Вибір перетворюючих агрегатів

Визначаємо необхідну повну потужність перетворюючих агрегатів за такими формулами.

Якщо мова йде про кінцевій тяговій підстанції, то

(5.1)

Де – повну потужність перетворюючих агрегатів МВт;

– номінальна випрямлена напруга на шинах підстанції, кВ,

– діюче значення струму тягової підстанції, кА.

Якщо мова йде про опорну тягову підстанцію, то ми допускаємо, що міжстанційні зони, що примикають до розглянутої опорної підстанції, за енергетичними показниками ідентичні і тоді необхідна повна потужність перетворюючих агрегатів визначається за формулою

(5.2)

Де – повну потужність перетворюючих агрегатів МВт;

– номінальна випрямлена напруга на шинах підстанції, кВ,

– діюче значення струму тягової підстанції, кА.

Визначаємо потужність окремого перетворювального агрегату підстанції, Виходячи з того, що число перетворюючих агрегатів з метою забезпечення надійності роботи тягової підстанції повинно бути не менше двох, знаходимо розрахункову потужність перетворюючого агрегату, як

(5.3)

для кінцевий тягової підстанції МВА;

для опорної тягової підстанції МВА

Номінальну потужність і тип перетворюючого агрегату визначаємо за таблицею 5.1 за умовою . Для кінцевої тягових підстанцій вибираємо перетворювальний агрегат ПВЭ-2, кВА, для опорної – ПВЭ-2, кВА.

У таблиці 5.1 наведено основні технічні характеристики перетворюючих агрегатів, застосовуваних на тягових підстанціях доріг постійного струму. Всі агрегати мають випрямлена напруга 3,3 кВ при номінальному навантаженні і виконані за схемою дві зворотні зірки з зрівняльним реактором. Навантаження тягових підстанцій і їх перетворюючих агрегатів змінюється в процесі експлуатації. Для правильного вибору їх потужності необхідно розташовувати даними про перевантажувальної здатності агрегатів, наведеними в таблиці 5.1.

Таблиця 5.1 – Основні технічні характеристики перетворюючих агрегатів

Перетворювальний агрегат	Трансформатор
Тип	Потужність, , кВт	Номінальний випрямлений струм, , А	Перевантажувальна здатність	Тип	Потужність, , кВА	Напруга мережевих обмоток, кВ	Напруга к.з., , %
УВКЭ-1			25%-15хв, 50%-1хв	ТМРУ-16000/10		6,0 10,0	7,0
ПВЭ-2			20%-15хв, 50%-1хв	УМРУ-6300/ 35		6,3 10,5 35,0	7,7 7,7 8,2
ВИПЭ			80%-15хв	ТМРУ-16000/10Ж		6,0 10,0	7,35

Правильність прийнятого рішення перевіряємо з виконання умови

, (5.4)

де – номінальний випрямлений струм прийнятого типу перетворюючого агрегату по таблиці 5.1,А.

Для опорної

Для кінцевої

Таким чином, вибір зроблений вірно.

5.3 Розрахунок струмів короткого замикання

Розрахунок струмів короткого замикання на шинах 3,3 кВ.

Визначаємо усталений максимальний струм к.з. на шинах РУ 3,3 кВ

, (5.5)

де – номінальна потужність всіх трансформаторів випрямних перетворювачів, МВ×А;

– потужність к.з. на шинах, від яких живляться трансформатори випрямних перетворювачів, приймаємо 500 МВА [2];

– напруга к.з. цих трансформаторів, %.

Найбільше значення струму (ударний струм) визначається:

, (5.6)

де – ударний коефіцієнт, для мереж з напругою понад 1000 В приймається рівним 1,8.

для опорної кА, кА;

для кінцевої кА, кА.

Розрахунок струмів короткого замикання на фідері тягової підстанції

Для двоколійного ділянки з постом секціонування найбільш загальним

буде випадок, коли при к.з. вимикачі підстанції та посту секціонування ще залишаються включеними. Цьому відповідає розрахункова схема, наведена на рисунку 5.2.

Рисунок 5.3 – Схема заміщення тягової мережі для розрахунку струмів к.з.

Згідно розрахунковій схемі (рисунок 5.3) і формулами (5.7) - (5.23) визначаємо величини, що входять в розрахунок струмів к.з.

(5.7)

Ом, (5.8)

Ом, (5.9)

Ом, (5.10)

Ом, (5.11)

Ом, (5.12)

Ом, (5.13)

Ом, (5.14)

Ом, (5.15)

Ом, (5.16)

Ом, (5.17)

Ом, (5.18)

Ом, (5.19)

Ом, (5.20)

Ом, (5.21)

Ом², (5.22)

кВ, (5.23)

де – коефіцієнт комутації, рівний 0,5;

– напруга к.з. знижувального трансформатора, %;

– напруга к.з. тягового трансформатора, %;

– число паралельно працюючих трансформаторів;

– номінальна потужність трансформатора, МВА;

– потужність к.з. на вводах тягової підстанції, МВА;

– падіння напруги в дузі, приймається рівним 200 В;

– опору фідерів першого і другого шляхів підстанції А і Б, приймаються рівними 0,2 Ом;

– опір відсмоктувальних фідерів А і Б;

– еквівалентні опори підстанцій А і Б.

У виразі (5.9) величини з індексом «п» відносяться до знижувальних трансформаторів, а з індексом «т» - до тягових.

За формулами (5.24) (5.25) визначаємо струми і, притікає до місця к.з. від підстанції і з боку поста секціонування

кА, (5.24)

кА, (5.25)

5.4 Вибір апаратури захисту

Вибір швидкодіючих вимикачів постійного струму

При виборі типу вимикача слід враховувати в якій ланцюга передбачається встановити вимикач (випрямляча або фідера контактної мережі).

Для вибору БВ треба знати:

найбільший струм відключення БВ ;

– номінальний тривалий струм ;

– номінальна напруга .

Для вибору БВ на шинах 3,3 кВ знаходимо:

найбільший струм відключення за формулою

, (5.26)

де – сталий струм к.з, на шинах випрямленої напруги підстанцій визначається з розрахунків за формулою (5.5), а для фідерів за формулами (5.24) і (5.25), кА

– коефіцієнт, що враховує струмообмежувальним ефект ви-перемикача, приймається k = 0,6…0,7 [3].

номінальний тривалий струм за формулою

, (5.27)

де - максимальне значення струму підстанції, визначається з таблиці 4.1, А;

Номінальна напруга кВ, (5.28)

По таблиці 5.2, згідно з отриманими результатами, вибираємо швидкодіючий вимикач АБ-2/4 ( = 2000 А, = 20000 А).

Таблиця 5.4.1 - Технічні дані швидкодіючих вимикачів постійного струму [4]

Тип вимикача	Номінальний струм , А	Межі струму уставки , А	Найбільше значення відключався струму , А	Повний час отключення вимикача в ланцюзі з максимальним значенням відключався аварійного струму, с
АБ-2/4				0,08
ВАБ-28-3000/30-К				0,04
ВАБ-28-3000/30-Л				0,045
ВАБ-43-4000/30-Л-У4				0,05

Для вибору БВ на фідері підстанції знаходимо:

найбільший струм відключення за формулою (5.26)

кА;

номінальний тривалий струм за формулою (5,27)

А;

де А (визначається з кривих, наведених на малюнку 4.1);

номінальну напругу за формулою (5.28)

кВ.

З таблиці 5.2, згідно з отриманими результатами, вибираємо швидкодіючий вимикач ВАБ-28-3000/30-К ( = 3000 А, = 15000 А).

Вибір роз'єднувачів

При виборі конструкції роз'єднувачів слід враховувати місце розташування роз'єднувача.

Будемо проводити вибір роз'єднувачів на шинах 3,3 кВ і на фідері підстанції А.

Для вибору роз'єднувача треба знати:

– номінальна напруга ;

– ефективний струм роз'єднувача (наскрізний струм роз'єднувача) ;

– амплітудне значення наскрізного струму к.з. ;

– граничний струм термічної стійкості .

Для вибору роз'єднувачів знаходимо:

– ефективний струм роз'єднувача

– для шини 3,3 кВ кА;

– для фідера кА.

– амплітудні значення наскрізних струмів

– для шини 3,3 кВ кА;

для фідера кА.

Технічні дані роз'єднувачів наведені в таблиці 5.4.2.

По таблиці 5.3 вибираємо для установки після випрямляча перед ши-нами 3,3 кВ і в фідерах роз'єднувач РВК-10/2000.

Таблиця 5.4.2 - Технічні дані роз'єднувачів

Тип	Найбільша робоча напруга, , кВ	Граничний наскрізний струм, , кА	Струм термічної стійкості протягом 4с, , кА
РВ-10/1000	11,5	71/120*
РВК-10/2000	11,5	50/85*
РВК-10/3000	11,5	120/200*
РВК-10/4000	11,5	120/200*

*) в чисельнику вказано ефективне значення граничного струму, в знаменнику - амплітудне.

Вибрані роз'єднувачі треба перевірити:

– по номінальній напрузі (робоча напруга РУ –3,3 кВ)

, кВ (5.29)

– по номінальному струму роз'єднувача (ефективне значення струму)

> (5.30)

для шини 3,3 кВ 50 кА >30,96кА

для фідера 50 кА >6,659 кА

– по електродинамічної стійкості

I_НТ> i_у (5.31)

для шини 3,3 кВ 85 кА >78,81 кА

для фідера 85 кА >16,952 кА

– по термічної стійкості [5]

(5.32)

Здесь – фактическое значение интеграла Джоуля, кА²с,

, (5.33)

– фактичне значення інтеграла Джоуля, кА²с,

(5.34)

– розрахункова тривалість к.з., яка приймається рівною гранично допустимому часу впливу нормованого струму термічної стійкості (приймається рівною 4 с).

– нормований струм термічної стійкості перевіряється апарату.

для шини 3,3 кВ B_k= 30,96²·4=3834 кА²с,

B _{терм.доп.}= 36²·4=5184 кА²с,

3834 кА²с <5184 кА²с;

- для фідера B_k =6,659²·4=177,38 кАс,
B _{терм.доп.}=36²·4=5184 кА²с,

177,38 кА²с < 5184 кА²с.

Таким чином, очевидно, що обрані роз'єднувачі задовольняють необхідним вимогам.

6 ЕКОНОМІЧНЕ ОБГРУНТУВАННЯ

Розрахунки економічного обґрунтування роботи включають наступні підрозділи:

- розрахунок собівартості виробництва нової рами;

- розрахунок річного економічного ефекту від виробництва нової рами.

Розрахунки виконуються на підставі даних наведених у таблиці 6.1.

6.1 Розрахунок собівартості виробництва рами

Проведені в процесі розробки нової конструкції рами заходи дозволили зменшити масу базової рами на 2%, а трудомісткість її виготовлення ~ на 3%.

Суха маса нової рами складе:

М_сн = М_сб 0,98 = 2900·0,98=2842 кг.

Трудомісткість виготовлення нової рами:

Т_ин = Т_иб 0,97 = 215·0,97=208,55 год.

Вихідні дані по базовій і новій конструкції рами, необхідні для розрахунку собівартості, наведені в таблиці 6.1.

Таблиця 6.1 – Вихідні дані

Розрахунок собівартості рами виконується по калькуляційних статтях витрат, наведеним у таблиці 6.3.

Витрати на матеріали і напівфабрикати власного виробництва В_м визначаються за формулою 6.1:

(6.1)

(6.2);

де Н_в – норма витрат матеріалів і напівфабрикатів власного виробництва, кг;

М_с – суха маса (чиста вага) рами, кг;

К_вм – коефіцієнт використання металу;

Ц_м – усереднена ціна металу, грн/кг;

К_т.в – коефіцієнт транспортно-заготівельних витрат,

К_т.в=1,02÷1,03;

Н_вб = 2900/0,79 = 3670,89 (кг)

Н_вн = 2842/0,79 = 3597,47 (кг)

В_мб = 7,8·3670,89 ·1,025 = 29348,77 (грн.)

В_мн = 7,8·3597,47 ·1,025 = 28761,77 (грн.)

Величина зворотних відходів В_відх становить 1% від вартості матеріалів, тобто В_відх=0,01·В_м.

В_відх.б = 0,01·29348,77 = 293,49 (грн.)

В_відх.н = 0,01·28761,77 = 287,62 (грн.)

Основна заробітна плата виробничих робітників З_осн розраховується за формулою:

, (6.3)

де Г_сі – годинна тарифна ставка робітника 1 розряду, грн/ч;

К_тi – тарифний коефіцієнт робочого i-го розряду;

t_штi – трудомісткість i-го виду робіт, н-ч;

m – число видів робіт.

У тому випадку, якщо робота має дробовий розряд, розраховується годинна ставка дробного розряду за формулою:

, (6.4)

де t_п, t_n+1 – годинна тарифна ставка розрядів n и n+1, між якими знаходиться значення дробного розряду, грн/г;

γ – дробна частина цього розряду.

t_с4,3 = 1.5 + (1.7 – 1.5) · 0.3 = 1.56

t_с4,2 = 1.5 + (1.7 – 1.5) · 0.2 = 1.54

t_с4,1 = 1.5 + (1.7 – 1.5) · 0.1 = 1.52

Далі слідує розрахунок часових ставок дробного розряду, зазначених у вихідних даних (табл. 6.1) і результати заносяться в таблицю 6.2.

Розрахунок основної заробітної плати виробничих робітників виконується в таблиці 6.2.

Таблиця 6.2 – Розрахунок основної заробітної плати виробничих робітників

Додаткова заробітна плата виробничих робітників З_д визначається в процентному відношенні до основної:

, (6.5)

де %З_д = 35 – відсоток додаткової зарплати.

З_дб = 2757,89 · 35/100 = 965,26 грн.

З_дн = 2675,28 · 35/100 = 936,35 грн.

Величина єдиного соціального внеску В_св розраховується за формулою:

, (6.6)

де В_св = 39 – відсоток відрахувань на єдиний соціальний внесок.

В_{св б} = (2757,89 + 965,26) · 39/100 = 1452,03 грн.

В_{св н} = (2675,28 + 936,35) · 39/100 = 1408,54 грн.

Витрати з утримання та експлуатації обладнання (ВУЕО), загальновиробничі (ЗВР), адміністративні (АТ) та інші виробничі (ІВР) приймаються в процентному відношенні до основної зарплати виробничих робітників, як це показано в таблиці 6.3.

Виробнича собівартість Свр визначається як сума статей 1,3,4,5,6,7,8,9 за вирахуванням статті 2.

Таблиця 6.3 – Калькуляція собівартості рами

Закінчення таблиці 6.3

	Єдиний соціальний внесок	1452,03	1408,54
	Витрати з утримання та експлуатації обладнання	2206,31	2140,22
	Загальновиробничі витрати	1654,73	1605,17
	Адміністративні витрати	551,58	535,06
	Інші виробничі витрати	275,79	267,53
	Виробнича собівартість	38918,87	38042,3

6.2 Розрахунок річного економічного ефекту від виробництва нової рами

Розрахунок економічного ефекту виконується за формулою:

, (6.7)

де С_врб, С_врн – виробнича собівартість базової і нової рами, грн./шт;

Аг – 54 шт./рік;

Е_н – коефіцієнт дисконтування, Ен= 0,15;

ΔК – додаткові капітальні вкладення, тис. грн.

тис. грн.

Е_г = (38918,87–38042,3) · 54 – 0,15 · 150 = 876,57·54 – 22,5 =
= 47312,28 грн.

Термін окупності додаткових капітальних вкладень:

, років (6.8)

Т = 150000/47312,28 = 3 (роки)

7 ОХОРОНА ПРАЦІ ТА НАВКОЛИШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА

7.1 Загальні питання охорони праці

Охорона праці – це система законодавчих, організаційно-технічних, соціально-економічних, санітарно-гігієнічних і лікувально-профілактичних заходів і засобів, спрямованих на збереження життя, здоров'я й працездатності людини в процесі праці. Завдання охорони праці полягає в тому, щоб звести до мінімуму ймовірність враження працюючого під дією небезпечного виробничого фактора або захворювання під дією шкідливого виробничого фактора з одночасним забезпеченням комфортних умов при максимальній продуктивності праці. Закон України "Про охорону праці" визначає основні положення з реалізації конституційного права громадян на охорону їх життя і здоров'я в процесі трудової діяльності; регулює відносини між адміністрацією і працівником незалежно від форм власності; встановлює єдиний порядок організації охорони праці в Україні [6].

Завданням законодавства про охорону навколишнього природного середовища є регулювання відносин у галузі охорони, використання і відтворення природних ресурсів, забезпечення екологічної безпеки, запобігання і ліквідації негативного впливу господарської та іншої діяльності на навколишнє природне середовище, збереження природних ресурсів, генетичного фонду живої природи, ландшафтів та інших природних комплексів, унікальних територій та природних об'єктів, пов'язаних з історико-культурною спадщиною [7]. Згідно із законом України «Про підприємства в Україні» усі роботодавці повинні турбуватися про дотримання у своїй діяльності вимог законів України стосовно охорони праці та навколишнього природного середовища.

У цій кваліфікаційній роботі питання охорони праці розглядаються для підприємства, де виконується безпосередньо робота за напрямом диплому та за умовами праці, які визначені завданням.

7.2 Структура управління охороною праці на підприємстві

Система управління охороною праці (СУОП) є комплексом дій з підготовки, прийняття та реалізації рішень з метою виконання організаційних, технічних, санітарно-гігієнічних і лікувально-профілактичних заходів.

Головна мета введення СУОП на підприємстві «ВІРТ» – забезпечення безпеки, збереження життя, здоров'я та працездатності працівників під час трудового процесу. Підприємство має такий склад, наведений у табл. 7.1.

Таблиця 7.1 – Структура підприємства «ВІРТ» та його штатний розклад за завданням

Згідно з табл.. 7.1 пропонуємо таку схему СУОПП для підприємства, що розглядається (рис.7.1).

Управління охороною праці здійснюється: на підприємстві у цілому – директором підприємства безпосередньо та через заступника; у підрозділах та відділах – керівниками підрозділів. Контроль за дотриманням вимог із питань охорони праці та навколишнього середовища, підготовку звітності, рішень та пропозицій щодо покращення умов праці виконує фахівець з охорони праці.

Рисунок 7.1 – Структура СУОПП на підприємстві

7.3 Загальна характеристика приміщення та робочого місця

Приміщення лабораторії, в якій проводяться дослідження та випробування за завданням наведені у табл. 7.2.

Таблиця 7.2 – Загальна характеристика умов праці

Згідно з НПАОП 0.00-1.28-2010 [9] у лабораторії може перебувати 7 працівників. Мінімальна припустима площа приміщення на одну людину повинна складати не менше 6,0 м², а об’єм не менше 20,0 м³. За умовами завдання кількість працюючих складає 10 чоловік, а для дотримання всіх норм, найбільш допустима кількість робочих місць складає 7. В приміщенні відсутні умови, які можуть створювати підвищену або особливо підвищену небезпеку, тому воно належить до класу звичайних приміщень (згідно з ПУЕ-2009 [10]). Джерелом живлення є трифазна мережа напруги 380/220 В з глухо заземленою нейтраллю, з частотою 50 Гц (згідно з НПАОП 0.00-1.28-2010 [9]). За пожежо-вибухонебезпекою приміщення лабораторії відноситься до класу В. У таб. 7.3 наведено загальну характеристику приміщення за вибухопожежною небезпекою та важкістю робіт.

Таблиця 7.3 – Загальна характеристика приміщення за вибухо-пожежною небезпекою та важкістю робіт

7.4 Метеорологічні параметри робочої зони

Під час роботи з ПЕОМ необхідно підтримувати у приміщенні оптимальні метеорологічні умови. Оптимальні метеорологічні умови – поєднання параметрів, які при тривалому й систематичному впливі на людину забезпечують збереження нормального функціонального й теплового стану організму без напруження реакцій терморегуляції. Параметри мікроклімату в приміщенні повинні відповідати ГОСТ 12.1.005-88 [11] та ГН 3.3.5-8-6.6.1-2002 [12]. Із урахуванням категорії роботи за енерговитратами повинні дотримуватися параметри мікроклімату, наведені в табл. 7.4.

Таблиця 7.4 – Оптимальні параметри мікроклімату

Для підтримки в приміщенні оптимального температурного режиму відповідно до вимоги СНиП 2.04.05-91 [13] є централізоване опалювання і вентиляція. У теплий період року використовується кондиціювання.

Освітлення

Особливістю роботи за дисплеєм ЕОМ є постійна й значна напруга функцій зорового аналізатора, обумовленого необхідністю розрізнення самосвітних об'єктів (символів, знаків і ін.) при наявності відблисків на екрані, рядковій структурі екрана, мерехтіння зображення, недостатньою чіткістю об'єктів розрізнення.

Для забезпечення нормального освітлення застосовуються природне бокове одностороннє й штучне освітлення, які нормуються ДБН В.2.5-28-2006 [14] та НПАОП 0.00-1.28-2010 [9].

За характером зорової роботи виконувана робота належить до високої точності, розряд зорової роботи III, підрозряд г. Раціональне освітлення приміщення сприяє кращому виконанню виробничого завдання і забезпеченню комфорту під час роботи. Для забезпечення нормального освітлення застосовуються природне, штучне, а також сполучене освітлення, які нормуються будівельними нормами ДБН В.2.5-28-2006 [14]. Норми освітлення наведені в табл. 7.5.

Таблиця 7.5 – Норми природного й штучного освітлення

Приміщення з постійним перебуванням людей повинно мати, як правило, природне освітлення. При виконанні роботи використовувалося природне одностороннє бокове й штучне освітлення. Нормативне значення КПО повинно бути не нижче ніж 1,5 %. при роботі з ПЕОМ, тому потрібно застосовувати штучне освітлення (згідно з ДСанПіН 3.3.2.007– 98 [15]).

7.6 Шум та вібрація у робочому приміщенні

У приміщенні технічного відділу причиною шуму і вібрації являються апарати, прилади та устаткування: друкуючі пристрої, комп'ютери, вентилятори, кондиціонер та ін. При їхній роботі рівень вібрації не вище 33 дБ, рівень шуму не повинен перевищувати 50 дБА, що є нормою для такого виду діяльності відповідно до ГОСТ 12.1.003-83* [16] та НПАОП 0.00-1.28-2010 [9]. Заходи із забезпечення встановлених норм: використання спеціальних шумопоглинаючих перегородок, застосування меблів, які сприяють зменшенню шуму і вібрації, установка апаратів і приладів на спеціальні амортизуючі підкладки.

Електробезпека

Для живлення устаткування (ПЕОМ, освітлювальні прилади), яке є однофазним споживачем, використовується трифазна мережа 380/220В частотою 50Гц з глухо заземленою нейтраллю. З цієї причини при роботі з електроприладами існує потенційна небезпека ураження людини електричним струмом, тому в правилах улаштування електроустановок (згідно з ПУЕ [10]) передбачені такі заходи електробезпеки: конструктивні, схемно-конструктивні й експлуатаційні. Конструктивні – вимоги що забезпечують захист від доторкання персоналу до струмоведучих частин. ПЕОМ мають ступінь захисту ІР-44. Прилади освітлення ІР-23. Схемно-конструктивним заходом захисту є занулення електрообладнання у приміщенні. Для користувача ПЕОМ важливим є дотримання правил безпеки експлуатації електрообладнання. Так, заборонено доторкатися до дротів та з’єднань при наявності напруги в мережі, а також самостійно проводити ремонт електрообладнання. Усі питання щодо ремонту, налагодження тощо можуть виконувати тільки електрики та відповідні фахівці, які мають допуск до роботи з електрообладнанням певної категорії.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: