Каталог НТП ОмГУПС 2015 г / часть 4 128 по 144
.pdf
В ходе выполнения расчета учитываются такие технологические составляющие эффективности, как:
транзит мощности по шинам высокого напряжения тяговых подстанций; внедрение сальдированного учета электроэнергии;
перенос точек учета электроэнергии границу балансовой принадлежности электроустановок;
контроль баланса приема и распределения электрической энергии по шинам 6, 10 и 35
кВ;
оценка загрузки смежных тяговых подстанций и потерь электроэнергии от перетоков мощности по контактной сети на полигоне переменного тока;
контроль небаланса в сетях 6, 10 кВ железнодорожных узлов.
Апробация инструкции была проведена на участке Северной железной дороге – филиала ОАО «РЖД». В ходе выполнения работы составлены примеры расчета техникоэкономической эффективности по данным реально действующих систем АСКУЭ тяговых подстанций Вологодской дистанции электроснабжения, а также были проведены натурные измерения перетоков мощности в межподстанционных зонах, подтверждающие расчетную методику определения значений уравнительных токов по данным систем АСКУЭ.
Второй этап внедрения автоматизированных систем комплексного учета заключается в реализации проекта АСКУЭ РРЭ, который направлен на повышение экономического эффекта деятельности ОАО «РЖД» путем увеличения доходных поступлений от дополнительно учтенной переданной электроэнергии и снижения расходов на оплату коммерческих потерь электроэнергии. При оценке экономического эффекта внедрения системы АСКУЭ РРЭ учитывались следующие составляющие:
сокращение коммерческих потерь электрической энергии (выявление бездоговорного и безучетного потребления электрической энергии);
увеличение объемов передаваемой электроэнергии за счет организации учета фактически переданной сторонним потребителям электроэнергии предъявляемой к оплате;
увеличение установленной мощности сторонних потребителей; контроль безотказной работы приборов учета электроэнергии;
снижение коммерческих потерь, обусловленных систематическими погрешностями из-за сверхнормативных сроков службы индукционных счетчиков;
увеличение межповерочного интервала счетчиков; сокращение численности контролеров;
экономическая эффективность за счет включения в тариф на содержание сетей инвестиционной составляющей;
предоставление услуги биллинга для энергосбытовых организаций.
Разработка методических указаний по оценке экономической эффективности внедрения АСКУЭ позволило повысить эффективность реализации проекта и наметить основные направления получения дополнительно дохода ОАО «РЖД» от оказания услуг по передачи электроэнергии между субъектами розничного рынка электроэнергии.
Научно-исследовательская часть
138
МЕТОДИКА РАСЧЕТА РАСХОДА И НЕБАЛАНСА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ НА ТЯГУ ПОЕЗДОВ
В условиях перехода железных дорог на безотделенческую систему работы в результате реорганизации ОАО «Российские железные дороги» в холдинговую компанию исчезнет отчетность об уровне небаланса электроэнергии на тягу поездов в границах отделений. В этой связи необходим поиск новых участков контроля уровня небаланса.
В обновленной Методике расчета расхода и небаланса электрической энергии на тягу поездов предлагается определение данных вели-
чин в границах так называемых «зон
небаланса» – участков железной до-
роги, определяемых границами тарифных зон и полигонов постоянного или переменного тока (находящихся внутри этих тарифных зон),
для которых рассчитывается значе-
ние уровня небаланса. Значения не-
баланса электрической энергии в границах «зон небаланса» помимо непосредственного их контроля необходимы также для решения задач расчета платы за пользование инфраструктурой ХК «РЖД» в части электропотребления на тягу поездов частным электроподвижным составом или взятым в аренду на путях общего пользования в условиях прохождения поездами различных тарифных зон.
Основным достоинством методики является использование в качестве исходных данных исключительно информации из действующих на сети железных дорог автоматизированных систем АСКУЭ тяговых подстанций и АС ИОММ (ЦОММ), что позволяет применять данную методику на всей сети железных дорог, а также полностью автоматизировать процесс расчета.
Методика предполагает расчет расхода и небаланса электрической энергии на тягу поездов как при существующей системе учета, так и при внедрении автоматизированных систем учета электрической энергии на электроподвижном составе.
Разработанная методика позволяет получать расчетные значения расхода и небаланса электрической энергии в границах:
-«зон небаланса»;
-железной дороги;
-полигонов постоянного и переменного тока железной дороги;
-сети железных дорог ХК «РЖД»;
-полигонов постоянного и переменного тока сети железных дорог ХК «РЖД»;
-участков работы локомотивных бригад локомотивного депо;
-участков работы локомотивных бригад железной дороги;
-участков работы локомотивных бригад сети железных дорог ХК «РЖД».
Методика также позволяет определять баланс электропотребления на тягу поездов при взаимозаездах локомотивных бригад железных дорог ХК «РЖД» и сопредельных государств.
Методика апробирована на Московской железной дороге.
Научно-исследовательская часть, НПЛ «ЭТ и ЭМС»
139
ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ ОБСЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМЫ ТЯГОВОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
Одной из существенных особенностей функционирования железнодорожного транспорта является наличие системы тягового электроснабжения (СТЭ), бесперебойная работа которой обеспечивается дистанциями электроснабжения.
При проведении энергетического обследования СТЭ необходимо выполнение ряда «критических» работ, выполняемых только при обследовании дистанции электроснабжения. К таким работам следует отнести:
составление баланса приема и распределения электроэнергии по тяговым подстанциям;
анализ динамики потребления электроэнергии тяговыми подстанциями. Выявление неравномерности загрузки смежных тяговых подстанций;
определение уровня технических потерь электроэнергии в тяговой сети с использованием имитационного моделирования;
оценка величины уравнительных токов в межподстанционных зонах и разработка рекомендаций по их снижению (для полигона переменного тока);
оценка состояния выпрямительных и выпрямительно-инверторных преобразователей, выбор оптимальной схемы выпрямления (для полигона постоянного тока);
оценка состояния трансформаторного оборудования, определение степени загрузки трансформаторов;
оценка параметров сглаживающих фильтров, выбор рациональной схемы по условию снижения потерь электроэнергии в реакторе в зависимости от типа автоблокировки;
анализ технических решений по обеспечению качества электрической энергии. Характеристика фильтрокомпенсирующих устройств;
оценка качества электроэнергии на вводах тяговых подстанций;
оценка возможности внедрения сальдированного учета электроэнергии;
оценка состояния тяговой сети и выбор рациональных схем питания межподстанционных зон;
тепловизионное обследование высоковольтного оборудования тяговых подстанций.
Следует отметить, что в настоящее время требования к структуре и содержанию энергетического паспорта предприятия, установленные ГОСТ Р 51379-99 «Энергетический паспорт промышленного потребителя топливноэнергетических ресурсов. Основные положения. Типовые формы» и приказом Минэнерго №13 от 10.03.2010 г., не позволяют с необходимой полнотой отразить особенности функционирования СТЭ железнодорожного транспорта и представить результаты выполнения «критических» работ, выполняемых при обследовании дистанций электроснабжения. Разработка дополнительных форм энергетического паспорта для дистанций электроснабжения предусмотрена методическими указаниями проведения энергетического обследования и энергетической паспортизации объектов холдинговой компании «Российские железные дороги».
Научно-исследовательская часть, НПЛ «ЭТ и ЭМС»
140
ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ ОБСЛЕДОВАНИЕ И ПОВЫШЕНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ
Цель: энергосбережение и повышение энергетической эффективности структурных подразделений железных дорог, промышленных предприятий, организаций всех форм собственности по результатам энергетического обследования, позволяющим совершенствовать учет, контроль потребления, эффективность использования ТЭР.
Ученые университета имеют значительный опыт в разработке программ энергосбережения, в совершенствовании методической базы реализации комплексных ресурсоэффективных проектов. ОмГУПС имеет свидетельство № МЭО ОПЖТ-006, выданное саморегулируемой организацией в области энергетических обследований НП «МЭО ОПЖТ» Э-048 от 29 декабря 2010 г. о допуске к работам в области энергетических обследований, сертификат соответствия требованиям системы РИЭР, предъявляемых к энергоаудиторским организациям. В университете разработаны «Методика проведения энергетических обследований и паспортизации предприятий железнодорожного транспорта», «Методика проведения энергетических самообследований подразделений ОАО «Российские железные дороги», в сотрудничестве с другими вузами и ОАО «РЖД» учебник «Энергосбережение на железнодорожном транспорте» (2012 г.).
Актуальные направления работ:
–энергетическое обследование (электрических, тепловых установок и сетей, предприятий нефтяного, газового комплекса, промышленных, транспортных, ЖКХ);
–методическое обеспечение комплексного энергетического обследования предприятий железнодорожного транспорта;
–разработка программы повышения эффективности производства, ресурсосбережения предприятия;
–формирование энергетического паспорта предприятия;
–периодический контроль и анализ качества электроэнергии;
–расчет нормативов удельного расхода топлива, нормативов создания запасов топлива, нормативов технологических потерь электрической и тепловой энергии;
–тепловизионное обследование технического состояния электрооборудования, ограждающих конструкций вагонов, зданий и сооружений;
–обучение персонала и повышение квалификации работников по энергосбережению и повышению эффективности использования ТЭР (подготовка энергоаудиторов в сертифицированном Учебно-методическом центре Системы РИЭР при Институте повышения квалификации и переподготовки ОмГУПС с выдачей удостоверения и сертификата базового образовательного центра Системы РИЭР (МАЭН, г. Москва).
Опыт работы.
Энергетическое обследование более 140 предприятий, в том числе: 120 – ЗападноСибирской железной дороги, 8 – Московской железной дороги, 2 – Красноярской железной дороги, 2 – Южно-Уральской железной дороги, 12 – Омской области, в том числе за последние три года – более 90 предприятий и организаций. Расчетов нормативов потерь – более 20, повышение квалификации – более 600 чел. за последние три года.
НПЛ «Энергоаудит и энергетическая паспортизация предприятий»
141
АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА МОНИТОРИНГА И УЧЕТА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ НА
ФИДЕРАХ КОНТАКТНОЙ СЕТИ ТЯГОВЫХ ПОДСТАНЦИЙ
Система предназначена для обеспечения контроля и мониторинга распределения электрической энергии в системе тягового электроснабжения и может способствовать повышению энергетической эффективности ее работы за счет выявления непроизводительных потерь электрической энергии в контактной сети и в оборудовании тяговых подстанций. По каждому из фидеров контактной сети и вводов 3,3 кВ тяговых подстанций выполняется учет следующих параметров:
напряжения, тока (со знаком), значения активной мощности (со знаком) с заданным интервалом времени;
приращения активной энергии на заданном интервале; выполняется определение гармонического состава напряжения и тока на заданном
интервале времени.
В состав системы входит оборудование двух уровней:
1)нижнего (измерительного) уровня: измерительные преобразователи на фидерах контактной сети и их источники питания; концентратор подстанции.
2)верхнего уровня: серверы по сбору, хранению и обработке данных.
Связь между измерительными преобразователями и концентратором подстанции осуществляется через волоконно-оптический кабель, что обеспечивает полную гальваническую развязку. Программное обеспечение концентратора подстанции позволяет выполнять мониторинг всех текущих измеряемых и рассчитываемых электрических показателей, накапливать и хранить данные за продолжительный период, выполнять подключение к сер-
верам верхнего уровня с использованием любых доступных сетевых технологий передачи данных. В системе обеспечивается единое время для всех измерительных преобразователей, синхронизированное с точным мировым временем.
Технические характеристики:
Наименование параметра |
Значение |
|
|
|
|
Номинальное напряжение, В |
3300 |
|
Номинальный ток, А |
3000, 4000, 5000 |
|
Ток чувствительности % от номинального тока |
0,1 |
|
Пределы допускаемой основной погрешности измере- |
±0,5 |
|
ния напряжения и тока, % |
||
|
||
Класс точности при измерении напряжения и тока |
0,5 |
|
Частота дискретизации измерений, Гц |
12800 |
|
Интервал усреднения мгновенных величин, с |
3 |
Кафедра «Автоматизации и системы управления»
142
МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ
ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ С ТЯГОВЫМИ НАГРУЗКАМИ
Многофункциональный измерительный комплекс (МИК) предназначен для анализа электрических величин на тяговых и трансформаторных подстанциях электрических железных дорог. МИК позволяет оперативно измерять и анализировать электрические параметры в цепях учета электрической энергии и релейной защиты, благодаря чему можно выполнять контроль правильности включения приборов учета электрической энергии и настройку релейных защит и повысить надежность работы устройств электроснабжения.
МИК осуществляет измерение и индикацию следующих параметров при различных схемах подключения нагрузок:
действующие значения напряжений и токов; активная, полная мощности фаз и трехфазная активная мощность;
действующие значения для основных гармоник напряжений и токов; активная, реактивная и полная мощности основной частоты по всем трем фазам; трехфазная активная, реактивная и полная мощности основной частоты; углы сдвига фаз между первыми гармониками фазных токов и напряжений; коэффициенты искажения синусоидальности кривой напряжений и токов;
коэффициенты не симметрии напряжений по обратной и нулевой последовательностям;
коэффициент мощности; амплитуды, фазы и коэффициенты высших гармоник напряжений и токов
векторные диаграммы токов и напряжений основной частоты; временные диаграммы токов и напряжений; диаграммы спектров напряжений и токов.
Дополнительно предусматривается функция контроля правильности включения и оценка исправности приборов учета электрической энергии и ряд других функций необходимых для наладки и проверки схем защиты в условиях эксплуатации.
Входы напряжения МИК подключаются напрямую к цепям 100/220/380 В или к трансформаторам напряжения. Входы тока подключаются с помощью токовых клещей типа Fluke i5s в выходную цепь трансформаторов тока. Для обеспечения питания МИК используется напряжение 5 В от интерфейса USB или от внешнего блока питания. Большая часть функций обработки информации выполняется программным обеспечением на персональном компьютере (стационарном, ноутбуке или планшете), который гальванически изолирован от входных цепей. МИК может иметь до восемнадцати входных каналов (тока или напряжения).
143
Функциональные особенности МИК:
1. Частота основной гармоники определяется с точностью ±0,01 Гц за десять перио-
дов.
2.Имеется алгоритм определения амплитуды основных гармонических групп и гармонических подгрупп в соответствии с рекомендациями новейших ГОСТов.
3.Рассчитываются составляющие мощности, заданные международным стандартом: полная, активная и неактивная мощности. Неактивная мощность состоит из трех компонент: обменная мощность (реактивная мощность основной гармоники), мощность потерь от наличия высших гармоник в сигналах тока и напряжения, мощность несимметрии.
Прибор может быть использован для экспресс-обследования и диагностики тяговых и трансформаторных подстанций электрических железных дорог.
Кафедра «Автоматизации и системы управления»
144