книги из ГПНТБ / Грудинский, П. Г. Техническая эксплуатация основного электрооборудования станций и подстанций

Переносной электромагнитный ключ имеет внутри корпуса 3 электромагнит 4, который при разрешенной операции при отпирании замка 1 получает питание от блокировочной розетки замка 6. Сердечник ключа 5 выдвигается и его паз захватывает соответствующий выступ

6)

Рис. 13-10. Схема электромагнитной блокировки РУ

сдвумя системами сборных шин.

а— схема соединений высокого напряжения; б — схема вто­

ричной коммутации.

замка. После этого ключ поворачивается на 180°, отпирает замок, под­ нимая стержень 2 и тем допуская переключение привода разъединителя. После производства операции новым поворотом рукоятки 7 ключа за­ мок запирается и только после этого ключ может быть вынут из замка. Для возврата сердечника в ключе имеется пружина.

Схема электромагнитной блокировки дана на рис. 13-10. На рис. 13-10, а показана схема высокого напряжения, на которой отме­

501

чены блокируемые приводы и соответствующие розетки замков. На рис. 13-10, б представлена схема вторичной коммутации для одного присоединения № 1 и шиносоединителыюго выключателя. Для других присоединений схемы аналогичны, изменится только порядковая цифра в конце обозначений аппаратов и блокировочных розеток Э.

По схеме рис. 13-10, б нетрудно проследить, что напряжение на розетке привода разъединителей будет только в том случае, если выпол­ нены все требования допустимости переключений, сформулированные выше, в том числе снятие оперативного тока с Ш В при переводе при­ соединений с одной системы шин на другую. Это достигается выемкой вилки О Т из цепи оперативного тока и помещением ее в цепь, разрешаю­ щую операции, последовательно с блок-контактами Ш В , 1 Р 1 и 1Р 2.

На каждую электроустановку имеется только один электромагнит­ ный ключ, что обеспечивает проведение операции только одним лицом и устраняет возможность несогласованных действий.

Как всякий механизм блокирующий замок (или электрическая цепь блокировки)-может оказаться неисправным. Для того чтобы не замед­ лять производство операций, предусмотрена возможность простой де­ блокировки замков вручную. Однако деблокирующее приспособление должно быть опломбировано. Пломбу разрешается нарушить только с разрешения лица, давшего распоряжение о переключениях, с записью об этом в журнале.

Электромагнитная блокировка имеет универсальный характер, т. е. пригодна для любой схемы. Однако применение ее целесообразно только для схемы с двумя системами сборных шин при одном выключа­ теле на цепь идля схем, полученных усложнением этой исходной схемы— при секционировании, при наличии совмещенных шиносоединительных и обходных выключателей и т. п. и только при ручных приводах.

При дистанционном управлении разъединителями блокировка осу­ ществляется наиболее просто включением в цепь управления контак­

тов, состояние которых отражает положение того или иного коммута­ ционного аппарата схемы.

Особенно просто такая блокировка осуществляется в кольцевых схемах (многоугольниках) и в схеме с двумя выключателями на цепь (линию, трансформатор, энергоблок). В таких схемах приходится блоки­ ровать выключатель с двумя смежными к нему разъединителями.

Эксплуатация блокировок состоит в поддержании устройства в по­ рядке, в периодических проверках правильности действия блокировки и вее совершенствовании. Так, например, в существующих устройствах, не имеющих заземляющих ножей у разъединителей, целесообразно при первой возможности их смонтировать и учесть их наличие в схеме блоки­ ровки. Если в установке имеются заземляющие ножи, то обычно только один из шинных разъединителей снабжается ими, в то время как по не­ давно введенным требованиям такие ножи должны иметь оба шинных разъединителя, как это показано на схеме рис. 13-10. Это необходимо для того, чтобы при наладке одного из шинных разъединителей участок ошиновки, на котором ведутся работы, был заземлен. При установке

вторых заземляющих ножей в схему блокировки нужно внести изме­ нения.

13-5. Эксплуатация заземляющих устройств

Заземляющие устройства служат для предотвращения опасности, возникающей при появлении напряжения на частях электроустановок, нормально находящихся безнапряжения, При пробоях или перекрытиях

502

изоляции такие части могли бы при отсутствии заземления оказаться под очень высоким напряжением, опасным для жизни.

Для устранения такой опасности все металлические части электро­ оборудования должны быть надежно заземлены.

Заземление этих частей не устраняет возможности появления на­ пряжения на них, но снижает до допустимых значений величину напря­ жения прикосновения, а в устройствах сзаземленной нейтралью умень­ шает длительность нахождения под напряжением до долей секунды, и только в худших случаях, при отказах основной релейной защиты,

до 1— 2 с.

Для того чтобы достигнуть таких результатов, заземление должно иметь величину, не большую установленной нормами: в сетях до 1000 В

— не более 4,0 Ом; в сетях выше 1000 В, работающих с изолированной нейтралью или с компенсацией емкостного тока, сопротивление зазем­ ления г3 ^ 125//3 Ом, если заземляющее устройство одновременно ис­ пользуется для электроустановок до 1000 В, и г3 250//3Ом, если оно для других целей не используется. Здесь /3— расчетный ток замы­ кания на землю; в сетях сглухим заземлением нейтрали (110 кВ и выше) сопротивление заземления не должно быть выше 0,5 Ом.

В сетях свыше 1000 В, не имеющих заземленных нейтралей и ком­ пенсационных катушек, расчетным током является наибольший ток замыкания на землю, обусловленный емкостной проводимостью изо­ ляции. Так как сети непрерывно растут, емкость их увеличивается, в эксплуатации необходима периодическая проверка не только состоя­ ния заземлений, но и их соответствия изменившимся условиям.

В сетях с компенсирующими катушками расчетный ток замыкания на землю в тех установках, в которых эти катушки размещены, прини­ мается равным 1,25 номинального тока катушек. В остальных уста­ новках, где катушек нет, расчетный ток равен остаточному току на землю при отключении наиболее мощной компенсирующей катушки, ло не менее 30 А. Расчетные значения тока замыкания на землю опре­ деляются для той возможной в эксплуатации схемы сети, при которой они имеют наибольшую величину.

Сопротивления заземлений эксплуатируемых установок не должны превышать нормированных величин при наиболее неблагоприятных условиях — при сухом грунте летом и промерзшем зимой.

Напряжения прикосновения и напряжение шага, т.е. напряжения, под которыми может находиться человек, прикоснувшийся к заземлен­ ному, но оказавшемуся под напряжением элементу установки, или то напряжение, под которым могут оказаться ноги шагающего человека, всегда ниже напряжения на заземлителе, и тем ниже, чем чаще проло­ жены заземляющие проводники сети заземления.

В эксплуатации необходимо контролировать исправное состояние заземляющей сети. Все заземляющие" проводники должны быть соеди­ нены между собой сваркой, а к корпусам аппаратов или машин присоеди­ нены сваркой или болтовыми соединениями. Открыто проложенные заземляющие проводники должны быть окрашены и доступны для осмотра.

Контроль за состоянием заземления состоит в: периодическом измерении сопротивления заземляющего

устройства — через год после приемки и не реже чем 1 раз в 6 лет в последующем;

выборочном вскрытии грунта для осмотра элементов за­

503

земляющего устройства, находящихся в земле, одновре­ менном с измерениями по п. «а»;

проверке отсутствия обрывов, неудовлетворительных контактов в заземляющей сети — систематической (при ос­ мотрах электрооборудования и РУ и при измерении сопро­ тивления заземления);

проверке надежности присоединений заземляющей сети к естественным заземлителям к трубам, металлическим конструкциям и т. п.

Измерение сопротивления заземлений может производиться двумя способами — методом амперметра и вольтметра и методом измерения прибором завода «Энергоприбор».

ГО

Рис. 13-11. Измерение сопротивления заземлителя методом ампер­ метра — вольтметра.

а — схема измерений; б — расположение вспомогательного электрода и зонда.

Схема измерения сопротивления методом амперметра и вольтметра дана на рис. 13-11. Здесь R „— измеряемое сопротивление, представляю­ щее собой заземляющий контур РУ (рис. 13-11, б); В — вспомогатель­ ный заземлитель — одна или несколько труб, забитых в землю; 3 — зонд (труба, забитая в землю в месте, потенциал которого можно при­ нять близким нулю); Т р — трансформатор, напряжение на вторичной стороне которого желательно иметь порядка 65 В в целях безопасности. Однако для получения более надежных результатов приходится в ряде случаев использовать большее напряжение (127 и даже 220 В), принимая меры к предотвращению опасности для людей (ограждения, надзор).

Предположим, что измеряемое сопротивление заземлителя 0,5 Ом и что для измерения принят ток 10 А (меньше нежелательно); если со­ противление вспомогательного заземлителя равно 10 Ом, то на него придется 100 В, а на измеряемый заземлитель 5 В. Следовательно, нуж­ но или выбрать напряжение трансформатора 127 В, или уменьшить сопротивление вспомогательного электрода, что не всегда возможно.

Для того чтобы через зонд проходил возможно меньший ток, вольт­ метр следует выбирать с возможно большим сопротивлением. Хорошие результаты дает применение электронного вольтметра, внутреннее со­ противление которого примерно 100 000 Ом и выше.

504

Сопротивление заземления (сопротивление растекания) определя­ ется по выражению R x = A U X /I3, Ом, где Л U — напряжение на конт­ ролируемом заземлителе, В, а /3— ток, А, протекающий через этот заземлитель.

Метод амперметра и вольтметра при правильном подборе измери­ тельных приборов, выборе величины тока, сопротивления вспомога­ тельного электрода, расстояний между ними и при отсутствии блуждаю­ щих токов в месте забивки зонда позволяет с достаточной точностью

Рис. 13-12. Прибор для измерения заземлений.

а — принципиальная схема; б — схема прибора и его присоедине­ ний; в — механический прерыватель.

измерить очень малые сопротивления. Однако прокладка вблизи элек­ тродов трубопроводов, кабелей и пр. может сильно отразиться на ре­ зультатах измерений, и метод в целом довольно громоздкий.

Метод измерения прибором для измерения сопротивления заземле­ ний (завод «Энергоприбор») проще, хотя принципиальная схема измерения та же, что и в методе амперметра и вольтметра

(рис. 13-12).

Измеритель завода «Энергоприбор» имеет три предела измерений: О— 10 Ом, 0— 100 Ом; 0— 1000 0м. Сопротивление вспомогательного электрода не должно превышать: для первого предела измерений 250 Ом, для второго 500 Ом, для третьего 1000 Ом. Сопротивление зонда при всех пределах измерений не выше 1000 Ом,

5 0 5

Источником напряжения при измерениях служит генератор посто­ янного тока прибора Г. Для избежания поляризации электродов посто­ янный ток преобразуется в переменный прямоугольной формы перед подачей на вспомогательный электрод прерывателем П . В цеци, изме­ ряющей падение напряжения между контролируемым заземлителем и зондом, имеется выпрямитель, так что логометр работает на постоян­ ном токе. Погрешность при измерениях не превышает ± 10%.

Так как от состояния заземлителя и всей заземляющей системы зависит здоровье и жизнь людей, то требуется как систематический контроль и уход за заземлительным устройством, так и ведение отчет­ ности. Для каждого заземляющего устройства электростанции или под­ станции должен составляться паспорт, содержащий схему заземления, его основные технические данные. В паспорте записываются все про­ верки и испытания устройства с указанием их результатов.

13-6. Воздухоприготовительные установки РУ

Для удовлетворения потребности РУ своздушными выключателями в сжатом воздухе, на электростанциях и подстанциях сооружаются воздухоприготовительные установки.

Для надежной работы воздушных выключателей требуется чистый сухой воздух высокого давления; давление должно поддерживаться постоянным при отклонениях + 5 -5 — 15% при резко переменном режиме потребления, когда при отключении группы выключателей единовре­ менный расход воздуха достигает 250 000 л и более на одно отклю­ чение.

Пыль при наличии ее в воздухе засоряет трубопроводы, клапаны; попадая на влажную изоляцию, снижает ее разрядное напряжение; поступая вместе с воздухом в выключатель при гашении дуги, она затрудняет процесс гашения.

Влага, конденсируясь на внутренних поверхностях изоляции и гасительных камер, может вызвать перекрытие изоляции. Конденсация наступает при снижении температуры наружного воздуха и при от­ ключении выключателя, когда сжатый воздух, расширяясь с давле­ ния 20 до 1 кгс/см2, вызывает понижение температуры и появление конденсации.

Воздушные выключатели, работающие в настоящее время в наших распределительных устройствах, рассчитаны на давление в 21 кгс/см2. Только при этом давлении разрешается их работа в цикле АПВ. При снижении давления ниже 18,5— 17 кгс/см2 (в зависимости от типа вы­

ключателя) они не могут сохранять номинальную мощность отключе­ ния. Для успешного действия выключателей требуется, чтобы относи­

тельная влажность воздуха была не выше 50%. Повышенная влажность воздуха зимой угрожает нарушением работы выключателей из-за замерзания сконденсированной воды в клапанах и трубах. Влажный

воздух способствует коррозии металлических деталей выключателя. Осушение воздуха является одной из важнейших задач системы воз-

духоприготовления. В основном оно производится путем сжатия его до двойного давления по сравнению с номинальным давлением воздуш­ ных выключателей и последующего его расширения до номинального давления. Рассмотрим процессы, которые при этом протекают

Атмосферный воздух содержит водяные пары, количество которых зависит от температуры и относительной влажности, но не зависит от давления, В табл. 13-1 указано влагосодержание воздуха w u , г/м3,

5 0 6

при относительной влажности ф„ = 100%. При иной относительной влажности ср, %, влагосодержание будет равно w — шнф/100 г/м3.

Т а б л иц а 13-1

Влагосодержание насыщенного воздуха кин и количество сконцентрированной воды, выделяющейся при его сжатии до 11 кгс/см2, в зависимости от температуры

При сжатии воздуха, находившегося под атмосферным давлением, до 40 кгс/см2 объем его изменится пропорционально отношению давле­ ний, в данном случае в 40 раз. Во столько же раз увеличится коли­ чество влаги, приходящееся на 1 м3 сжатого воздуха. Нетрудно пока­ зать, что сжатый воздух будет находиться в насыщенном состоянии и что при сжатии выделится значительное количество влаги.

Предположим, что до сжатия воздух имел относительную влаж­ ность 20%, ниже которой влажность наружного воздуха практически не опускается. При давлении в 5 кгс/см2 объем воздуха уменьшится в 5 раз, во столько же раз увеличится количество влаги в 1 м3сжатого воздуха и его относительная влажность будет равна 100%, т. е. воздух станет насыщенным. После этого при дальнейшем сжатии количество влаги в 1 м3 остается неизменным (если температура сжатого воздуха такая же, как до сжатия) и вся остальная влага выделится в виде воды.

Если до сжатия в 1 м3 было фшн/100 г влаги, то после сжатия до 40 кгс/см2 объем его уменьшится в 40 раз и в этом объеме окажется 1/40 ш,„ остальная же влага w H (ф/100— 1/40) выделится в виде воды. В табл. 13-1 указано количество выделившейся воды при относитель­ ной влажности исходного воздуха в 100 и в 50% в зависимости от тем­ пературы, причем принято, что температура сжатого воздуха равна температуре воздуха до сжатия.

Насыщенный сжатый до 40 кгс/см2 воздух расширяется до двой­ ного объема при снижении давления до 20 кгс/см2. При расширении воздух охлаждается, затем принимает температуру окружающей среды. Если температура воздуха при 40 и 20 кгс/см2 одинакова, то относи­ тельная влажность воздуха при 20 кгс/см2 снизится в 2 раза и станет

равной 50%.

Казалось бы, цель достигнута, так как технические условия на воздушные выключатели требуют, чтобы относительная влажность воздуха при рабочем давлении 20 кгс/см2 была не выше 50%. Однако это не так — если температура воздуха с относительной влажностью 50% снизится, то относительная влажность воздуха возрастет. Действи­ тельно, пусть температура сжатого до 20 кгс/см2 воздуха была 20 °С, а относительная влажность 50%.

507

Согласно табл. 13-1 в нем содержалось 17,3/2 = 8,7 г/м3 влаги. Температуре достаточно снизиться на 10 °С, чтобы относительная влажность возросла до 8,7-100/9,4 = 97% (здесь 9,4 г/м3— влагосодержание насыщенного воздуха при температуре 10 °С). При дальней­ шем небольшомснижении температуры из воздуха начнет выделяться влага.

Чтобы избежать этого, необходимо уменьшить относительную влажность воздуха, сжатого до 40 кгс/см2, до поступления его в ре­ зервуар. Для этого между компрессорами и воздухосборником сжатого воздуха при 40 кгс/см2 предусматривается охлаждение воздуха водой и осушение его адсорберами. Э т о позволяет значительно снизить отно­ сительную влажность, а затем расширением до 20 кгс/см2снова снизить ее в 2 раза. В воздухе останется ничтожное количество влаги и пониже­ ния температуры как суточные, так и сезонные, не вызовут конден­ сации влаги — влажность воздуха не поднимется выше 50%.

С учетом сказанного рассмотрим наиболее простую схему воздухо­ приготовительной установки, отвечающей основному требованию, чтобы отказ или ремонт любого элемента (в том числе и компрессоров) не на­ рушал ее нормальной работы (рис. 13-3). Как правило, число компрес­ соров обычно бывает больше двух как по причине их малой надежности, так и из-за недостаточной для устройств очень высоких напряжений производительности.

В качестве компрессоров применяются поршневые машины отно­ сительно простой конструкции, требующие несложного обслуживания. Сжатие воздуха ведется в несколько ступеней, кратность сжатия в од­ ной ступени не больше 10. При сжатии выделяется много тепла, поэтому во избежание повышения температуры предусматривается, как правило, воздушное охлаждение компрессоров и воздуха между ступенями давле­ ния. Температура сжатого воздуха после конечного охладителя не должна превышать более чем на 10 °С температуру воздуха в компрес­ сорном помещении. Для удаления конденсата, содержащего унесенное с собой масло из компрессоров, устанавливаются водомаслоотделители. Воздух перед входом в компрессоры очищается от пыли в воздушных фильтрах.

Осушенный воздух дополнительно пропускается через влагопогло­ тители с адсорбентом — силикагелем, алюмогелем и пр. Между ком­ прессорной установкой и влагопоглотителями предусматривается обрат­ ный клапан, а на водомаслоотделителях — предохранительные клапаны и спускные клапаны с электрическим приводом. Спускные клапаны водомаслоотделителей присоединяются к дренажной трубе, имеющей достаточный наклон и диаметр для того, чтобы исключить ее засо­ рение и повышение давления при одновременной работе всех спускных клапанов.

Схема компрессорной установки состоит не менее чем из двух параллельных цепей, работающих раздельно или параллельно; внутри каждой цепи размещаются воздухосборники повышенного давления (40 кгс/см2). Воздухосборники оборудуются предохранительными кла­ панами пружинного типа, указывающим манометром, влагосборником, спускным вентилем, отверстием с пробкой для выпуска воздуха при гидравлических испытаниях, лазом или люком для осмотра и чистки, поддерживающими опорами для установки и крепления на фундаменте и штуцерами с флянцами для присоединения воздуховодов. Спускные вентили снабжаются электрическим обогревом, сток воды должен быть видимым. Внутренние поверхности воздухосборников окрашиваются влаго- и маслостойкой краской.

5 0 8

Воздухосборники повышенного давления устанавливаются на от­ крытом воздухе на расстоянии около 0,7— 1 м от стены компрессорной с теневой стороны или под навесом, наружная поверхность их окраши­ вается краской светлого цвета.

Между воздухосборниками повышенного давления и сетью ра­ бочего давления 20 кгс/см2'размещаются перепускные (редукционные) клапаны, оборудованные электрическим или электропневматическим управлением. Эти же клапаны открываются при понижении рабочего давления и закрываются при восстановлении нормального рабочего давления.

Компрессорная установка полностью автоматизируется. Пуск ком­ прессоров производится периодически от контактных манометров при понижении давления в воздухосборниках высокого давления.

Емкость воздухосборников повышенного давления выбирается из условия покрытия суммарного расхода воздуха при неработающих компрессорах при сохранении наименьшего давления сжатого воздуха, не менее чем на 25— 30% превышающего номинальное давление аппара­ тов. Суммарный расход воздуха включает в себя:

расход воздуха на вентилирование воздушных выключателей и на утечки через неплотности во время остановки компрессоров, прини­ маемое равным 2 ч;

расход воздуха на восстановление давления в резервуарах воз­ душных выключателей до наименьшего давления, допустимого по ус­ ловиям работы выключателей в цикле АПВ, при наибольшем числе выключателей возможно по принятой схеме релейной защиты и авто­ матики РУ.

Представление о расходах воздуха в воздушных выключателях дают данные табл. 13-2. Емкость одного воздухосборника может быть

определена по выражению

к=(32/дя,

где Q s — расчетный расход воздуха, л, приведенный к атмосферному

давлению (как это указано в табл. 13-2); А Р — допустимый сброс давле­ ния в воздухосборнике после расчетного расхода воздуха, кгс/см2.

В воздухоприготовительной установке должно иметься не менее двух воздухосборников. Производительность рабочих компрессоров выбирается из условия, чтобы восстановление давления в воздухосбор­ никах повышенного давления, сниженного в течение 2 ч, происходило за время не более 30 мин (без учета резервного компрессора). Таким образом, эта производительность должна в 2 раза превышать расчет­ ный расход воздуха.

Пропускная способность установленных перепускных (редукцион­ ных) клапанов (без учета резервных) должна обеспечивать восстановле­ ние давления воздуха в резервуарах выключателей до наименьшей ве­ личины, допускаемой по условиям работы выключателей, за время не более 3 мин. Расчет ведется по числу выключателей, могущих одно­ временно работать в циклах АПВ. Расход должен быть не менее 20 000 л/мин для каждого перепускного клапана.

Схема автоматического управления, кроме автоматического пуска и останова компрессоров, предусматривает периодическую продувку (спуск влаги и масла) водомаслоотделителей, автоматическое управле­ ние перепускными клапанами, защиту компрессорных агрегатов при повреждениях и неполадках и действие сигнализации при нарушениях нормальной работы установки. В помещении компрессорной установки температура в зимнее время поддерживается не ниже +10 °<2, а в лет-

5 0 9

* Расходы воздуха даны для одного полюса.