Модернизация устройств контактной сети участка железной дороги 'Негорелое - Городея' для скоростного движения
Белорусский государственный
университет транспорта
Кафедра автоматики и телемеханики
Факультет безотрывного обучения
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА К ДИПЛОМНОМУ
ПРОЕКТУ
На тему:
Модернизация устройств контактной
сети участка железной дороги «Негорелое - Городея» для скоростного движения
Дипломант: Расич В.А.
Главный руководитель:
Коврига А.Н.
Гомель 2009
Содержание
Аннотация
Введение
. Анализ эксплуатационной
надежности системы электроснабжения
.1 Оценка надежности
элементов системы электроснабжения
.2 Исследование
эксплуатационной надежности устройств электроснабжения
. Анализ параметрической
надежности участка электроснабжения электрифицированной железной дороги при
скоростном движении
.1 Общие сведения
.2 Исходные данные для
расчета участка
.3 Тяговые расчеты
исследуемого участка
.4 Электрический расчет
участка «Столбцы - Негорелое»
.5 Электрический расчет
участка «Городея - Столбцы» при существующей схеме электроснабжения
.6 Электрический расчет
участка «Городея - Столбцы» при измененной схеме электроснабжения
. Повышение эксплуатационной
надежности элементов системы тягового электроснабжения при переходе на
скоростное движение
.1 Модернизация струн
контактной подвески
.2 Модернизация изолированных
консолей
.3 Модернизация
компенсированной совмещенной анкеровки проводов
. Расчет экономической
эффективности замены биметаллических струн на полимерные
. Организационные и
технические мероприятия, обеспечивающие безопасность работающих
.1 Категории выполняемых
работ
.2 Общие меры безопасности
работающих при различных категориях работ
.3 Организационные
мероприятия по обеспечению безопасности работающих
.4 Технические мероприятия,
обеспечивающие безопасность работающих
Заключение
Литература
Перечень графических работ
Аннотация
В дипломном проекте рассматриваются вопросы модернизации устройств
контактной сети участка железной дороги «Негорелое - Городея» для скоростного
движения.
Дипломный проект состоит из пяти глав.
В первой главе производится анализ эксплуатационной надежности как
системы электроснабжения в целом, так и отдельных ее элементов. Приведены
результаты анализа надежности систем электроснабжения России и Беларуси за
последние десять лет.
Во второй главе производится анализ параметрической надежности системы
тягового электроснабжения исследуемого участка при его переводе на скоростное
движение.
В третьей главе рассматриваются пути повышения эксплуатационной
надежности элементов системы тягового электроснабжения при переходе на
повышенные скорости движения.
В четвертой главе приводится расчет экономической эффективности
модернизации струн контактной подвески.
В пятой главе рассматриваются организационные и технические мероприятия,
обеспечивающие безопасность работ на контактной сети.
Введение
В Республике Беларусь протяженность электрических железных дорог
составляет 869 км (15,8% от общей протяженности железных дорог Беларуси). При
этом подавляющее большинство железнодорожных линий в Республике Беларусь
электрифицировано по системе переменного тока частотой 50 Гц - 843 км (97%).
Системы электроснабжения электрических железных дорог должны обеспечивать
высокое качество электроэнергии и заданную степень надежности энергоснабжения
тяговых и нетяговых потребителей при наиболее экономичных показателях работы.
Это требование является основным при проектировании и эксплуатации систем
энергоснабжения.
При
переходе на скоростное движение к элементам системы тягового электроснабжения
предъявляются повышенные требования, описанные в правилах [13]. Следовательно,
возникает необходимость исследования параметрической и эксплуатационной
надежности системы электроснабжения в новых условиях.
Параметрическая
надежность - вероятность того, что выходной параметр будет лежать в допустимых
границах. В качестве основных параметров при анализе параметрической надежности
участка тягового электроснабжения электрифицированной железной дороги приняты
напряжение на токоприемнике, установленная мощность тяговой подстанции,
нагрузочная способность по току контактной подвески. Устройства
электроснабжения электрифицированных железных дорог находятся в сложном
взаимодействии друг с другом и с электроподвижным составом. При одних и тех же
размерах движения условия работы этих устройств в значительной степени зависят
от конкретных реализаций графика движения поездов. Указанные обстоятельства не
позволяют разработать достаточно точные аналитические зависимости, связывающие
условия работы устройств электроснабжения с размерами движения и диаграммами
поездных токов. В связи с этим важное значение приобретает такой метод исследования
как компьютерное имитационное моделирование, являющееся наиболее эффективным
средством для изучения процесса функционирования таких систем.
Переход
на повышенные скорости движения требует немедленной разработки мероприятий по
повышению надежности элементов системы тягового электроснабжения. В современных
условиях нельзя оставить без внимания такой вопрос как применение полимерных
материалов на контактной сети. Применение полимерных материалов на
электрифицированных железных дорогах во многих случаях позволяет найти
совершенно новые простые пути для решения сложных технических задач, связанных
с повышением скорости движения поездов, повышением надежности работы устройств,
снижением стоимости изготовления конструкций, монтажа и эксплуатации,
повышением безопасности работ на контактной сети под напряжением, экономией
дефицитных цветных металлов, продлением срока службы и улучшением внешнего вида
конструкций контактной сети.
Для
исследования выбран участок Белорусской железной дороги «Негорелое - Городея»
(направление Барановичи - Минск). На данном участке в ближайшем будущем
планируется организация движения с повышенными скоростями (до 160 км/ч). В
связи с этим в данном дипломном проекте поставлена задача анализа надежности
системы электроснабжения исследуемого участка и путей ее повышения при переходе
на скоростное движение.
1. Анализ эксплуатационной
надежности системы электроснабжения
1.1 Оценка надежности элементов системы
электроснабжения
Система тягового электроснабжения (СТЭ) состоит из двух последовательных
достаточно сложных подсистем - тяговых подстанций (ТП) и контактной сети (КС),
содержащих большое количество оборудования, аппаратов, деталей, проводов и
изделий, от нормального функционирования которых зависит работоспособность как
подсистемы, так и системы в целом. При условии соблюдения правил, технических
условий и требований других нормативных документов по эксплуатации, ревизии и
ремонту, не допускающих наличия элементов, износ которых выше допустимого и
размеры которых вышли за пределы допустимых норм, можно сформулировать
следующие понятия надежности:
надежность тяговой подстанции - свойство обеспечивать в расчетных режимах
преобразование электрической энергии и питание контактной сети с отклонениями
по напряжению в пределах установленных норм;
надежность контактной сети - свойство обеспечивать передачу
электроэнергии от тяговых подстанций к электроподвижному составу и нормальный
токосъем при расчетных скоростях движения и любых атмосферных условиях (кроме
стихийных бедствий) с минимальным износом контактных проводов и накладок
токоприемника;
надежность системы электроснабжения - суммарное понятие, включающее в
себя как надежность тяговых подстанций, так и надежность контактной сети.
В системе электроснабжения по критериям надежности различают:
устройства, не имеющие резерва, повреждения на которых, как правило,
приводят к нарушению (прекращению или ограничению) в движении подвижных единиц.
К этой группе относятся контактная сеть и сглаживающие устройства тяговых
подстанций постоянного тока;
устройства, не имеющие резерва, повреждения на которых требуют изменения
условий эксплуатации или снижают общую надежность, - посты секционирования,
пункты параллельного соединения, системы теле- и дистанционного управления,
аккумуляторные батареи, компенсирующие устройства;
устройства, имеющие резерв, повреждения на которых, как правило, не
вызывают нарушения движения, - оборудование тяговых подстанций, питающие фидеры
контактной сети и т. п.
В
ряде случаев повреждения в устройствах, относящихся к первой группе, могут не
повлиять на движение подвижных единиц (отгорание шлейфа без касания заземленных
частей, повреждения фиксаторов на прямом участке пути и т. д.); в то же время
отдельные повреждения в устройствах второй и третьей групп иногда могут вызвать
нарушение движения (короткое замыкание на выключателях фидеров, ложное
отключение при неисправности системы телеуправления и т. п.) [8].
Можно
считать, что тяговые подстанции практически имеют 100%-ное резервирование, а
контактная сеть не имеет резерва. Это обусловливает необходимость повышения
надежности всех ее элементов и при возможности дублирования отдельных узлов, в
первую очередь - токоведущих зажимов. Резервирование характерно тем, что оно
позволяет повысить надежность системы по сравнению с надежностью составляющих
ее элементов. Повышение надежности отдельно взятых элементов требует больших
материальных затрат. В этих условиях резервирование, например, за счет введения
дополнительных элементов является эффективным средством обеспечения требуемой
надежности систем [6].
Контактная
сеть и тяговые подстанции - восстанавливаемые системы, и после повреждения
должны быть приведены в состояние, обеспечивающее их нормальное
функционирование. Особенностью контактной сети является непрерывность ее
нормального функционирования на всем протяжении электрифицированного участка.
Причины,
вызвавшие повреждения, могут быть внезапными (пережог провода при коротком
замыкании, перекрытие изоляторов при грозовых перенапряжениях и т. п.) и
постепенными (износ контактного провода, ухудшение диэлектрических свойств
трансформаторного масла, старение полимерных материалов, загрязнение изоляторов
и т. д.). Возможны также случаи длительного или временного понижения
надежности, которые не вызывают нарушения движения, но уменьшают коэффициент
запаса [7].
Постепенное
понижение надежности (повреждение одного из изоляторов в гирлянде,
неисправность одного из фидерных выключателей при наличии резервного и т. п.)
вызывает необходимость вмешательства ремонтного персонала, для того чтобы оно
не развилось в повреждение. Этот персонал выполняет работы в возможный по
условиям движения промежуток времени. Временное понижение надежности
(незначительное увлажнение трансформаторного масла, ликвидируемое силикагелевым
фильтром, временный повышенный нагрев электрооборудования и т. п.) является
самовосстанавливающимся и вмешательства обслуживающего персонала не требует.
По
характеру работы устройства электроснабжения могут быть разбиты также на три
группы:
а) постоянно работающие - контактная сеть и силовое оборудование тяговых
подстанций;
б) дежурные - устройства защиты, телеуправления, управления оборудованием
тяговых подстанций и сигнализация;
в) запасные - оборудование тяговых подстанций, находящееся в резерве.
Дежурные
устройства находятся в режиме ожидания и должны быть готовы в любой момент к
выполнению своих функций. Запасные устройства также должны быть готовы в любой
момент заменить работающие [8].
Элементная
надежность может быть определена при полевых или лабораторных испытаниях
натуральных образцов или моделей с искусственно создаваемыми режимами нагрузок
и внешними условиями. Оценив элементную надежность, можно определить сроки
службы, износоустойчивость, установить необходимую периодичность ремонтов и
наметить пути дальнейшего совершенствования конструкции. С точки зрения
бесперебойной эксплуатации электрифицированных линий задача формулируется
однозначно - путем повышения надежности всех элементов (в пределах
установленных межремонтных сроков), резервирования, автоматизации и других мер
должна быть обеспечена при всех условиях и всеми возможными способами
жизнеспособность системы электроснабжения в целом.
Чтобы
оценить надежность системы электроснабжения и разработать мероприятия по ее
повышению, необходимо учитывать и анализировать все повреждения независимо от
того, привели они к нарушению движения подвижных единиц или нет. Рассматривать
только повреждения, повлиявшие на движение (т. е. вызвавшие отказы),
неправильно, так как это не позволит дать объективную оценку надежности. Как
показывает опыт эксплуатации, одно и то же по характеру и по причинам
возникновения повреждение в зависимости от конкретных условий может по-разному
отразиться на движении подвижных единиц.
К
числу повреждений не относятся плановые работы по ревизиям, регулировке, замене
нормально изношенных элементов и т. п., работы, выполняемые в «окна», с
прекращением движения, а также прекращение питания контактной сети на время
срабатывания защиты или устройств автоматики и оперативных переключений. В
дальнейшем, как наиболее привычный, применяется только термин повреждение.
Оценивать
системную надежность необходимо по числу повреждений, отнесенному к
определенному измерителю (удельное число повреждений); за определенный период
времени это соответствует понятию параметр потока отказов.
Параметр
потока отказов многоэлементной системы, какой является система
электроснабжения, в течение времени ее работы распределяется следующим образом
(рисунок 1.1).
Рисунок
1.1 - Распределение потока отказов λ во времени
В
период приработки (зона I) наблюдается повышенное число отказов, обусловленных
дефектами материалов, оборудования, недостатками монтажа и другими причинами
(приработочные отказы).
Период
нормальной работы (зона II) характеризуется наименьшим и приблизительно
постоянным числом отказов. В период нормальной эксплуатации на объект
воздействуют случайные факторы, которые вызывают внезапные отказы,
интенсивность которых в данный период не зависит от времени.
В
период старения и износа (зона III) число отказов возрастает; это вызывается
износом деталей, старением и усталостью, особенно изоляционных и полимерных
материалов, коррозией, загрязнением и другими подобными причинами (кривая I). В
этот период в основном имеют место постепенные отказы, возникающие вследствие
накопления ухудшений физико-химических свойств объекта.
Для
основных элементов системы электроснабжения период приработки длится 3-5 лет.
Процессы старения и износа проявляются для трансформаторов и контактной сети -
через 20-30 лет после ввода в эксплуатацию (в первую очередь за счет старения
изоляции). Старение и износ коммутационной аппаратуры наступает через 40-50
лет. Обычно эта аппаратура морально устаревает раньше, нежели физически. В
основном элементы СЭС высоконадежны. Время их безотказной работы значительно
превышает время восстановления [1].
Своевременная
замена изношенных или потерявших свои качественные и прочностные характеристики
аппаратов, узлов, проводов и других изделий, выполнение в установленные сроки
ремонтных работ при высоком качестве и соблюдение правил эксплуатации исключают
переход в зону III и обеспечивают нормальную работу устройств независимо от
срока службы системы (кривая 2). Модернизация, внедрение в процессе
эксплуатации элементов новой техники, более стойких и долговечных материалов
приводят к повышению надежности и снижению отказов в зонах II и III (кривая 3).
Улучшение
контроля за выполнением строительно-монтажных работ, повышение качества
материалов и оборудования, более тщательная проверка устройств при вводе в
эксплуатацию приводят к уменьшению числа повреждений и в зоне I (кривая 4). По
мере совершенствования устройств электрической тяги для каждой последующей
электрифицированной линии кривая λ(t) в зонах II и III должна располагаться ниже, чем для участков, находящихся
в эксплуатации.
Необходимо,
чтобы для всех элементов тяговых подстанций и контактной сети время работы без
повреждений было больше межремонтного периода, среднее время восстановления
было минимальным, межремонтные периоды и сроки службы систематически возрастали
[2].
Как
показал анализ, при вводе в эксплуатацию новых электрифицированных участков в
течение периода приработки может в целом по сети железных дорог несколько
увеличиться общее и удельное количество повреждений.
Параметр
потока отказов контактной сети или подстанции в период нормальной работы (зона
II) является суммой параметров потока отказов отдельных укрупненных узлов, т.
е. λсист = Σλузл.
Выдвигался
ряд предложений по выбору показателя надежности: по контактной сети - число
повреждений на развернутую длину, на число проходов токоприемников, на анкерный
участок или на удельное электропотребление; по тяговым подстанциям - число
повреждений на одну подстанцию, на количество преобразованной электроэнергии и
т. п.
Объективный
показатель надежности контактной сети должен быть в первую очередь увязан с
главным требованием, предъявляемым к транспорту, - обеспечение бесперебойности
движения подвижных единиц, т. е. он должен давать оценку работоспособности
системы в целом. По мнению большинства специалистов, наиболее целесообразно
принять за измеритель для контактной сети 100 км развернутой длины, а для
подстанций - одну подстанцию. Этот показатель как в целом для контактной сети
или тяговой подстанции, так и для их основных узлов может служить основой для
всесторонней оценки надежности и разработки мероприятий по совершенствованию
системы электроснабжения. При этом измерителе по сравнению с другими
значительно упрощается обработка статистических данных и становится наиболее
наглядной оценка надежности.
Правильно
ли принимать в качестве измерителя развернутую длину контактной сети? С одной
стороны, действительно, отдельные виды повреждений зависят не только от
протяженности (числа элементов), но и от размеров движения и связанных с ними
удельным электропотреблением, тяговыми нагрузками и числом проходов
токоприемников. К таким повреждениям можно отнести: пережоги проводов над
токоприемниками и на сопряжениях и секционных изоляторах, а также в
токопроводящих зажимах; часть ветровых повреждений при взаимодействии
токоприемников с контактной сетью; повреждения, вызванные сходами с рельсов
подвижного состава, негабаритными грузами, развалом груза и т. п. В общем
количестве эти зависящие от размеров движения виды повреждений составляют
26-30%, но и они в ряде случаев происходят из-за допущенных отступлений от норм
содержания контактной сети, электроподвижного состава или других устройств.
На
тяговых подстанциях размеры движения (токовые нагрузки) могут сказаться только
на повреждении выключателей фидеров, питающих контактную сеть. На основании
анализа данных за ряд лет была сделана попытка установить наличие зависимости
(корреляционной связи) между числом повреждений тяговых подстанций и удельным
электропотреблением (нагрузками), а также между числом повреждений контактной
сети и числом проходов токоприемников и удельным электропотреблением.
Тщательное изучение этого вопроса показало, что какой-либо устойчивой
закономерности здесь не обнаруживается. При одних и тех же грузонапряженности
или электропотреблении или при одинаковом числе проходов токоприемников
удельное количество повреждений оказывается резко различным.
Некоррелированный
характер имеет также распределение повреждений контактной сети и тяговых
подстанций, отнесенных к электропотреблению (токовым нагрузкам).
С
другой стороны, существует прямая связь между числом повреждений контактной
сети и условиями погоды (выдувание и поджатие контактных проводов,
опрокидывание фиксаторов, пережоги при гололеде и изморози и др.). Однако этот
фактор непосредственно связан с протяженностью (развернутой длиной) контактной
сети. Исследования динамики изменения удельного числа повреждений привели к
следующим выводам:
надежность
контактной сети на участках с тяжелым, особенно горным, профилем ниже, чем на
равнинных;
надежность
тяговых подстанций постоянного тока ниже, чем подстанций переменного тока (без
учета повреждений компенсирующих устройств); более сложные подстанции
постоянного тока, трудовые затраты на ремонт которых приблизительно на 30%
выше, чем на подстанциях переменного тока, имеют и несколько большее число
повреждений. Сказывается также и то, что масляные выключатели фидеров
переменного тока работают более устойчиво, чем даже сдвоенные быстродействующие
выключатели;
надежность
контактной сети постоянного тока выше, чем контактной сети переменного тока,
хотя она сложнее и затраты труда на ее ремонт на 20-25% выше, чем на переменном
токе [4].
На
основании опыта эксплуатации системы электроснабжения можно сформулировать
следующие общие положения:
при
гололедах, сильных ветрах и низких (менее -25--30°С) температурах надежность
системы понижается;
повышение
квалификации обслуживающего персонала и применение методов инструментального
контроля увеличивают надежность;
чем
больше размеры движения (больше число проходов токоприемников), тем менее
надежна система;
по
мере совершенствования оборудования, конструкции узлов и деталей надежность их
должна повышаться.
Ниже
выполнен анализ элементной надежности системы электроснабжения по следующим
основным узлам:
контактная
сеть - контактные провода, несущие тросы и другие провода, изоляторы, опорные
конструкции, узлы фиксации, прочие узлы и детали;
тяговые
подстанции - трансформаторы, выключатели, разрядники, сглаживающие,
компенсирующие и прочие устройства;
устройства
электроснабжения системы централизованной блокировки (СЦБ).
1.2 Исследование эксплуатационной надежности устройств
электроснабжения
В данном разделе на основании статистических данных по
России и Беларуси за последние 10 лет проведен анализ эксплуатационной надежности
основных элементов системы электроснабжения.
Опыт эксплуатации устройств электроснабжения пока еще
является единственной базой для анализа системной надежности, определения роли
случайных воздействий, установления статистических закономерностей в
возникновении повреждений, а также для проверки различных гипотез о механизме
старения, для оценки износоустойчивости, влияния внешних факторов и
климатических условий. Нет методов, позволяющих, используя данные о надежности
отдельных деталей, узлов и аппаратов (элементная надежность), определить
надежность всей системы в целом. Это объясняется многообразием не связанных
друг с другом факторов, влияющих на совместную работу узлов и аппаратов.
В
последние годы надежность системы электроснабжения железнодорожного транспорта
и состояние безопасности движения поездов в хозяйстве определяет не имеющая
резервирования контактная сеть - удельный вес браков из-за отказов контактной
сети достиг 90%, хотя в 1995 году он был на уровне 76% (таблица 1.1).
Таблица
1.1
Средний удельный вес браков по основным устройствам
электроснабжения
|
Устройства электроснабжения
|
Средний удельный вес браков,%
|
|
Контактная сеть
|
90,0
|
|
Автоблокировка
|
8,1
|
|
Специальный ПС
|
1,3
|
|
Тяговые подстанции
|
0,6
|
|
Всего
|
100,0
|
Представляет
интерес распределение браков в работе системы электроснабжения по месяцам за
последние 7 лет (рисунок 1.2). Наибольшее число браков в работе системы
электроснабжения приходится на июль, наименьшее - на февраль. Это объясняется
влиянием климатических факторов и нагрузок от движения подвижных единиц. Число
браков в летние месяцы составляет почти 1/3 от всех браков за год в хозяйстве
энергоснабжения, точнее 32,2%. Количество отказов в июне, июле, августе, ноябре
и декабре составляют больше половины годовых отказов.
Рисунок
1.2 - Распределение браков в работе системы электроснабжения по месяцам
Динамика
удельной повреждаемости устройств электроснабжения за последние 7 лет приведена
в таблице 1.2.
Таблица
1.2
Динамика удельной повреждаемости устройств
электроснабжения
|
Годы
|
1997 г.
|
1998 г.
|
1999 г.
|
2000 г.
|
2001 г.
|
2002 г.
|
2003 г.
|
|
Контактная сеть (на 100 км развернутой длины)
|
0,75
|
0,67
|
0,57
|
0,56
|
0,59
|
0,58
|
0,7
|
|
Электроснабжение устройств СЦБ (на 100 км эксплуатационной
длины)
|
1,56
|
1,13
|
1,18
|
1,68
|
1,49
|
1,51
|
1,74
|
|
Тяговые подстанции (на одну подстанцию)
|
0,15
|
0,13
|
0,14
|
0,14
|
0,18
|
0,14
|
0,15
|
Из
данных таблицы 1.2 видим, что удельная повреждаемость контактной сети
имела тенденцию к снижению, однако в последние годы резко возросла. Причины этого
явления анализируются ниже. Удельная повреждаемость устройств СЦБ резко
изменяется от года к году, а удельная повреждаемость тяговых подстанций
остается практически неизменной.
Приведем
основные причины повреждений в хозяйстве электроснабжения и их динамику за
последние 3 года по данным Белорусской железной дороги (таблица 1.3). По
данным таблицы видим, что наибольшее число повреждений происходит по причине
повреждения кабелей, изоляции, плохих погодных условий.
Таблица
1.3
Причины повреждений в хозяйстве электроснабжения
|
Годы
|
2001 г.
|
2002 г.
|
2003 г.
|
Удельный вес в среднем, %
|
|
Всего повреждений, в том числе:
|
549
|
570
|
546
|
100,0
|
|
Повреждение предохранителей
|
12
|
18
|
21
|
2,9
|
|
Повреждение трансформаторов
|
34
|
50
|
48
|
7,5
|
|
Повреждение кабелей
|
124
|
115
|
126
|
21,2
|
|
Повреждение изоляторов, разделителей, разрядников
|
97
|
107
|
93
|
17,4
|
|
Обрыв проводов
|
61
|
61
|
66
|
11,4
|
|
Наброс, падение деревьев
|
164
|
170
|
137
|
26,4
|
|
Повреждение опор
|
3
|
1
|
2
|
0,3
|
|
Отключение энергосистем
|
3
|
1
|
4
|
0,4
|
|
Прочие повреждения(КС - стрелки, откл. узлов)
|
51
|
47
|
49
|
8,4
|
|
Излом токоприемников
|
30
|
19
|
21
|
4,1
|
Как было отмечено ранее, на контактную сеть приходится
90% всех отказов в системе электроснабжения. Поэтому основное внимание при
анализе эксплуатационной надежности системы уделяется именно элементам
контактной сети.
Основные
эксплуатационные показатели работы контактной сети приведены в таблице 1.4.
Таблица
1.4
Основные эксплуатационные показатели работы контактной
сети
|
Годы
|
2001 г.
|
2002 г.
|
2003 г.
|
|
Количество случаев нарушений работы контактной сети по вине
Э, шт.
|
656
|
655
|
793
|
|
Удельный вес от общего числа нарушений устройств по вине
Э,%
|
29
|
31
|
31
|
|
Количество случаев брака в работе по контактной сети, шт.
|
266
|
276
|
310
|
|
Удельный вес от общего количества случаев брака в работе по
хозяйству электроснабжения, %
|
78
|
81
|
90
|
Удельная повреждаемость на 100 км развернутой длины контактной сети
увеличилась на 12,8%, в т. ч. по вине хозяйства на 17,1%.
На участках электрифицированных на постоянном токе с
2001 г. наметилась стабилизация удельной повреждаемости устройств.
Удельная повреждаемость контактной сети постоянного
тока последние годы была стабильна, однако в 2003 г. произошел резкий рост
удельной повреждаемости с 0,97 до 1,34 на 100 км развернутой длины контактной
сети из-за роста количества случаев пережога проводов при увеличении токовых
нагрузок, разрушения стержневых старотипных изоляторов, зажимов низкой
надежности и других причин.
Для
анализа надежности контактной сети представляет интерес распределение
повреждений по месяцам - в процентах от общего числа за год (рисунок 1.3). В
зависимости от условий погоды число повреждений по временам года может
меняться, но, учитывая, что контактная сеть в соответствии с Правилами
технической эксплуатации (ПТЭ) должна обеспечивать бесперебойный токосъем в
любых атмосферных условиях, наиболее тщательно необходимо анализировать опыт
эксплуатации ее в зимние месяцы и в грозовой сезон.
Число повреждений контактной сети изменяется
циклически в течение года. Наибольшее число отказов приходится на июнь,
наименьшее - на октябрь. Это объясняется влиянием климатических факторов и
нагрузок от движения подвижных единиц. Интенсивность отказов различных
элементов контактной сети в различной степени изменяется в течение года.
Рисунок
1.3 - Распределение повреждений контактной сети по месяцам
Повреждения контактной сети по причине их
возникновения можно разделить на три группы:
непосредственно связанные с контактной сетью,
вызванные недостатками проектирования и монтажа, дефектами конструкций, узлов и
деталей, низким качеством материалов, условиями погоды, неудовлетворительным
содержанием, неправильными действиями обслуживающего персонала и нарушением
правил ремонта;
вызванные неисправностями токоприемников,
повреждениями на электроподвижном составе (как правило, короткие замыкания);
- вызванные прочими причинами (сходы с рельсов, развал
грузов, стихийные бедствия и т. п.).
Число повреждений, соответствующее каждой из этих
групп, обозначим nкс, nэпс, nпр. Тогда число
повреждений контактной сети как системы nсист
(1.1)
Обслуживающий
персонал участков энергоснабжения может непосредственно влиять на значение nкс.
Величина nэпс зависит от качества обслуживания и совершенства
токоприемников, от надежности подвижного состава. На показатель nпр
можно влиять только косвенно: повышать контроль за соблюдением правил и
инструкций, создавать дополнительные сигнальные и защитные системы, а также
принимать административные и дисциплинарные меры [10].
Распределение
повреждений по основным элементам контактной сети за последние годы приведены
на рисунке 1.4.
Рисунок
1.4 - Распределение повреждений по основным элементам контактной сети
Удельное число повреждений на станциях выше, чем на перегонах, что
объясняется более сложной конструкцией контактной сети на станциях, большим
числом ЭПС, маневровой работой, частыми троганиями и т.д. На станциях
значительно меньше повреждений, вызванных метеорологическими условиями, так как
контактная сеть на них лучше защищена от ветра и по конструкции более
ветроустойчива, чем на перегонах.
Наибольшее количество повреждений приходится на контактный провода, а на
участках переменного тока - на изоляторы. К наибольшему ущербу в движении
поездов приводят повреждения опор, а затем - повреждения контактных проводов.
Основные причины отказов устройств контактной сети:
- рост старения основных фондов, наличия в
эксплуатации недостаточной надежности старотипных опор, оборудования, арматуры
и других изделий;
низкое качество содержания устройств контактной сети
эксплуатационным персоналом;
недостаточный уровень квалификации эксплуатационного
персонала.
Значительное количество повреждений контактной сети происходит при
гололедах, сильных ветрах, грозах, низких температурах или резких перепадах температур.
Наиболее неблагоприятные условия для контактной сети - сочетание гололеда с
ветром, а также резкое понижение температуры. В зависимости от погодных условий
наиболее часто выходят из строя фиксирующие устройства (ветер), контактные
провода (гололеды, автоколебания и ветер), усиливающие провода и линии
электропередач (гололед, ветер, низкие температуры и автоколебания). Удельное
число повреждений контактной сети, вызванных метеорологическими условиями, за
последние годы составляет около 50% общего их количества. Распределяются они по
видам (в%) следующим образом:
- выдувание контактного провода в пролете 39%
поджатие контактного провода токоприемником к основному стержню и
повреждение фиксаторного узла13%
захват полозом анкерной ветви16%
опрокидывание (раскрытие) фиксаторов5%
прочие (излом изоляторов из-за увеличения механических нагрузок,
дефектная резьба, дефекты деталей, «грозовые» перекрытия и др.)27%
Доля отказов контактной сети по проводам, тросам и
струнам составляет 33,2% от общего количества повреждений на контактной сети.
Доля пережогов проводов в общем числе повреждений контактной сети
возрастает; около 50% их на участках постоянного и 25% на участках переменного
тока происходит над токоприемниками. Пережоги и обрывы контактных проводов и несущих
тросов в большинстве случаев вызывают значительные повреждения контактной сети,
особенно если они сопровождаются изломами токоприемников. На восстановление
таких повреждений затрачивается 2,5-3 ч, что приводит к большим задержкам в
движении поездов. Повреждения проводов, подвешенных на опорах контактной сети,
в отдельных случаях (при захлестывании на цепную подвеску) также вызывают
нарушение движения поездов.
Распределение
повреждений остальных проводов, кроме контактных, в процентах от общего количества,
приведено в таблице 1.5.
Таблица
1.5
Распределение повреждений проводов
|
Провода
|
Количество пережогов и обрывов проводов, %
|
|
Несущие тросы
|
47
|
|
Гибкие поперечины
|
7
|
|
Усиливающие и питающие фидеры
|
22
|
|
Прочие (электрические соединения, шлейфы и др.)
|
24
|
Основными причинами пережогов и обрывов проводов являются:
·
повышенный нагрев
питающих или соединительных зажимов вследствие ухудшения контакта;
·
перекрытия и
пробои изоляторов;
·
соприкосновение
заземленных частей;
·
местные нагревы
(соприкосновение проводов);
·
короткие
замыкания на электроподвижном составе;
·
потеря или
ухудшение контакта полоз - провод (обледенение, загрязнение, отклонение
характеристик, загрязнение, отклонение характеристик токоприемников от
нормативных);
·
замыкание полозом
токоприемника изолирующих сопряжений при остановке электроподвижного состава
(перетекание тока через полоз);
·
подъем и
опускание токоприемников под нагрузкой;
·
въезд на
отключенный или заземленный участок;
·
местный
повышенный износ контактного провода и тросов в результате трения в местах
касания;
·
дефекты стыковок;
·
усталость
материала, коррозия стальных тросов;
·
дефекты проводов
(низкое качество пайки, раковины, механические повреждения и пр.).
Помимо этого, обрывы проводов могут быть вызваны рядом внешних причин,
например падением опор, разрушением консолей или других поддерживающих
конструкций и пр.
Повреждения опор контактной сети происходят достаточно редко (1,4% от
всех повреждений КС), однако они приводят к наибольшему ущербу в движении подвижных
единиц. Следует отметить, что менее 5% повреждений опор зависят от условий
эксплуатации и качества их установки (коррозия, неправильная установка лежней и
т.п.), остальные же вызваны внешними причинами (наезды, развал груза, сходы
вагонов, недосмотры при работе путевых машин, снегоочистителей и пр.).
Повреждения изоляторов составляют значительную часть (21,3%) всех
повреждений устройств контактной сети. К повреждениям изоляторов отнесены все
случаи, вызвавшие отключение контактной сети с неуспешным автоматическим
повторным включением (АПВ), и разрушения изоляторов без короткого замыкания,
вызвавшие прекращение движения или необходимость опускания токоприемника ЭПС.
Анализируя данные об удельном числе повреждений изоляторов на 100 км
развернутой длины контактной сети, включая изоляторы разъединителей,
разрядников, секционные изоляторы и др. за последние 8 лет можно отметить, что
на участках переменного тока из-за меньшего коэффициента электрического запаса
удельное число повреждений значительно больше, чем на участках постоянного
тока. Наибольшее число повреждений приходится на изоляторы фиксаторов и на
секционные изоляторы.
Для
оценки работы изоляции представляет интерес распределение повреждений по
месяцам (рисунок 1.5).
Надежность изоляторов разъединителей и секционных изоляторов на порядок
ниже, чем в других узлах контактной сети. Как уже указывалось, число
повреждений изоляторов на станциях, особенно на участках переменного тока,
несколько выше, чем на перегонах, из-за большей возможности загрязнения.
Рисунок
1.5 - Распределение повреждений изоляторов по месяцам
Перекрытия и пробои изоляторов (электрические повреждения) вызываются:
·
атмосферными
перенапряжениями;
·
загрязнениями
поверхности;
·
ионизацией
воздуха вблизи изоляторов;
·
разрушением
фарфора внутри шапок тарельчатых изоляторов;
·
внешними
факторами, т. е. попаданием посторонних предметов;
·
отключением
разъединителей под нагрузкой;
·
наледями, птицами
и т. п.
По механическим причинам (удары, увеличенные нагрузки и пр.) разрушаются
в основном стержневые изоляторы фиксаторов и консолей и изоляторы
разъединителей (при включении). Значительное количество изоляторов повреждается
при сильных ветрах из-за увеличенных механических усилий.
Повышение надежности (уровня) изоляции необходимо для уменьшения числа
поверхностных перекрытий, особенно при грозовых перенапряжениях, которые, как
правило, не приводят к разрушению изоляторов, но вызывают отключение контактной
сети. Даже кратковременное отключение в отдельных случаях может привести к
нарушениям в движении подвижных единиц.
Секционные изоляторы являются одним из наименее надежных, но в то же
время ответственных узлов контактной сети. Повреждения секционных изоляторов
вызываются двумя причинами: механическими и электрическими. Повреждения,
вызванные механическими причинами, происходят главным образом в результате
неправильной регулировки, ослабления креплений, дефектов материала и ударов по
фарфоровым элементам.
Удельное число повреждений секционных изоляторов (на 100 км развернутой
длины контактной сети на станциях) на постоянном токе значительно ниже, чем на
переменном. Меньшая надежность секционных изоляторов на участках переменного
тока объясняется бóльшим временем срабатывания защиты при выезде на
заземленный участок, большей разностью напряжения, которая может быть на
смежных секциях, и, как следствие, более мощной дугой. При угольных вставках
удельное число повреждений секционных изоляторов в 1,5 раза больше, чем при
медных и металлокерамических.
Оценивая приведенные данные и учитывая условия работы и эксплуатации
контактной сети, следует признать, что основными вопросами, которые следует
решить для повышения ее надежности и снижения трудовых затрат на обслуживание,
являются следующие:
·
нагрев проводов и
зажимов, состояние арматуры и фундаментных частей железобетонных опор, качество
подхвата проводов на стрелках и сопряжениях;
·
исключение
болтовых зажимов и креплений, в первую очередь на токоведущих элементах;
·
совершенствование
методов соединения (стыкования) проводов, установка электрических шунтов;
·
дублирование
токоведущих зажимов, натяжных и фиксирующих элементов, т.е. их резервирование;
·
типизация узлов
для упрощения монтажа и повышения ремонтопригодности, применение узловой
замены;
·
ударостойкость и вибрационная
стойкость элементов, в первую очередь изоляторов;
·
оптимизация
распределения тока между проводами, полное «электрическое» использование
материала проводов.
Бесперебойное движение поездов на электрифицированных линиях зависит
также от обеспечения нормальной совместной работы контактной сети и
токоприемников, которые должны иметь заданные характеристики и строго
соответствовать правилам эксплуатации и ремонта. Наиболее уязвимыми элементами
контактной сети, где чаще всего происходят нарушения нормального токосъема и,
как следствие этого, повреждения, являются воздушные стрелки всех видов, все
виды сопряжений (места подхвата), секционные изоляторы, узел фиксации (особенно
на кривых малого радиуса). Перечисленные узлы необходимо особенно тщательно обслуживать,
регулировать, систематически контролировать, соблюдая установленные правила и
нормы.
Далее рассмотрим эксплуатационную надежность остальных устройств системы
электроснабжения.
Распределение
повреждений по основным элементам устройств электроснабжения СЦБ за последние
годы приведены на рисунке 1.6.
В последние годы увеличилось число повреждений
оборудования пунктов питания на 8,6% , высоковольтных предохранителей на 7,4%,
изоляторов на 7%, разъединителей на 3,8% и деревянных опор на 2,9%.
Количество повреждений устройств электроснабжения СЦБ
по вине дистанций электроснабжения по сети дорог снизилось на 4,5%.
Основные
эксплуатационные показатели работы тяговых подстанций приведены в таблице 1.6.
Рисунок
1.6 - Распределение повреждений по основным элементам устройств
электроснабжения СЦБ
Таблица
1.6
Основные эксплуатационные показатели работы тяговых
подстанций
|
Годы
|
2002 г.
|
2003 г.
|
+/-
|
|
Количество случаев повреждений
|
74
|
214
|
+140
|
4
|
8,5
|
+4,5
|
|
Количество случаев брака в работе
|
8
|
1
|
-7
|
|
% от общего количества брака в работе
|
2
|
0,3
|
-1,7
|
Распределение
повреждений по основным элементам тяговых подстанций за последние годы
приведены на рисунке 1.7.
Увеличилось число отказов по причине нарушения изоляции токоведущих
цепей. Возросло число отказов устройств телемеханического управления, что
связано, в первую очередь, с неудовлетворительным состоянием каналов связи. В
минувшем году резко увеличилось число выходов из строя фидерных выключателей.
Очень много отказов отнесено на прочие устройства, что говорит о недостаточном
уровне разбора повреждаемости оборудования со стороны ЭЧ и служб. Особое
беспокойство вызывает увеличение случаев аварийного отключения тягового
электроснабжения из-за срабатывания релейных защит по перегрузке фидеров
контактной сети.
Рисунок
1.7- Распределение нарушений нормальной работы в % устройств тяговых подстанций
по типам оборудования
Нарушения нормальной работы оборудования тяговых
подстанций по причинам их возникновения за последние десять лет распределяются
следующим образом:
- недостатки в эксплуатации и ремонте 26,0%
конструктивные недостатки, дефекты завода-изготовителя
12,0%
старение, износ, коррозия 10,0%
неисправность вспомогательного оборудования (например,
привода выключателя) 9,9%
перегрузка 9,7%
метеоусловия 9,2%
негодность по результатам профилактических испытаний
9,0%
неисправность электроподвижного состава 4,3%
причина не установлена 4,1%
неудовлетворительное состояние контактной сети 3,5%
В
отличие от контактной сети на тяговых подстанциях основное и большинство
вспомогательного оборудования резервируется. Не имеют резерва только
аккумуляторная батарея и сглаживающие устройства. В случае повреждения
автоматически или оперативным персоналом включается резервный агрегат
(аппарат), и питание контактной сети не прекращается или прерывается на
ограниченный промежуток времени. Так как питание подстанций от энергосистем
также резервируется, то случаи, когда подстанция отключается полностью и на
достаточно длительный период, редки [11].
Опыт
эксплуатации показал, что полное отключение подстанции происходит главным
образом вследствие неправильных действий эксплуатационного персонала или при
отказе защиты (систем защиты), когда повреждение сразу не локализуется, а
развивается, особенно если при этом нарушаются цепи управления.
Продолжительность перерывов в движении поездов из-за повреждения тяговых
подстанций составляет всего 3% общего числа задержек, вызванных неисправностью устройств
электроснабжения.
Как
показывает анализ, на тяговых подстанциях постоянного тока удельное число
повреждений по сравнению со среднегодовым увеличивается в грозовой период на
25-35% и снижается на 15-20% в зимние месяцы.
Большое
число повреждений относится к коммутационным электрическим аппаратам
(автоматические выключатели, разъединители, короткозамыкатели, отделители). Их
отказы происходят при отключении коротких замыканий, выполнении ими различных
операций, а также в стационарном состоянии.
Основная
причина повреждений коммутационных аппаратов - механические повреждения,
связанные с несовершенством конструкции, нарушением технологии изготовления или
правил эксплуатации. Среди них следует выделить дефекты контактных соединений,
неполадки в электроприводе, повреждения из-за ошибочных действий персонала, а
также отказы при выполнении операций включения из-за некачественной
регулировки, настройки или вследствие обледенения.
Электрические
повреждения коммутационных аппаратов вызываются перекрытием изоляции при
внешних и внутренних перенапряжениях, пробоем внутрибаковой изоляции
выключателей и пр.
Такой
вид оборудования как силовые трансформаторы повреждается значительно реже, чем
линии электропередачи, однако его отказ ведет к более тяжким последствиям, и
восстановление работоспособности требует длительного времени.
Основные
причины повреждения силовых трансформаторов:
повреждение
изоляции обмоток трансформатора из-за дефектов конструкции и изготовления, а
также от воздействия внешних перенапряжений в сети и токов короткого замыкания;
повреждение
переключателей (в основном регулируемых под нагрузкой), обусловленное
конструктивными и технологическими дефектами;
повреждение
вводов, в основном при воздействии внешних перенапряжений в сети (перекрытие
внешней или внутренней изоляции, механические повреждения, некачественные
контактные соединения).
Основные
способы повышения надежности эксплуатации трансформаторов:
тщательная
приемка в эксплуатацию с выполнением контрольных испытаний;
периодические
осмотры и проверки в процессе эксплуатации с соблюдением требуемых сроков и
объема испытаний;
соблюдение
режимов работы трансформаторов, не допускающих значительной перегрузки в
течение длительного времени;
установка
в сети средств снижения мощности коротких замыканий (реакторов) и величины
перенапряжений (разрядников).
2. Анализ
параметрической надежности участка электроснабжения электрифицированной
железной дороги при скоростном движении
2.1 Общие сведения
Системы электроснабжения электрических железных дорог должны обеспечивать
высокое качество электроэнергии и заданную степень надежности энергоснабжения
тяговых и нетяговых потребителей при наиболее экономичных показателях работы.
Это требование является основным при проектировании и эксплуатации систем
энергоснабжения.
Параметрическая надежность - вероятность того, что выходной параметр
будет лежать в допустимых границах. В качестве основных параметров при анализе
параметрической надежности участка тягового электроснабжения
электрифицированной железной дороги приняты напряжение на токоприемнике,
установленная мощность тяговой подстанции, нагрузочная способность по току
контактной подвески.
Определить условия, которые могут складываться на том или ином
проектируемом или эксплуатируемом участке, и проанализировать надежность
системы электроснабжения участка можно с помощью специальных расчетов, которые
обязательно выполняют при разработке первоначального проекта электрификации
участка и в период эксплуатации при изменении размеров движения и расчетной
массы поезда (поверочные расчеты), а также при разработке проекта усиления
системы электроснабжения действующего участка железной дороги.
Устройства электроснабжения электрифицированных железных дорог находятся
в сложном взаимодействии друг с другом и с электроподвижным составом. При одних
и тех же размерах движения условия работы этих устройств в значительной степени
зависят от конкретных реализаций графика движения поездов. Указанные
обстоятельства не позволяют разработать достаточно точные аналитические
зависимости, связывающие условия работы устройств электроснабжения с размерами
движения и диаграммами поездных токов. В связи с этим важное значение
приобретает такой метод исследования как компьютерное имитационное
моделирование, являющееся наиболее эффективным средством для изучения процесса
функционирования таких систем.
Под имитационным моделированием понимается проведение на ЭВМ численных
экспериментов с математической моделью, описывающей поведение сложной системы в
течение периода времени заданной продолжительности. Математическая модель,
преобразованная в моделирующий алгоритм, приближенно воспроизводит на ЭВМ
функционирование во времени сложной системы, причем имитируются элементарные
явления процесса, с сохранением их логической структуры и последовательности протекания
во времени, непосредственно воспроизводятся все основные связи между отдельными
устройствами реальной системы. Поэтому проведение расчета на такой модели
(вычислительного эксперимента) эквивалентно натурному эксперименту на реальном
объекте. Таким образом, в данном дипломном проекте для анализа параметрической
надежности системы тягового электроснабжения исследуемого участка применяется
метод имитационного моделирования.
2.2 Исходные данные для расчета участка
Участок Белорусской железной дороги «Городея - Негорелое» состоит из
участка, электрифицированного по системе 2х25 кВ («Городея - Столбцы»), и
участка, электрифицированного по системе 1х25 кВ («Столбцы - Негорелое»).
Участок
«Городея - Столбцы» питается от тяговой подстанции «Городея». На ней установлены
четыре однофазных трансформатора ОРДНЖ-16000 / 110-76У1 (2 х 16 МВ∙А),
параметры которого приведены в таблице 2.1.
Исследуемый участок питают два трансформатора, один из которых находится в
резерве.
Таблица
2.1
Параметры тягового трансформатора ОРДНЖ-16000 / 110-76У1:
|
Параметр, размерность
|
Значение
|
|
Номинальная мощность, МВ∙А
|
16
|
|
Напряжение короткого замыкания, %
|
10,5
|
|
Потери короткого замыкания, кВт
|
84
|
|
Ток холостого хода, %
|
0,5
|
|
Потери холостого хода, кВт
|
27
|
Анцапфы трансформатора включены таким образом, что напряжение между
контактным проводом и рельсами в режиме холостого хода устанавливается равным
28 кВ, между питающим проводом и рельсом - 28 кВ.
Схема
питания участка «Городея - Столбцы» имеет вид, показанный на рисунке 2.1.
Рисунок
2.1 - Схема питания участка
«Городея - Столбцы»
Участок
«Столбцы - Негорелое» питается от тяговой подстанции «Колосово», расположенной
в середине участка. На ней установлены два трехфазных трансформатора
ТДТНЭ-25000 / 110, параметры которого приведены в таблице 2.1. Напряжение между контактным проводом
и рельсами в режиме холостого хода устанавливается равным 28 кВ
Таблица
2.2
Параметры тягового трансформатора ТДТНЭ-25000 / 110:
|
Параметр, размерностьЗначение
|
|
|
Номинальная мощность, МВ∙А
|
25
|
|
Напряжение короткого замыкания, %
|
10,5
|
|
Потери короткого замыкания, кВт
|
145
|
|
Ток холостого хода, %
|
1,0
|
|
Потери холостого хода, кВт
|
45
|
Для определения режима работы оборудования при повышенных скоростях
движения необходимо определить загрузку тяговых подстанций и
автотрансформаторных питающих пунктов (АПП), а также рассчитать уровень
напряжения на токоприемниках электроподвижного состава (ЭПС).
Исходными
данными для расчета являются сведения о размерах движения на участках (таблица 2.3) и приведенный спрямленный профиль
участков (таблица 2.4).
Таблица
2.3
Сведения о размерах движения
|
Тип поезда
|
Размеры движения, пар поездов в сутки
|
|
грузовой поезд
|
19,5
|
|
пригородный поезд
|
26
|
|
пассажирский поезд
|
25
|
Таблица
2.4
Приведенный спрямленный профиль участков «Городея - Столбцы» и «Столбцы -
Негорелое»
|
Профиль «Городея - Столбцы»
|
Профиль «Столбцы - Негорелое»
|
|
прямой ход
|
обратный ход
|
прямой ход
|
обратный ход
|
|
длина, м
|
уклон, ‰
|
длина, м
|
уклон, ‰
|
длина, м
|
уклон, ‰
|
длина, м
|
уклон, ‰
|
|
1260
|
7,6
|
260
|
-0,6
|
530
|
6
|
595
|
-1,7
|
|
300
|
3,9
|
40
|
-0,6
|
730
|
0,2
|
15
|
-1,7
|
|
360
|
0
|
730
|
0
|
40
|
1,8
|
925
|
-0,6
|
|
390
|
0
|
770
|
-5,8
|
260
|
1,8
|
285
|
-4,6
|
|
250
|
4,1
|
220
|
0
|
1880
|
3,5
|
700
|
-0,2
|
|
650
|
9,6
|
430
|
7,8
|
2740
|
8,3
|
500
|
0
|
|
300
|
0,9
|
550
|
0,1
|
1330
|
0,7
|
260
|
4,2
|
|
570
|
8,2
|
200
|
4,1
|
1520
|
-7,6
|
940
|
8,5
|
|
220
|
0,3
|
3570
|
8,1
|
260
|
0
|
700
|
0,3
|
|
450
|
-3,2
|
670
|
-0,9
|
870
|
7
|
600
|
7,5
|
|
260
|
0
|
260
|
3,8
|
570
|
0
|
220
|
0
|
|
680
|
4,3
|
450
|
0
|
660
|
7,9
|
1130
|
-8,4
|
|
230
|
0
|
410
|
-8
|
670
|
0,4
|
250
|
0
|
|
530
|
-9
|
210
|
0
|
470
|
5,3
|
430
|
8,7
|
|
220
|
0
|
700
|
8
|
420
|
0
|
670
|
0
|
|
550
|
7
|
830
|
-0,3
|
315
|
0
|
475
|
8,1
|
|
1530
|
2
|
640
|
-6,9
|
175
|
-6,4
|
600
|
-0,8
|
|
530
|
-0,7
|
210
|
0
|
420
|
0
|
200
|
3,4
|
|
840
|
-7,5
|
610
|
8
|
340
|
0
|
200
|
0
|
|
260
|
0,3
|
250
|
0
|
230
|
-3,8
|
730
|
-7,8
|
|
620
|
7,8
|
900
|
-4,3
|
200
|
0
|
210
|
0
|
|
500
|
0
|
560
|
-8
|
440
|
8,9
|
950
|
8,2
|
|
920
|
-7,5
|
270
|
0
|
340
|
1,8
|
630
|
0,9
|
|
270
|
0
|
920
|
7,5
|
550
|
6,1
|
550
|
-6,1
|
|
560
|
8
|
500
|
0
|
630
|
-0,9
|
340
|
-1,8
|
|
900
|
4,3
|
620
|
-7,2
|
950
|
-8,2
|
440
|
-8,1
|
|
250
|
0
|
260
|
0,3
|
210
|
0
|
200
|
0
|
|
610
|
-8
|
840
|
7,5
|
730
|
7,8
|
230
|
3,8
|
|
210
|
0
|
530
|
0,7
|
200
|
0
|
40
|
0
|
|
640
|
6,9
|
1530
|
-2
|
200
|
-3,4
|
0
|
|
830
|
0,3
|
550
|
-7
|
600
|
0,8
|
490
|
6,4
|
|
700
|
-8
|
220
|
0
|
475
|
-8,1
|
420
|
0
|
|
210
|
0
|
530
|
9
|
670
|
0
|
470
|
-5,3
|
|
410
|
8
|
230
|
0
|
430
|
-8,7
|
670
|
-0,4
|
|
450
|
0
|
680
|
-4,3
|
250
|
0
|
660
|
-7,9
|
|
260
|
-3,8
|
260
|
0
|
1130
|
8,6
|
570
|
0
|
|
670
|
0,9
|
450
|
3,2
|
220
|
0
|
870
|
-7
|
|
3570
|
-8,1
|
220
|
0,3
|
600
|
-7,5
|
965
|
0
|
|
200
|
-4,1
|
570
|
-7,6
|
700
|
0,3
|
1220
|
8
|
|
550
|
0,1
|
660
|
0,9
|
940
|
-7,9
|
1330
|
-0,7
|
|
430
|
-7,7
|
650
|
-7,8
|
260
|
-3,6
|
2740
|
-7,9
|
|
220
|
0
|
250
|
-2,3
|
200
|
0
|
1880
|
-3,4
|
|
240
|
6
|
390
|
0
|
700
|
1
|
260
|
-0,6
|
|
|
|
|
925
|
1,6
|
|
|
|
|
|
|
15
|
1,9
|
|
|
2.3 Тяговые расчеты исследуемого участка
Для
выполнения тяговых расчетов электрифицированных участков железной дороги
используется программный комплекс «Force», разработанный ассистентом Ворониным
А.В. в сотрудничестве с кафедрой «Электроподвижной состав» Белорусского
государственного университета транспорта [12].
В
качестве расчетного выбран состав, состоящий из электровоза ЧС4 и 20
пассажирских вагонов на роликовых подшипниках. Ограничение скорости - 160 км/ч.
Тяговая и токовая характеристики электровоза ЧС4 приведены на рисунке 2.2.
Рисунок
2.2 - Характеристики электровоза
ЧС4 в программе "Force"
Приведенный
профиль прямого хода «Городея - Столбцы» представлен на рисунке 2.3.
Рисунок
2.3 - Приведенный профиль
«Городея - Столбцы»
Тяговый
расчет выполнен с интегрированием уравнения движения поезда по пути с шагом 2
м, что обеспечивает выполнение требований Правил тяговых расчетов (ПТР) о
максимальном изменении скорости на 1 шаге расчета 5 км/ч. Результаты тягового
расчета получены в графическом (кривые хода поезда) и численном (таблица хода
поезда) виде. Результаты тяговых расчетов в виде кривых хода поезда показаны на
рисунке 2.4. Из-за большого
объема информации кривые хода поезда хранятся и используются только в
электронном виде.
Рисунок
2.4 - Результаты тягового расчета
«Городея - Столбцы»
Интегральные
параметры результатов тяговых расчетов в направлении «Городея - Столбцы»
приведены в таблице 2.5.
Таблица
2.5
Результаты тяговых расчетов «Городея - Столбцы»
|
Время хода поезда, мин
|
12,39
|
|
под током
|
на выбеге
|
при торможении
|
|
10,72
|
1,67
|
0,00
|
|
Расход электроэнергии на тягу поезда, кВт∙ч
|
1046,23
|
|
Удельный расход электроэнергии на тягу поезда, Вт∙ч /
ткм
|
37,804
|
Приведенный
профиль обратного хода («Столбцы - Городея») представлен на рисунке 2.5.
Рисунок
2.5 - Приведенный профиль
«Столбцы - Городея»
Результаты
тягового расчета (кривые хода поезда)
Рисунок
2.6 - Результаты тягового расчета
«Столбцы - Городея»
Интегральные
параметры результатов тяговых расчетов в направлении «Столбцы - Городея»
приведены в таблице 2.6.
Таблица
2.6
Результаты тяговых расчетов «Столбцы - Городея»
|
Время хода поезда, мин
|
11,82
|
|
под током
|
на выбеге
|
при торможении
|
|
11,18
|
0,64
|
0,00
|
|
Расход электроэнергии на тягу поезда, кВт∙ч
|
1142,86
|
|
Удельный расход электроэнергии на тягу поезда, Вт∙ч /
ткм
|
41,296
|
Приведенный
профиль прямого хода «Столбцы - Негорелое» представлен на рисунке 2.7.
Рисунок
2.7 - Приведенный профиль
«Столбцы - Негорелое»
Интегральные
параметры результатов тяговых расчетов в направлении «Столбцы - Негорелое»
приведены в таблице 2.7.
Таблица
2.7
Результаты тяговых расчетов «Столбцы - Негорелое»
|
Время хода поезда, мин
|
13,34
|
|
под током
|
на выбеге
|
при торможении
|
|
12,51
|
0,83
|
0,00
|
|
Расход электроэнергии на тягу поезда, кВт∙ч
|
1254,06
|
|
Удельный расход электроэнергии на тягу поезда, Вт∙ч /
ткм
|
40,862
|
Результаты
тяговых расчетов в виде кривых хода поезда показаны на рисунке 2.8.
Рисунок
2.8 - Результаты тягового расчета
«Столбцы - Негорелое»
Приведенный
профиль обратного хода («Негорелое - Столбцы») представлен на рисунке 2.9.
Рисунок
2.9 - Приведенный профиль
«Негорелое - Столбцы»
Результаты
тягового расчета (кривые хода поезда) представлены на рисунке 2.10.
Интегральные
параметры результатов тяговых расчетов в направлении «Негорелое - Столбцы»
приведены в таблице 2.8.
Рисунок
2.10 - Результаты тягового
расчета «Негорелое - Столбцы»
Таблица
2.8
Результаты тяговых расчетов «Негорелое - Столбцы»
|
Время хода поезда, мин
|
12,67
|
|
под током
|
на выбеге
|
при торможении
|
|
10,69
|
1,98
|
0,00
|
|
Расход электроэнергии на тягу поезда, кВт∙ч
|
1074,50
|
|
Удельный расход электроэнергии на тягу поезда, Вт∙ч /
ткм
|
35,011
|
2.4 Электрический расчет участка «Столбцы - Негорелое»
Для
выполнения электрического расчета участка «Столбцы - Негорелое» используется
программный комплекс «TrainSim 1 x 25», предназначенный для имитационного
моделирования работы участка электроснабжения, электрифицированного по системе
1 х 25 кВ переменного тока, с использованием как стохастического, так и
детерминированного графика движения, разработанный ассистентом Ворониным А.В. в
сотрудничестве с кафедрой «Электроподвижной состав» Белорусского
государственного университета транспорта [12].
Тяговая
сеть рассматриваемого участка состоит из контактного провода МФ-100 и несущего
троса ПБСМ-95. Рельсовая сеть Р-65, переходная проводимость «рельсы-земля» 2
См/км.
Длительность
интервала моделирования выбрана равной 24 часa с шагом по времени 10 секунд,
что достаточно для достижения устойчивости моделирования.
Экранная
форма, предназначенная для ввода исходных данных системы электроснабжения
участка, представлена на рисунке 2.11.
Рисунок
2.11 - Экранная форма для ввода
исходных данных системы электроснабжения
Автотрансформаторных
питающих пунктов (АПП) на участке нет.
Размеры
движения на исследуемом участке приняты равными 60 пар поездов в сутки,
характерный межпоездной интервал - 10 минут.
На
рисунке 2.12 приведена экранная
форма, наглядно отображающая процесс моделирования работы участка - изображена
текущая поездная ситуация, уровень напряжения в контактной сети и потенциала
рельсов по всей длине участка, текущее потребление тока и мощности по каждой
тяговой подстанции, текущие доля активных потерь, минимальное и среднее
напряжение на электроподвижном составе.
Рисунок
2.12 - Экранная форма, отображающая процесс моделирования
Результаты
имитационного моделирования работы участка «Столбцы - Негорелое» при повышенных
скоростях движения приведены в таблице 2.9
и проиллюстрированы на рисунке 2.13.
Таблица
2.9
Результаты электрических расчетов участка «Столбцы - Негорелое»
|
Участок
|
Минимальное значение напряжения на ЭПС, кВ
|
ТП «Колосово»
|
ЭПС
|
|
|
Ток ф.А
|
Мощность
|
Потребление активной энергии, кВтч
|
Потребление реактивной энергии, кВтч
|
Активные потери энергии, кВтч
|
|
|
Среднее значение, А
|
Максимальное значение, А
|
Эффективное значение, А
|
Средняя активная, кВт
|
Средняя реактивная, кВар
|
|
|
|
|
Столбцы - Негорелое
|
23,457
|
39,5
|
127,01
|
49,18
|
6510,5
|
6222,4
|
150856,6
|
119536,9
|
5395,0
|
Сравним
основные параметры системы тягового электроснабжения, полученные расчетом, с
допустимыми согласно [13]. Для контактной сети, состоящей из контактного
провода МФ-100 и несущего троса ПБСМ-95 допустимое длительное значение тока
составляет 810 А; максимальное значение тока, полученное расчетом - 127 А.
Минимально допустимый уровень напряжения на токоприемниках при скоростях
движения 141-160 км/ч на участке переменного тока составляет 21 кВ; минимальное
напряжение на токоприемниках, полученное расчетом - 23,457 кВ.
Рисунок
2.13 - Результаты моделирования участка «Столбцы - Негорелое»
Анализ
полученных результатов позволяет сделать вывод, что существующая система
тягового электроснабжения данного участка при переходе на повышенные скорости
движения полностью обеспечивает заданную степень надежности энергоснабжения.
электроснабжение скоростной железнодорожный участок
2.5 Электрический расчет участка «Городея - Столбцы»
при существующей схеме электроснабжения
Для
выполнения электрического расчета участка «Городея - Столбцы» используется
программный комплекс «TrainSim 2 x 25», предназначенный для имитационного
моделирования работы участка электроснабжения, электрифицированного по системе
2 х 25 кВ переменного тока, с использованием как стохастического, так и
детерминированного графика движения, разработанный ассистентом Ворониным А.В. в
сотрудничестве с кафедрой «Электроподвижной состав» Белорусского
государственного университета транспорта [12].
Тяговая
сеть рассматриваемого участка состоит из контактного провода МФ-100, несущего
троса ПБСМ-95, питающего провода А-185. Рельсовая сеть Р-65, переходная
проводимость «рельсы-земля» 2 См/км.
Длительность
интервала моделирования выбрана равной 24 часa с шагом по времени 10 секунд, что
достаточно для достижения устойчивости моделирования.
Экранная
форма, предназначенная для ввода исходных данных системы электроснабжения
участка, представлена на рисунке 2.14.
Рисунок
2.14 - Экранная форма для ввода
исходных данных системы электроснабжения
Автотрансформаторных
питающих пунктов (АПП) на участке нет.
Размеры
движения на исследуемом участке приняты равными 60 пар поездов в сутки,
характерный межпоездной интервал - 10 минут.
Результаты
имитационного моделирования работы исследуемого участка электроснабжения при
повышенных скоростях движения приведены в таблице 2.10 и проиллюстрированы на рисунках 2.15 - 2.17.
Таблица
2.10
Результаты электрических расчетов участка «Городея - Столбцы»
|
Участок
|
Минимальное значение напряжения на ЭПС, кВ
|
ТП «Городея»
|
ЭПС
|
|
|
Ток
|
Мощность
|
Потребление активной энергии, кВтч
|
Потребление реактивной энергии, кВтч
|
Активные потери энергии, кВтч
|
|
|
Среднее значение, А
|
Максимальное значение, А
|
Эффективное значение, А
|
Средняя активная, кВт
|
Средняя реактивная, кВар
|
|
|
|
|
Городея - Столбцы
|
15,935
|
74,6
|
238,34
|
93,86
|
5476,7
|
6071,7
|
124956
|
100411
|
6500,0
|
Рисунок
2.15 - Суточный график, функция распределения и гистограмма тока
ТП «Городея»
Рисунок
2.16 - График активной и реактивной мощности ТП «Городея»
Рисунок
2.17 - Параметры качества энергии и потребляемая энергия в
тяговой сети участка
Сравним
основные параметры системы тягового электроснабжения, полученные расчетом, с
допустимыми согласно [13]. Для контактной сети, состоящей из контактного
провода МФ-100, несущего троса ПБСМ-95 и питающего провода А-185 допустимое
длительное значение тока составляет 1300 А; максимальное значение тока,
полученное расчетом - 238 А. Минимально допустимый уровень напряжения на токоприемниках
при скоростях движения 141-160 км/ч на участке переменного тока составляет 21
кВ; минимальное напряжение на токоприемниках, полученное расчетом - 15,935 кВ.
Анализ
полученных результатов позволяет сделать вывод, что существующая система
тягового электроснабжения данного участка при переходе на повышенные скорости
движения не обеспечивает заданную степень надежности энергоснабжения.
Минимальное напряжение на токоприемниках оказалось в 1,3 раза меньше
допустимого.
2.6 Электрический расчет участка «Городея - Столбцы»
при измененной схеме электроснабжения
Существующая
на данном участке схема электроснабжения (рисунок 2.1) не обеспечивает надежность электроснабжения. Поэтому для
данного участка была предложена измененная схема электроснабжения, представленная
на рисунке 2.18. Предложено на
ст. Столбцы установить автотрансформаторный питающий пункт с двумя линейными
автотрансформаторами АОМНЖ-10000 / 27х2-У1, параметры которого приведены в
таблице 2.11.
Таблица
2.11
Параметры автотрансформатора АОМНЖ-10000 / 27х2-У1:
|
Параметр, размерность
|
Значение
|
|
Номинальная мощность, МВ∙А
|
10
|
|
Напряжение короткого замыкания,%
|
2
|
|
Потери короткого замыкания, кВт
|
26
|
|
Ток холостого хода,%
|
0,5
|
|
Потери холостого хода, кВт
|
6,5
|
Рисунок
2.18 - Предложенная схема электроснабжения участка «Городея -
Столбцы»
Результаты
имитационного моделирования работы исследуемого участка с предложенной схемой
электроснабжения при повышенных скоростях движения приведены в таблице 2.12 и проиллюстрированы на рисунках 2.19 - 2.21.
Таблица
2.12
Результаты электрических расчетов участка «Городея - Столбцы» при
предложенной схеме электроснабжения
|
Участок
|
Минимальное значение напряжения на ЭПС, кВ
|
ТП «Городея»
|
ЭПС
|
|
|
Ток
|
Мощность
|
Потребление активной энергии, кВтч
|
Потребление реактивной энергии, кВтч
|
Активные потери энергии, кВтч
|
|
|
Среднее значение, А
|
Максимальное значение, А
|
Эффективное значение, А
|
Средняя активная, кВт
|
Средняя реактивная, кВар
|
|
|
|
|
Городея - Столбцы
|
22,138
|
75,3
|
238,57
|
94,37
|
5853,2
|
5826,5
|
135555
|
108939
|
2913,9
|
Минимальное напряжение на токоприемниках при предложенной схеме
электроснабжения составило 22,138 кВ. Таким образом, предложенная система
тягового электроснабжения данного участка при переходе на повышенные скорости
движения обеспечивает заданную степень надежности энергоснабжения.
Рисунок
2.19 - Суточный график, функция распределения и гистограмма тока
ТП «Городея»
Рисунок
2.20 - График активной и реактивной мощности ТП «Городея»
Рисунок
2.21 - Параметры качества энергии и потребляемая энергия в
тяговой сети участка
3. Повышение
эксплуатационной надежности элементов системы тягового электроснабжения при
переходе на скоростное движение
В
ближайшее время планируется перевод исследуемого участка электроснабжения
Белорусской железной дороги на повышенные скорости движения (до 160 км/ч). При
переходе на скоростное движение к элементам системы тягового электроснабжения
предъявляются повышенные требования, описанные в правилах [13]. Ниже
рассматриваются пути повышения эксплуатационной надежности некоторых элементов
системы тягового электроснабжения.
3.1 Модернизация струн контактной подвески
Применение полимерных материалов на электрифицированных железных дорогах
во многих случаях позволяет найти совершенно новые простые пути для решения
сложных технических задач, связанных с повышением скорости движения поездов,
повышением надежности работы устройств, снижением стоимости изготовления
конструкций, монтажа и эксплуатации, повышением безопасности работ на
контактной сети под напряжением, экономией дефицитных цветных металлов,
продлением срока службы и улучшением внешнего вида конструкций контактной сети.
Одним из самых распространенных типовых узлов контактной сети является
струна подвески, которая служит для крепления контактных проводов к несущему
тросу. На Белорусской железной дороге в основном применяются традиционные
струны, выполненные из биметаллической проволоки номинальным диаметром 4 и 6
мм. В данном дипломном проекте предлагается вместо штатных биметаллических
струн применять струны, выполненные из полимерного материала. Полимерные струны
подвески рекомендуется применять как на вновь электрифицируемых участках, так и
для замены изношенных металлических струн на электрифицированных участках,
находящихся в эксплуатации.
В настоящее время накоплен значительный опыт применения полимерных струн
как на отечественной железной дороге, так и за рубежом.
В России
первая партия полимерных
(капроновых) струн была смонтирована в 1970 году на Октябрьской дороге. Опыт их
эксплуатации дал положительные результаты, поэтому в дальнейшем применение
капроновых струн получило на железной дороге
широкое распространение. Необходимо отметить, что эксплуатация капроновых струн
проводилась в сложных условиях: высокие скорости и интенсивность движения (до 400 проходов токоприемников
в сутки) электроподвижного состава; высокая загрязненность атмосферы топочными уносами
тепловозов и паровозов; большие
перепады (от +40ºС до -4ОºС) температур воздуха,
наличие изморози и гололеда. Однако на протяжении длительного периода эксплуатации в сложных условиях
капроновые струны продолжали надежно работать. Кроме того, улучшились параметры
контактной сети, что способствовало повышению качества токосъема.
В настоящее время на отдельных участках Брестской дистанции
электроснабжения Белорусской железной дороги установлены струны из полиамидного
материала. Срок эксплуатации струн на различных анкерных участках составляет от
1 до 9 лет. Опыт эксплуатации полимерных (полиамидных) струн на участках
Брестского отделения Белорусской железной дороги позволил сделать вывод о том,
что полиамидные струны по сравнению с биметаллическими звеньями имеют следующие
достоинства:
- лучшие демпфирующие свойства полиамидных струн, по сравнению с
биметаллическими, обеспечивают более интенсивное затухание контактной подвески,
что способствует повышению ее надежности и улучшению качества токосъема, что особенно
актуально при переходе на повышенные скорости движения;
динамические усилия в полиамидных струнах, возникающие при колебаниях
контактной подвески, в 5-6 раз меньше, чем в биметаллических струнах, что
снижает динамические нагрузки на детали, к которым крепятся струны, и
увеличивается срок их службы.
1 метр капронового каната диаметром 6 мм стоит примерно в 2 раза меньше,
чем сталемедной проволоки такой же длины и такого же диаметра. В результате,
при эксплуатации полимерных струн на 100 км электрифицированных путей
экономится до 70 т сталемедной проволоки;
-
обеспечивается экономия струновых зажимов и снижение времени монтажа струны. К
струновому зажиму, установленному на контактном проводе, струны крепят для
возможной регулировки их длины специальным морским узлом (рисунок 3.1). На несущем тросе полимерные струны можно закреплять без струновых зажимов
петлевым или обычным двойным узлом (рисунок
3.2);
Рисунок
3.1 - Виды крепления полимерной струны в струновом зажиме
контактного провода
Рисунок
3.2 - Виды крепления полимерной струны на несущем тросе
Необходимо
отметить, что эксплуатируемые в настоящее время на Белорусской железной дороге
полиамидные струны выполнены из обычного капронового материала без каких-либо
присадок и покрытий, поэтому, несмотря на ряд преимуществ, они имеют
недостаточную устойчивость к атмосферным воздействиям. В связи с этим, для
повышения надежности и срока службы струн был произведен выбор материала,
который обеспечит более надежную и долговечную работу струн. Кафедрой
«Электроподвижной состав» Белорусского государственного университета транспорта
совместно со специалистами Института металлополимерных систем (г. Гомель) были
проанализированы материалы, которые могут быть использованы для изготовления
струн контактной подвески. Наиболее подходящим по своим свойствам оказался
композит из стекловолокнистого материала с полиэфирными связующими. Испытание
канатов, выполненных из полиэфирных материалов, позволили сделать вывод, что
разрывная способность этого каната диаметром 4 - 6 мм составляет не менее 300 -
350 кг, гарантированный срок службы - не менее 25 лет в климатических условиях
средней части Беларуси.
Кроме
того, были разработаны конструкции следующих элементов контактной подвески,
выполненные на основе полиэфирных материалов: струновые зажимы и фиксаторы.
Применение
этих конструкционных элементов контактной сети позволит еще в большей степени,
как показали расчеты, повысить эластичность (податливость) контактной сети,
уменьшить массу поддерживающих деталей, увеличить гарантированный срок службы,
тем самым повысить надежность контактной сети в целом. Модернизация контактной
подвески является особенно актуальной в условиях перехода Белорусской железной
дороги на повышенные скорости пассажирского движения.
3.2 Модернизация изолированных консолей
Для крепления несущих тросов контактных подвесок применяют различные
кронштейны с тягами, называемые консолями. Однопутные (перекрывающие только
один путь) консоли бывают неизолированные, когда изоляторы имеются только между
несущим тросом и кронштейном в фиксаторе, и изолированные, когда изоляторы в
кронштейн и тягу включены у опор.
На
Белорусской железной дороге в основном используются традиционные изолированные
трубчатые консоли (рисунок 3.3).
Кронштейны таких консолей изготавливают из оцинкованной трубы наружным
диаметром 60 мм. Материалом для растянутых тяг консолей служит круглая сталь
диаметром 16 мм, а для сжатых - оцинкованные трубы диаметром 33,5 мм. От опоры
кронштейн изолируют фарфоровым стержневым изолятором КСФ70, а тягу - фарфоровым
стержневым изолятором ФСФ70. В растянутые тяги врезают гирлянды фарфоровых
изоляторов ПФ6-Б и ПТФ70.
Рисунок
3.3 - Консоль изолированная наклонная трубчатая ИТС (со сжатой
тягой)
Для
повышения надежности поддерживающих
устройств контактной сети, что особенно актуально при переходе на скоростное
движение, предлагается произвести модернизацию изолированной консоли.
Во-первых, предлагается заменить традиционные фарфоровые изоляторы на
полимерные, а во вторых, - применять полностью полимерную консоль. Рассмотрим
преимущества таких модернизаций.
Замена гирлянд фарфоровых тарельчатых изоляторов на полимерные упрощает и
облегчает узлы крепления поперечно-несущих тросов на опорах, повышает
безопасность работ на гибких поперечинах, упрощает монтаж, особенно на больших
станциях.
Для
примера рассмотрим полимерный изолятор типа НСФт. Консоль с таким
изолятором представлена на рисунке 3.4.
Рисунок
3.4 - Консоль изолированная с натяжным стержневым изолятором НСФт
в тяге консоли
Полимерные
натяжные стержневые изоляторы типа НСФт состоят из
стеклопластикового стержня (диаметр 12-22 мм), защитной фторопластовой трубки
(толщина стенки 2-3 мм) и оконцевателей. Пространство (зазор не менее 0,2 мм)
между стержнем и трубкой по всей ее длине для герметизации заполнено под
давлением кремнийорганическим вазелином и пастой. Диапазон применимых
температур: от -60ºС до +50ºС.
Основные
преимущества полимерных изоляторов перед фарфоровыми:
высокая
ударная прочность;
малая
масса и поперечные размеры (улучшаются динамические характеристики
конструкции);
большая
длина гладкостержневых изоляторов способствует повышению надежности работы
изолированных консолей (уменьшается возможность перекрытия птицами изоляции в
растянутых тягах);
высокая
грязестойкость.
Исследования
показывают, что вероятность безотказной работы полимерных изоляторов НСФт
со стеклопластиковым стержнем высока, не ниже, чем у изолирующих элементов [16].
Как
уже упоминалось, кроме замены изоляторов, предлагается применять полностью
полимерные консоли. Пример такой консоли показан на рисунке 3.5. Внутренняя область трубы заполняется пенополиуретаном
для предохранения от увлажнения и, как следствие, исключения электрических
разрядов.
Рисунок
3.5 - Консоль изолированная поворотная из стеклопластиковых
труб; 1-тяга, 2-подкос, 3-фиксатор
Применение таких консолей позволяет отказаться от фиксаторных
кронштейнов, облегчить опорные и поддерживающие конструкции контактной сети.
Значительно повышается стабильность несущего троса, что является необходимой
предпосылкой при высоких скоростях движения поездов. Сами консоли легче, просты
в изготовлении и могут быть установлены на опорах меньшей высоты. Использование
полимерных консолей значительно повышает безопасность производства работ под
напряжением.
3.3 Модернизация компенсированной совмещенной анкеровки
проводов
Для поддержания требуемого натяжения компенсированных
проводов контактных подвесок в их анкеровках устраивают автоматически действующие
устройства - компенсаторы.
На Белорусской железной дороге наибольшее распространение
получили грузовые компенсаторы блочного типа, имеющие следующие недостатки:
- при работе компенсатора грузовой трос, проходя через подвижный и
неподвижные блоки, изгибается в противоположные направления, что ухудшает
условия работы троса и снижает его срок службы;
срок службы стального оцинкованного троса не превышает 10-15 лет;
блоки с подшипниками качения имеют недостаточную допустимую нагрузку, требуют периодической замены смазки, чувствительны к попаданию влаги и
абразива. Блоки с подшипниками скольжения требуют периодической замены смазки,
имеют повышенное трение в подшипниковом узле.
Кроме этого, трехблочные анкеровки с коэффициентом передачи 1:4 имеют ход
грузов в 1,33 раза больше, чем анкеровки с коэффициентом передачи 1:3.
Допустимый диапазон температур при расстоянии от средней анкеровки 800 м составляет 78°С без учёта нагрева проводов от солнечной
радиации. При диапазоне температур от -40°С до
+40°С с учётом требований «Норм проектирования контактной сети» по температуре
нагрева проводов от солнечной радиации 14°С трехблочные анкеровки с
коэффициентом передачи 1:4 возможно применить при расстоянии от средней
анкеровки не более 650 м.
При низких температурах компенсирующие устройства требуют проверки их
состояния. Отказы в работе блоков вызывают обрывы проводов контактной сети в
местах местных дефектов в первую очередь в пролетах, близких к средней
анкеровке. В целом компенсирующие устройства блочного типа имеют низкую
надежность и недостаточный ресурс.
В целях повышения надежности узла анкеровки контактной сети
предлагается применять компенсаторы блочно-полиспастного типа, лишенные недостатков компенсаторов
блочного типа. Блочно-полиспастные компенсаторы широко применяются в России и
за рубежом.
В данном дипломном проекте предлагается применять блочно-полиспастные
компенсаторы типа КБП-3-30, разработанные в России [15].
Следует отметить, что при
модернизации контактной сети установка компенсатора производится на кронштейнах
типовых оттяжек без замены анкерных опор и оттяжек, т.е. с минимальными затратами средств и времени.
ОАО «ЦНИИС»
проведены ресурсные испытания существующих компенсаторов блочного типа и
блочно-полиспастного. Трехблочный компенсатор выдержал до повреждения 1150
циклов. Блочно-полиспастный, после количества циклов в 15,8 раза выше (количество циклов при испытании соответствует сроку
эксплуатации 40 лет), сохранил полную работоспособность [15].
Рассмотрим подробнее конструкцию и преимущества компенсатора
блочно-полиспастного типа КБП-3-30.
Компенсатор
блочно-полиспастного типа КБП-3-30 включает в себя подвеску из двух неподвижных
блоков диаметром 360 и 260 мм, установленных в одной раме, подвижного блока
диаметром 360 мм и мелкожильного каната (троса) из нержавеющей
стали диаметром 9,5 - 11,5 мм.
Грузовой трос, проходя через
подвижный и неподвижный блоки, изгибается в одну сторону.
Минимальное
соотношение диаметров троса и блока составляет 1:23. Блок компенсатора через
кронштейны анкеровки шарнирно крепится на опоре.
Блоки
компенсатора изготовлены из высокопрочного чугуна ВЧ40 (также могут быть
изготовлены из стали 20 ГЛ или алюминиевого сплава Ал 23-1). Оси
блоков изготовлены из нержавеющей стали.
Подшипниковые
узлы компенсатора изготовлены на основе композиционных подшипников скольжения,
разработанных для компенсаторов контактной сети. Антифрикционный внутренний слой
подшипников выполнен на основе углеродфторопластовой композиции, наружный слой
- из стеклопластика.
Подшипники
не обладают эффектом "схватывания" при длительном простое под
нагрузкой и на морозе, их антифрикционный слой при температуре эксплуатации от
минус 50° до плюс 100°С стоек к воздействию воды, масло- и нефтепродуктов,
абразивных частиц. Подшипниковые узлы защищены от воздействия окружающей среды
фторопластовыми шайбами.
Компенсаторы
обеспечивают постоянную величину натяжения проводов контактных подвесок
независимо от изменений температуры окружающей среды и проводов в пределах
возможного хода грузов.
Сила
сопротивления движению компенсатора при температурном изменении длины проводов,
обусловленная трением в подшипниках блоков, не превышает 2% от силы натяжения
компенсируемых проводов. Установленный срок службы компенсаторов не менее 50
лет. Вероятность безотказной работы в течение первых пяти лет 0,995.
Блочно - полиспастный
компенсатор имеет коэффициент передачи 1:3. Анкеровки данной конструкции
требуют увеличения грузов в 1,33 раза по сравнению с анкеровками с
коэффициентом передачи 1:4, но имеют соответственно меньший ход грузов. Допускаемый
диапазон температур при расстоянии от средней анкеровки 800 м составляет
106°С.
С
учётом нагрева проводов от солнечной радиации анкеровки с коэффициентом
передачи 1:3 обеспечивают компенсацию проводов при диапазоне температур от
-45°С до +45°С.
Количество
грузов n в блочно-полиспастном компенсаторе определяется по
формуле
,
где K - натяжение компенсированных проводов, кг.
Все
детали компенсаторов из углеродистых и низколегированных сталей, а также из
чугуна защищены от коррозии методом горячего цинкования с толщиной цинкового
покрытия 120-150 мкм. Болты, гайки и шайбы диаметром до 12 мм выполнены из
коррозионно-стойких сталей. Резьба всех изделий покрывается антикоррозийной
смазкой МС-50.
Допускаемая
нагрузка составляет 30 кН, что позволяет применять его в конструкциях контактных подвесок, имеющих повышенное натяжение проводов. Компенсатор
выдерживает без остаточных деформаций его деталей и сборочных единиц
испытательную нагрузку, равную удвоенному значению допускаемого натяжения
компенсируемых проводов - 60 кН.
Техническое
обслуживание компенсаторов КБП-3-30 производится аналогично блочным
компенсаторам за исключением необходимости наполнения смазкой подшипников и
восстановления защитного покрытия стальных изделий.
В данном дипломном проекте рассматривается применение
блочно-полиспастного компенсатора в совмещенной анкеровке контактного провода и
несущего троса. Совмещенная анкеровка
проводов допускается при расчетной минимальной температуре не ниже -45°С.
В
анкеруемые провода врезаются гирлянды из тарельчатых стеклянных изоляторов на
единицу больше, чем в поддерживающих гирляндах, но не менее 4-х. Допускается
применение стержневых полимерных натяжных изоляторов класса 120.
В
конструкции анкеровки применены сдвоенные гирлянды чугунных грузов. Гирлянды
железобетонных грузов имеют большую длину, чем с чугунными грузами. При
достаточном диапазоне свободного хода возможно применение железобетонных
грузов.
4. Расчет
экономической эффективности замены биметаллических струн на полимерные
Среднее количество струн на одном анкерном участке Nстр, штук, определяем по формуле
,
где
Lа -
средняя длина анкерного участка, м; Lа = 1400 м;
sстр - среднее расстояние между струнами, м; sстр = 6,5 м.
шт.
Общая
длина струн на одном анкерном участке lа, м, рассчитывается по формуле
,
где
l0 -
средняя длина струны, м; l0 = 2,2 м.
м.
Для
крепления биметаллической струны требуется два зажима. Для крепления полимерной
струны - один.
Затраты
на оборудование одного анкерного участка биметаллическими струнами Збм,
у.е., рассчитываем по формуле
,
где Сбм - стоимость одного метра биметаллической проволоки
БМ-4, у.е.; Сбм = 0,44 у.е.;
Сзаж - стоимость одного зажима; у.е.; Сзаж = 3,40
у.е.
у.е.
Затраты
на оборудование одного анкерного участка полимерными (полиамидными) струнами Зпол,
у.е., определяется по формуле
,
где
Спол - стоимость одного метра полимерного (полиамидного) каната,
у.е.; Спол = 0,25 у.е.
у.е.
Экономия
денежных средств при строительстве новой линии с полимерными струнами Эа,
у.е., на одном анкерном участке вычисляется по формуле
;
у.е.
Удельный
экономия (на 1 км участка) эа, у.е./км, определяется по формуле
;
у.е./км.
Удельные ежегодные эксплуатационные затраты для подвески с
биметаллическими струнами Eбм = 107 у.е./км, для подвески с
полимерными струнами Eпол = 19 у.е./км.
Снижение ежегодных эксплуатационных затрат на одном анкерном участке ∆ЭЗ,
у.е., определяем по формуле
,
у.е.
Срок окупаемости капитальных затрат t, лет, рассчитывается по формуле
;
года.
Из
вышеприведенных расчетов следует, что замена биметаллических струн на
полимерные со сроком службы не менее 25 лет является эффективным мероприятием и
его можно рекомендовать к внедрению на всех электрифицированных участках
Белорусской железной дороги.
5. Организационные и технические мероприятия,
обеспечивающие безопасность работающих
5.1 Категории выполняемых работ
В отношении мер безопасности работы подразделяются на выполняемые:
- со снятием напряжения и заземлением;
под напряжением (на контактной сети);
вблизи частей, находящихся под напряжением;
вдали от частей, находящихся под напряжением.
При
выполнении работы со снятием напряжения и заземлением в зоне (месте) ее
выполнения должно быть снято напряжение и заземлены те провода и устройства, на
которых будет выполняться эта работа (рисунок 5.1).
Рисунок
5.1 - Схема заземления элементов при выполнении работ со снятием напряжения
Приближение самого работника или через инструмент, приспособление к
проводам (в том числе и по поддерживающим конструкциям), находящимся под
рабочим или наведенным напряжением, а также к нейтральным элементам на
расстояние менее 0,8 м запрещено. Если в процессе выполнения работы на
отключенных и заземленных проводах, необходимо приблизиться к нейтральным
элементам, то они должны быть заземлены.
При
выполнении работы под напряжением провода и оборудование в зоне (месте) работы
находятся под рабочим или наведенным напряжением. Безопасность работающих
должна обеспечиваться применением средств защиты (изолирующие вышки, изолирующие
рабочие площадки дрезин и автомотрис, изолирующие штанги и др.) и специальными
мерами (завешивание стационарных и переносных шунтирующих штанг, шунтирующих
перемычек и др.) (рисунок 5.2).
Рисунок
5.2 - Применение средств защиты и специальных мер
Приближение
к заземленным и нейтральным частям на расстояние менее 0,8 м запрещено.
При
выполнении работы вблизи частей, находящихся под напряжением, работающему,
расположенному в зоне (месте) работы на постоянно заземленной конструкции, по
условиям работы необходимо приближаться самому или через неизолированный
инструмент к электроопасным элементам (в том числе к проводам осветительной
сети) на расстояние менее 2 м. Приближение к электроопасным элементам на
расстояние менее 0,8 м запрещено (рисунок 5.3).
Рисунок
5.3 - Опасные расстояния при работе под напряжением
При
выполнении работы вдали от частей, находящихся под напряжением, работающему в
зоне (месте) работы нет надобности и запрещено, работая на земле или постоянно
заземленной конструкции, приближаться к электроопасным элементам на расстояние
менее 2 м (рисунок 5.4).
При
выполнении комбинированных работ требуется соблюдать организационные и
технические меры, соответствующие каждой из категорий, входящих в эту работу.
Рисунок
5.4
5.2 Общие меры безопасности работающих при различных
категориях работ
При всех категориях работ, во избежание поражения электрическим током,
следует выполнять основное правило электробезопасности: все элементы
(части) контактной сети, высоковольтной линии (ВЛ) и связанного с нею
оборудования на месте работы, монтажное приспособление, конструкция, на которой
находится сам работающий, должны находиться под одним потенциалом, для чего они
электрически (металлически) соединяются друг с другом заземляющими или
шунтирующими штангами, разъединителями, шунтирующими перемычками и т.д.
Перед началом, а также во время работы, прежде чем коснуться элемента
(провода, троса, шлейфа, врезного изолятора и т.п.), не имеющего металлической
связи с монтажным приспособлением или конструкцией, на которой находится
работающий, необходимо завесить на этот элемент заземляющую штангу, шунтирующую
штангу, установить при необходимости перемычку и только после этого выполнять
работу.
До
начала работ всех категорий необходимо отчетливо представлять, в каких опасных
сочетаниях могут находиться разнопотенциальные элементы и какие соответствующие
меры безопасности необходимо выполнять для соблюдения основного правила
электробезопасности. Примеры выполнения этого правила с целью обеспечения
однопотенциальных условий в зоне (месте) работы в зависимости от ее категории
приведены в таблице 5.1.
Таблица
5.1
Основные правила по технике безопасности
|
Исходное состояние
|
Категория выполняемой работы
|
Необходимые меры безопасности
|
|
 Со снятием напряжения и заземлением
|
|
|
|
Под напряжением
|
|
|
 Вблизи частей, находящихся под
напряжением
|
|
|
|
 Под напряжением
|
|
|
|
Со снятием напряжения и заземлением
|
|
|
 Вдали от частей, находящихся под
напряжением
|
|
|
|
 Со снятием напряжения и заземлением
|
|
|
|
 Под напряжением
|
|
|
По распоряжению без права подъема на высоту более 3 м от уровня земли
(платформы) до ног работающего, выполняются следующие виды работ:
- обход с осмотром контактной сети, ВЛ и связанного с нею оборудования,
волноводов и других линий;
обход с осмотром электротяговой рельсовой цепи;
объезд с осмотром контактной сети, ВЛ и связанного с нею оборудования,
волноводов и других линий;
осмотр и замер габарита опор;
осмотр переходов линий электропередачи через контактную сеть;
осмотр оборудования пунктов группировки;
осмотр заградительных щитов (вертикальных).
При работах со снятием напряжения и заземлением, а также вблизи частей,
находящихся под напряжением, запрещено:
- работать в согнутом положении, если расстояние от работающего при его
выпрямлении до электроопасных элементов окажется менее 0,8 м;
работать при наличии электроопасных элементов с двух сторон на расстоянии
менее 2 м от работающего;
работать над электроопасными элементами, не имеющими ограждений;
выполнять работы на расстоянии менее 20,0 м от места секционирования
(секционные изоляторы, изолирующие сопряжения) и подключения шлейфов секционных
разъединителей, которыми осуществляются отключения контактной сети при
подготовке места работы (указанное расстояние отсчитывается по оси пути);
пользоваться металлическими лестницами, кроме специальных, конструкция
которых исключает возможность их падения на провода, оставшиеся под
напряжением.
При выполнении работ под напряжением и вблизи частей, находящихся под
напряжением, в бригаде должна быть заземляющая штанга.
Запрещается начинать работу, производить переключения разъединителей по
условному сигналу, а также неясному или непонятному указанию до получения
разъяснения.
5.3 Организационные мероприятия по обеспечению безопасности
работающих
Организационными мероприятиями по обеспечению безопасности работающих
являются:
- выдача наряда или распоряжения;
инструктаж выдающим наряд производителя работ;
выдача ЭЧЦ разрешения (приказа, согласования ЭЧЦ) на подготовку места
работы;
инструктаж производителем работ бригады и допуск к работе;
надзор во время работы;
оформление перерывов в работе, переходов на другое рабочее место,
окончание работы.
Все работы на контактной сети, ВЛ и связанном с нею оборудовании
выполняются по нарядам и распоряжениям. Приступать к подготовке места работы по
наряду или распоряжению допускается лишь после получения приказа или
согласования от ЭЧЦ.
Перед допуском к работе по наряду или распоряжению непосредственно на
месте работ электромонтер обязан получить инструктаж, в котором производитель
работ должен указать:
- содержание предстоящей работы;
условия производства работ (ее категорию, технологию);
распределение обязанностей между членами бригады;
точные границы зоны и места работы каждого члена бригады;
расположение поблизости нейтральных частей и токоведущих частей,
оставшихся под рабочим или наведенным напряжением (при работах вблизи
напряжения или со снятием напряжения и заземлением), а также расположение
заземленных и нейтральных частей (при работах под напряжением);
места прохода ВЛ с другим потенциалом и другим родом тока (ВЛ освещения,
телеуправления и др.);
места секционирования;
места, на которых запрещается работа, а также опасные места;
места установки заземляющих штанг с выделением специальных лиц для их
установки;
особенности в ограждении места работы;
порядок перемещения в зоне работы;
порядок применения дрезины или автомотрисы, изолирующей съемной вышки,
механизмов.
После инструктажа все члены бригады должны расписаться в специальной
графе наряда. Оформления инструктажа при работах по распоряжению не требуется.
При работе со снятием напряжения и заземлением, инструктаж проводится до
установки первой заземляющей штанги, а расписываться за него в наряде следует
после того, как производитель работ проверит правильность установки заземляющих
штанг и осуществит допуск к работе.
Допуск к работе осуществляет производитель работ после того, как
выполнены все необходимые мероприятия по обеспечению безопасности работающих
непосредственно на месте (в зоне) работы.
Надзор за работающими должен осуществлять производитель работ.
Если работа выполняется по одному наряду двумя или более группами
работников, в каждой группе назначается при выписке наряда отдельный
наблюдающий. Производитель работ в этом случае осуществляет общее руководство
работами и контролирует выполнение требований безопасности во всех группах.
При выявлении нарушений требований безопасности при выполнении работы
наблюдающий имеет право приостановить дальнейшее выполнение работы и поставить
об этом в известность производителя работ. Лица, отстраненные наблюдающим от
работы, могут продолжить работу по данному наряду только после проведения
повторного инструктажа, допуска производителем работ с подписью в наряде.
Наблюдающему запрещено:
- совмещать надзор с какой-либо работой;
отвлекаться от надзора за работающими;
передавать свои обязанности другому лицу;
отлучаться с места работы.
Указания наблюдающего в части соблюдения требований инструкций и
инструктажа являются обязательными для работающих.
После перерыва или после перехода на новое место можно приступить к
работе только после инструктажа бригады, произведенного производителем работ и
подписи производителя работ и всех членов бригады в таблице наряда «Рабочее
место подготовлено».
О начале и окончании всех работ на участке железной дороги должен быть
уведомлен ЭЧЦ.
5.4 Технические мероприятия, обеспечивающие
безопасность работающих
Техническими мероприятиями по обеспечению безопасности работающих
являются:
- закрытие путей перегонов и станций для движения поездов, выдача
предупреждений на поезда и ограждение места работ;
снятие рабочего напряжения и принятие мер против ошибочной подачи его на
место работы;
проверка отсутствия напряжения;
наложение заземлений, шунтирующих штанг или перемычек, включение
разъединителей;
освещение места работы в темное время суток.
Заключение
В дипломном проекте «Модернизация устройств контактной сети участка
железной дороги «Негорелое - Городея» для скоростного движения»:
Проведен подробный анализ эксплуатационной надежности системы
электроснабжения и ее элементов за последние 10 лет. Выявлены основные
элементы, надежность которых необходимо увеличить в первую очередь.
Проведен анализ параметрической надежности участка электроснабжения
«Негорелое - Городея». Расчеты показали, что существующая схема
электроснабжения участка «Столбцы - Городея» не удовлетворяет требованиям по
параметрической надежности при переводе участка на скоростное движение.
Предложена измененная схема электроснабжения участка «Столбцы - Городея»,
обеспечивающая необходимые показатели надежности.
Рассмотрены мероприятия, позволяющие повысить эксплуатационную надежность
отдельных элементов системы тягового электроснабжения при переводе исследуемого
участка на повышенные скорости движения. Предложена модернизация струн
контактной подвески, заключающаяся в замене существующих биметаллических струн
на полимерные. Рассчитан экономический эффект при такой замене, показавший
экономию свыше 58 тыс. у. е. на каждые 100 км электрифицированного пути. Также
предложена модернизация таких элементов как консоли и анкеровка.
Изучены организационные и технические мероприятия, обеспечивающие
безопасное проведение работ на контактной сети.
Перечень графических работ
1. План контактной сети станции Столбцы
2. Схема питания и секционирования участка «Столбцы -
Городея»
3. Тяговые расчеты участка «Городея - Столбцы» на
имитационной модели
4. Электрические расчеты участка «Городея - Столбцы» на
имитационной модели
5. Контактная подвеска
6. Консоль изолированная
7.
Компенсированная анкеровка
Литература
1. Анищенко В.А. Надежность систем электроснабжения:
Учеб. пособие. - Мн.: УП «Технопринт», 2001. - 160 с.
2. Гук Ю.Б. Теория надежности в электроэнергетике. -
Л.: Энергоатомиздат, 1990. - 208 с.
3. Ефимов А.В., Галкин А.Г. Надежность и диагностика
систем электроснабжения железных дорог: Учебник для вузов железнодорожного
транспорта. - М.: УМК МПС России, 2000. - 512 с.
4. Марквардт К.Г., Власов И.И. Контактная сеть. - М.:
Транспорт, 1994.
5. Надежность систем энергетики. Терминология: сборник
рекомендуемых терминов. - М.: Наука, 1980. - Вып. 95.
6. Пышкин А.А. Надежность систем электроснабжения
электрических железных дорог. - Екатеринбург: УЭМИИТ, 1993. - 120 с.
7. Розанов М.Н. Надежность электроэнергетических систем.
- М.: Энергоатомиздат, 1984.
8. Сердинов С.М. Повышение надежности устройств
электроснабжения электрифицированных железных дорог. 2-е изд., перераб. и доп.
- М.: Транспорт, 1985. - 301 с.
9. Фокин Ю.А., Туфанов В.А. Оценка надежности систем
электроснабжения. - М.: Энергоиздат, 1981. - 224 с.
10. Чекулаев В.Е. Зайцев А.И. Повышение надежности
работы контактной сети и воздушных линий. - М.: Транспорт, 1992. - 111 с.
11. Эксплуатация и ремонт тяговых подстанций
электрифицированных железных дорог / Волков Н.Н. и др. - М.: Транспорт, 1975.
12. Бочков К.А., Могила В.С., Воронин А.В. Имитационная
модель работы участка электроснабжения электрифицированной железной дороги
переменного тока. Труды международной научно-практической конференции
«Актуальные проблемы развития транспортных систем и строительного комплекса».
Гомель, БелГУТ, 2001.
13. Правила устройства и технической эксплуатации
контактной сети электрифицированных участков дороги. - Мн.: БелЖД, 1996. - 118
с.
14. Инструкция по безопасности для электромонтеров
контактной сети. Департамент электрификации и электроснабжения Министерства
путей сообщения Республики Беларусь. - М., «ТРАНСИЗДАТ», 2000 г. - 190 с.
15. Анкеровки проводов контактной подвески с
блочно-полиспастным компенсатором КБП-3-30. Альбом КС 402.000. Департамент
электрификации и электроснабжения Министерства путей сообщения Российской
Федерации. - Санкт-Петербург, 2000 г. - 37 с.
16. Полимерные материалы в устройствах контактной сети
// В.Д. Потапов и др. - М.: Транспорт, 1988 - 224 с.