Предохранители высоковольтные токоограничивающие ПКТ и ПКН предназначены для защиты силовых трансформаторов, воздушных и кабельных линий, трансформаторов напряжения в электроустановках до 35 кВ от токов перегрузок и коротких замыканий.
Коммутационные способности предохранителей соизмеримы с выключателями такого же класса напряжения.
При выключении токов большой кратности к номинальному предохранитель работает с токоограничивающими свойствами. Защитная характеристика предохранителя определяет зависимость времени отключения от величины сверхтока защищаемой цепи.
Время термической стойкости масляных трансформаторов зависит от напряжения опыта короткого замыкания еК, %.
При протекании сверхтока это время tДОП., с, приближённо можно оценить по следующей формуле
, [1.26]
гдекоэффициент кратности тока КЗ к номинальному току трансформатора.
При КЗ на шинах вторичной обмотки К = 100/еК,.
Условием защиты трансформатора является
tПЛ < tДОП, [1.27]
гдеtПЛ - время сгорания плавкой вставки предохранителя, с.
Кривые время-токовых характеристик предохранителей приведены на рисунке 1.5.
Рисунок 1.5 - Время-токовые характеристики высоковольтных предохранителей ПК (на кривых обозначены номинальные токи плавких вставок)
Номинальный ток плавкой вставки предохранителя на стороне ВН трансформатора выбирается из следующих условий:
- для трансформаторов мощностью до 160 кВ·А, IН ВСТ = 2(3)IН ТР;
- для трансформаторов мощностью до 630 кВ·А, IН ВСТ = 1,5(2)IН ТР.
При этом необходимо учесть кратковременные пусковые токи оборудования и ток намагничивания при включении трансформатора без нагрузки. Например, сопротивление цепи КЗ на шинах 6 кВ КТП (точка К-1) складывается из сопротивления питающей системы, которой является центральная распределительная подстанция (ХС = 0,50 Ом), сопротивления воздушной и кабельной линий. Погонное сопротивление высоковольтной линии основного питания ТП Депо выполненной кабелем марки ААШВ 3Ч120 zWK = 0.26 Ом/км /3/; по формуле [1.24] определим сопротивление кабельной линии
ZWK = 0.26· 0.9 = 0.23 Ом.
Суммарное сопротивление цепи КЗ до точки К-1 определится
ZКЗ-1 = 0,50 + 0,23 = 0,73 Ом.
Ток трёхфазного КЗ в точке К-1 по формуле [1.21] определится
= 5,00 кА = 5000 А.
В максимуме системы энергоснабжения оба трансформатора "ТП-Депо" включены параллельно и работают на сборные шины с напряжением 0,4 кВ.
Сопротивление одного трансформатора "ТП-Депо" типа ТМЗ-630/6/0.4 определится по формуле [1.22] (при UК = 4,5%): на стороне напряжения 0,4 кВ
= 0,0114 Ом;
- на стороне напряжения 6,3 кВ
= 2,84 Ом.
Суммарное сопротивление цепи КЗ при напряжении 6,3 кВ до точки К-2 определится:
- в минимуме системы
ZКЗ.2 МАХ = 0,73 + 2,84 = 3,57 Ом.
- в максимуме системы
ZКЗ.2 МАХ = 0,73 + 2,84/2 = 2,15 Ом.
Ток трёхфазного КЗ по формуле 1.21 определится:
- в минимуме системы
= 1,02 кА = 1020 А;
- в максимуме системы
= 1,69 кА = 1690 А.
Ток двухфазного КЗ в минимуме системы определится
IКЗ-2 MIN (2) = 1,020 · 0,867 = 0,884 кА.
При расчете сверхтока в низковольтной сети сопротивление высоковольтной питающей сети не учитывается. Следовательно, сопротивление цепи КЗ в максимуме и минимуме системы энергоснабжения для точки К-2 при напряжении 0,4 кВ определится сопротивлением трансформатора типа ТМ-630/6/0,4 току трёхфазного КЗ и составит
ZКЗ-2 МIN = 0,0114 Ом;
ZКЗ-2 МАХ = 0,0114/2 = 0,0057 Ом.
Ток трёхфазного КЗ в точке К-2 по формуле [1.21] определится:
- в минимуме системы, IКЗ-2 = 20,30 кА = 20300 А;
- в максимуме системы, IКЗ-2 = 40,56 кА = 40560 А.
По величине сверхтока в максимуме энергосистемы проводится выбор коммутационной аппаратуры на отключающую способность.
По величине сверхтока двухфазного КЗ в минимуме системы проверяем селективность срабатывания токовых защит.
Поскольку по паспортным данным номинальный ток ТМЗ-630/6 на стороне 6 кВ равен IН ТР = 60,5 А, его защиту выполним предохранителями типа ПК с плавкой вставкой на ток 100 А.
По кривым время-токовых характеристик предохранителей (рисунок 1.5) определяем, что плавкая вставка IН ВСТ = 100 А при токе двухфазного КЗ в минимуме системы равному 884 А сгорает за время tПЛ = 1,0 с.
Поскольку К = 884/60,5 = 14,60 по формуле [1.26] время термической стойкости ТМЗ-630/6 определится
tДОП = 900/14,72 = 4,2 с.
Поскольку, tПЛ = 1,0 < tДОП , следовательно, защита трансформатора высоковольтными предохранителями типа ПК с плавкой вставкой на 100 А обеспечивается.
По паспортным данным /3/ номинальный ток трансформатора ТМЗ-400/6 при напряжении 0,4 кВ составляет IН = 945 А.
Сопротивление трансформатора току однофазного КЗ зависит от схемы соединения обмоток и для трансформатора типа ТМ-630/6/0,4 со схемой Y/YH составит ZКЗ ОД = 0,043 Ом, а со схемой /YH составит ZКЗ ОД = 0,014 Ом.
Ток однофазного КЗ составит:
- для трансформатора типа ТМ-630/6/0,4 со схемой Y/YH IКЗ-ОД = 5,1 кА;
- со схемой /YH IКЗ-ОД = 15,7 кА.
Токовую защиту трансформатора на стороне вторичной обмотки можно выполнить:
- низковольтными автоматическими выключателями с номинальным током 1000 А /3/.
Предохранителями типа ПР-2 в исполнении - 2 (длинные предохранители) с номинальным током патрона и предохранителя на 1,0 кА имеют предельный отключаемый ток до 20 кА и не обладают достаточным запасом надёжности при трёхфазном КЗ.
Следовательно токовую защиту низковольтной отмотки трансформатора типа ТМ-630/6/0,4 необходимо выполнить автоматическим выключателем (автоматом) с номинальным током на 1000 А /3/. Как правило автоматы устанавливаемые на вводе силовых трансформаторов оснащаются электромагнитными расцепителями с током срабатывания 10 IН .
Необходимо выбрать трансформатор со схемой соединения обмоток /YH поскольку ток однофазного КЗ в этом случае составляет IКЗ-ОД = 15,7 кА и достаточен для защиты трансформатора в режиме однофазного и трёхфазного КЗ на шинах 380/220 В.
2 Применение аутсорсинга при электроснабжении нетяговых потребителей.
Новые условия хозяйствования, задачи экономического роста в стране требуют поиска новых путей повышения эффективности работы, отвечающих требованиям рыночной экономики. Одним из приоритетных направлений для повышения эффективности работы железных дорог является аутсорсинг, благодаря которому появляется возможность значительно повысить производительность бизнеса ОАО «РЖД», оптимизировать деятельность компании.
Существует много определений термина аутсорсинг. Наиболее полно это понятие отражает такая формулировка: аутсорсинг - оптимизация деятельности предприятия за счёт концентрации усилий на основном бизнесе и передача непрофильных работ внешним специализированным организациям (аутсорсерам) на договорной основе.
К основным причинам использования аутсорсинга относят желание сосредоточится на основных видах деятельности, необходимости повышения качества обслуживания, потребность в экономии затрат, решение стратегических задач.
Негативным фактором при переходе на аутсорсинг является потеря контроля над собственными ресурсами, отрыве руководства от переданной на аутсорсинг части деятельности Другая проблема при переходе на аутсорсинг - риск невыполнения аутсорсером своих обязательств. Для минимизации этого риска необходимо составление «Соглашения об уровне обслуживания».
Решение о применении аутсорсинга в основном принимается на основании единственного параметра - экономия издержек. Однако аутсорсинг не всегда может быть дешевле использования внутренних резервов, так как при его применении повышается качество выполнения работ, а следовательно, и их цена.
На железнодорожном транспорте в силу его специфики и условий передачи работ сторонним организациям под аутсорсингом понимается способ оптимизации деятельности, филиалов за счёт концентрации усилий на основных видах деятельности и передачи отдельных видов работ специализированным организациям (аутсорсерам) на договорной основе с соответствующим сокращением персонала филиала.
Для определения взаимоотношений ОАО «РЖД» с поставщиками услуг в настоящее время в компании разработаны и утверждены Положение об использовании аутсорсинга филиалами ОАО «РЖД», Перечень работ, которые могут быть переданы филиалами ОАО «РЖД» на аутсорсинг, Методика расчёта экономической эффективности от использования аутсорсинга в ОАО «РЖД».
Основными условиями, которые целесообразно соблюдать при привлечении аутсорсера, являются проведение конкурсных процедур, обеспечение экономической эффективности передачи работ на аутсорсинг, обеспечение экономической безопасности и сохранение качества выполняемых работ. Порядок принятия решения о применении аутсорсинга состоит из нескольких этапов.
На начальном этапе проводится оценка собственных возможностей: анализируются ресурсы, их техническое состояние, квалификация персонала, задействованного в выполнении работ, которые предполагается передать на аутсорсинг; оцениваются качество и себестоимость работ при выполнении их собственными силами; определяются потребности в дополнительных капиталовложениях, необходимых для повышения эффективности и качества выполнения работ собственными силами. При условии, если удаётся сократить издержки и обеспечить конкурентоспособную цену работ, то передача их на аутсорсинг нецелесообразна.
Далее анализируются возможности аутсорсеров.
Затем готовятся предложения о применении аутсорсинга в виде пояснительной записки, в которой аргументируется необходимость привлечения аутсорсера для выполнения работ с указанием причин нецелесообразности выполнения их собственными силами, и рассматриваются два варианта - с привлечением аутсорсера и без его привлечения. Эффективность применения аутсорсинга определяется на основании Методики расчёта экономической эффективности от использования аутсорсинга в ОАО «РЖД».
Пояснительная записка согласовывается всеми причастными подразделениями филиала. Подготовленный проект решения о применении аутсорсинга согласовывается с причастными подразделениями в аппарате управления компании. После этого осуществляется корректировка бюджетов. Для выбора аутсорсера - исполнителя работ проводится конкурс, а затем заключается соответствующий договор.
По заключённым договорам при передаче работ на аутсорсинг ведётся постоянный контроль с анализом обоснованности цен, объемов, качества и сроков выполняемых аутсорсером работ /11/.
Экономический эффект от применения аутсорсинга для определённых работ обеспечивается, если затраты ОАО «РЖД» при передаче работ на аутсорсинг, т. е. затраты на оплату работ , выполняемых аутсорсером, меньше затрат ОАО «РЖД» на выполнение работ собственными силами:
[2.1]
Где Саут - стоимость работ при выполнении их сторонней организацией (аутсорсером);
Зперс - затраты ОАО «РЖД», связанные с увольнением, приёмом работников, выполняющих работы, передаваемые на аутсорсинг;
Зсобст - затраты компании при выполнении работ собственными силами;
Э - величина минимального экономического эффекта от применения аутсорсинга.
Целесообразно, чтобы эффект от применения аутсорсинга был равен 10 - 20%
Окончательно конкретные виды деятельности, которые будут переведены на аутсорсинг, будут определены решениями итогового правления компании. Среди них - ремонт и обслуживание радиостанций, антенно-мачтового хозяйства, ремонт и сервисное обслуживание оргтехники. В департаменте вагонного хозяйства это могут быть деятельность по промывке и подготовке вагонов к погрузке, дезинфекция вагонов, обслуживание диагностических устройств, поставка отдельных комплектующих. В пассажирских перевозках это прежде всего экипировка и снабжение вагонов, подготовка постельного белья, питание в поездах, уборка вокзалов и вагонов.
В перспективе все большие объемы ремонтных работ по инфраструктуре и подвижному составу будут передаваться на конкурсной основе независимым ремонтным предприятиям. Конкурсная основа - в этом и есть весь смысл.
Уже сегодня фактически вся система содержания телекоммуникаций компании является сферой аутсорсинговых услуг, которые выполняет «ТрансТелеКом». Кроме того, аутсорсинговые компании работают практически во всех филиалах РЖД.
Аутсорсинг эффективен в том случае, если можно передать функции по вспомогательным видам деятельности, заплатив за это тот же объём средств в размере не более фонда оплаты труда, который сегодня тратим мы сами на штатных работников. При этом эффект мы должны получить за счет отсутствия затрат на социальное обеспечение, на оборудование, на мероприятия по охране труда и т.д. Все это уже переходит на ответственность аутсорсинговых компаний. А они, поскольку заинтересованы в получении прибыли, внедряют лучшие формы организации труда /12/.
Особый интерес представляет введение аутсорсинга в электроснабжение нетяговых потребителей. Объекты хозяйства электроснабжения железнодорожной автоматики и нетяговых потребителей имеются на каждой станции и каждом перегоне. Протяженность линий электроснабжения устройств СЦБ составляет более четырёх тысяч километров, линий полуавтоматической блокировки около двух тысяч километров /8/.
Сетевым районам дистанций электроснабжения приходится выполнять много разнообразных работ как требующих высокой квалификации обслуживающего персонала, так и простых работ требующих большой физической нагрузки (вырубка просек, откопка кабельных траншей). Видами деятельности, которые могут быть переданы на аутсорсинг, на начальном этапе могут быть:
- очистка трасс линий электропередач от древесно-кустарниковой растительности;
- обслуживание и ремонт релейной защиты, средств автоматики и телемеханики;;
- техническое обслуживание и ремонт силовой электротехнической аппаратуры;
- плановая диагностика состояния оборудования и заземляющих устройств.
За дистанциями электроснабжения можно оставить работы по оперативному управлению энергохозяйством, ликвидации повреждений и освещение железнодорожных территорий.
Однако для передачи на аутсорсинг хотя бы некоторых видов деятельности необходимо решить ряд организационных, правовых и технических проблем. Наиболее важными проблемами для передачи этого огромного хозяйства на аутсорсинг являются следующие:
- большой физический и моральный износ основных фондов;
- техническая отсталость ряда предприятий и примитивизм многих электроустановок;
- длительное недостаточное финансирование системы электроснабжения нетяговых потребителей;
- неурегулированность правовых проблем по степени ответственности смежных подразделений за нарушения режима электроснабжения;
- неурегулированность правовых проблем за качество электроэнергии для особо ответственных потребителей.
На сети железных дорог на сегодняшний день около 40 % линий электроснабжения СЦБ выработали нормативный ресурс и более 80 % нуждаются в техническом перевооружении. По данным различных источников длительность отключений потребителей гораздо выше, чем в технически развитых западных странах.
Наиболее повреждаемыми устройствами являются провода, почти 30 % повреждений от общего количества, высоковольтные предохранители - около 20 %, кабели - 15 %, трансформаторы - 10 %, разъединители - 10 % и другие устройства /13/.
Анализ повреждений проводов показывает, что основной причиной повреждений является касание ветвей проводов и падение деревьев.
На Северо-Кавказской железной дороге при объеме вырубки деревьев около 500 км в год фактическая потребность вырубки составляет 1200 км. /13/. Из чего можно сделать вывод что, учитывая ежегодный прирост деревьев для решения вопроса борьбы с древесно-кустарниковой растительностью необходимо:
- увеличение ежегодных объемов вырубки до 1000км в год;
- выполнение работ по вырубки силами подрядных организаций оснащённых специализированной техникой и приспособлениями для механизации работ по борьбе с древесно-кустарниковой растительностью.
- эффективным техническим мероприятием по снижению повреждаемости проводов ВЛ могло бы быть применение самонесущих изолированных проводов. Особенно на курортных участках, где местная администрация не позволяет выполнять вырубку и обрезку реликтовых лесонасаждений. Однако, реализация этого мероприятия сдерживается финансовыми затруднениями. Стоимость одного км линии с такими проводами составляет около 500 тыс. руб. и в два или в три раза выше, чем у линий со сталеалюминиевыми проводами.
Следующей проблемой является сильный износ кабельных линий, из которых половина эксплуатируется со сроком службы более нормативного - 30 лет. Так же с истекшим сроком эксплуатации эксплуатируется половина трансформаторных подстанций, особенно масляные выключатели, трансформаторы, разъединители большинство из которых выработали свой ресурс.
Основной причиной такого положения в энергетическом хозяйстве является хроническая недостаточность финансовых средств, что приводит к не выполнению необходимых объемов капитального ремонта. Учитывая степень износа основных фондов, хроническое недофинансирование хозяйства представляется весьма проблематичным, вопросы обеспечения безопасности движения поездов в хозяйстве не говоря уже о его развитии, обеспечении резервирования, росте энерговооруженности. Средняя степень износа основных фондов хозяйства электроснабжения превышает 50 % /13/.
Так, в энергетическом хозяйстве около 50 % высоковольтных ВЛ и более 50 % высоковольтных кабельных линий (КЛ) и трансформаторных подстанций со сроком службы более нормативного 30 лет. Даже при доведении объемов капитального ремонта ВЛ и КЛ 6 (10) кВ до 50 км в год потребуется 18 лет для выполнения требуемого объема работ. За этот период превысится нормативный срок службы еще 230 км ВЛ и 140 км КЛ. Для приведения оборудования подстанций в соответствие с требованиями Правил устройства электроустановок и Правил эксплуатации электроустановок потребителей необходимо ежегодно производить замену 100 масляных выключателей, выработавших свой ресурс и давно снятых с производства, на вакуумные выключатели /13/.
