 3.

2. Технико–экономическое обоснование использования цифровой защиты фидеров контактной сети постоянного тока

2.1 Годовой эффект совокупных затрат и расчёт срока окупаемости

Если внедрение мероприятия требуют дополнительных затрат, то определяется экономический эффект совокупных годовых затрат.

Годовой эффект совокупных затрат определяется по формуле, р.:

(2.1)

где – экономия эксплуатационных расходов;

– капитальные вложения, включают в себя стоимость оборудования и его монтаж;

– коэффициент эффективности, для железнодорожного транспорта принимаем 0, 1.

Капитальные вложения определяются по формуле

(2.2)

где – стоимость оборудования, стоимость одного комплекта цифровой защиты фидеров контактной сети постоянного тока ЦЗАФ-3, 3 равна 300 тыс. р.;

– стоимость монтажа защиты, составляет 50% от стоимости оборудования.

Капитальные затраты на установку защиты ЦЗАФ-3, 3 составили

450 тыс. р.

Экономия эксплуатационных расходов рассматривается как вариант выхода из строя быстродействующего выключателя постоянного тока марки ВАБ-49. На тяговых подстанциях постоянного тока на фидере 3, 3 кВ устанавливается 2 выключателя типа ВАБ-49 последовательно. Обычно при аварии из строя выходят оба выключателя.

состоит из нескольких составляющих, а именно:

1. Материалы для замены выключателя (стоимость одного выключателя ВАБ-49 составляет 345 тыс. р.);

2. Работа по замене выключателя (состав исполнителей и норму времени при замене одного выключателя приведена в таблице 21).

3. Единый социальный налог.

4. Амортизация технологического оборудования (рассматривается способ доставки до мест).

5. Топливо. Доставка осуществляется при помощи автомотрисы АДМ с расходом дизельного топлива 20 литров на 100 км.

6. Прочие расходы.

1. Материалы для замены выключателя. Стоимость одного выключателя ВАБ-49 составляет 345 тыс. р. Нам необходимо заменить 2 выключателя. Общая стоимость составит 690 тыс. р.

2. Работа по замене выключателя Согласно технологической карте замену выключателя ВАБ-49 выполняют два электромонтера и один электромеханик ремонтно-ревизионного участка. Состав исполнителей и норма времени при установке выключателя приведена в таблицы 21.

Таблица 21 − Состав исполнителей и норма времени при установке нового выключателя типа ВАБ-49

Оплата труда рабочих осуществляется по часовым тарифным ставкам, определяемым на основе тарифной сетки по оплате труда рабочих.

Тарифная сетка состоит из четырех уровней оплаты труда:

ü первый уровень – оплата труда рабочих, занятых на работах, не связанных с движением поездов, ремонтом и обслуживанием подвижного состава и технических средств;

ü второй уровень – оплата труда рабочих, связанных с движением поездов, ремонтом и обслуживанием подвижного состава и технических средств;

ü третий уровень – оплата труда рабочих, выполняющих работы по содержанию инфраструктуры на участках железных дорог со скоростным более 160 км/час и высокоскоростным движением пассажирских поездов;

ü четвертый уровень – оплата труда рабочих локомотивных бригад.

Электромеханик и электромонтеры ремонтно-ревизионного участка относятся к первому уровню оплаты труда.

Месячная тарифная ставка рабочего первого разряда оплаты труда по первому уровню оплаты труда установлена с 1 апреля 2007 г. 4705 руб.

Доплата рабочим, занятым на тяжелых работах, работах с вредными, опасными и иными особыми условиями труда устанавливается в размере до 24% тарифной ставки (оклада).

Доплата по районному коэффициенту производится в местностях, где в соответствии с законодательством РФ установлены эти коэффициенты. Размер доплаты определен правительством РФ и составляет от 10 до 80 % заработной платы. На Западно-Сибирской железной дороге районный коэффициент составляет 30 %.

Часовая савка, доля премии и вредность для электромонтеров приведена в таблице 22.

Месячный оклад, доли премия и вредность для электромеханика приведена в таблице 23.

Таблица 22 – Часовая тарифная ставка, доля премии и вредности для электромонтёров 5-го и 3-го разрядов

Таблица 23 – Месячный оклад, доли премия и вредность для электромеханика

Расчет фонда основной заработной платы работников, участвующих в проектировании, создании стенда или опытного образца производится на основании объема трудовых затрат и существующих систем должностных окладов или тарифных ставок и определяется по формуле:

(2.3)

где – основной фонд заработной платы, р.;

– дополнительный фонд заработной платы, р.

Основной фонд заработной платы, на установку выключателя ВАБ-49 для электромонтеров, рассчитывается по формуле, р.:

(2.4)

где – время установки выключателя, ч.;

– часовая тарифная ставка, р/ч.;

– премия;

– районный коэффициент;

– доплаты за вредность;

– доплаты за разовые поездки.

Основной фонд заработной платы, на установку выключателя ВАБ-49 для электромонтеров, рассчитывается по формуле, р.:

(2.5)

где – должностной оклад, р.;

– месячный фонд рабочего времени одного работника, ч.

Основной фонд заработной платы электромонтера 5 разряда:

Основной фонд заработной платы электромонтера 3 разряда:

Основной фонд заработной платы электромеханика

Дополнительная заработная плата устанавливается в процентах к основной (9-15 %). Она зависит от удельного веса отпускного времени:

(2.6)

(2.7)

где 251 – количество рабочих дней в году при пятидневной рабочей недели;

t_отп – продолжительность очередного отпуска.

Для работников ремонтно-ревизионного участка продолжительность очередного отпуска составляет 31 день.

Дополнительный фонд заработной платы электромонтера 5 разряда:

Дополнительный фонд заработной платы электромонтера 3 разряда:

Дополнительный фонд заработной платы электромеханика:

Общий фонд заработной платы на установку одного выключателя:

3 Единый социальный налог.

Отчисления на социальные нужды (единый социальный налог) составляют 26, 7 % от фонда заработной платы.

Единый социальный налог определяется по формуле:

Единый социальный налог с заработной платы на установку одного выключателя:

4 Амортизация технологического оборудования. Предположим самый худший вариант – замена выключателя на самой дальней тяговой подстанции обслуживаемого участка ЭЧЭ 317 ОП 3704 км, расстояние до склада дистанции электроснабжения расположенного на станции тайга 138 км.

5 Топливо. Расход топлива автомотрисы АДМ 0, 2 литра на километр.

Расходы на топливо до места и обратно составляет:

6 Прочие расходы.

Прочие расходы составляют 12, 36 % от суммы затрат на материал, работу по замене выключателя, ЕСН, амортизацию и топливо, т.е. первых пяти пунктов таблицы 4

Все затраты на установку выключателей ВАБ-49 приведены в таблице 24.

Таблица 24 – Экономия эксплуатационные расходы

Годовой эффект совокупных затрат определяется по формуле, р.:

Срок окупаемости срок определяется по формуле

(2.9)

Коэффициент эффективности определяется по формуле

(2.10)

Применение цифровой защиты фидеров контактной сети постоянного тока ЦЗАФ-3, 3 выгодно, так как эффективность от внедрения данной защиты составляет 2, 334 и окупится менее чем за полгода.