Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Основы эксплуатации электрооборудования. Учебное пособие.pdf
X
- •ОГЛАВЛЕНИЕ
- •СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
- •ВВЕДЕНИЕ
- •1.1. Влияние отраслевых особенностей энергетики на эксплуатацию электрических станций
- •1.2. Задачи и организация эксплуатации электростанций
- •1.2.1. Приемка в эксплуатацию оборудования и сооружений
- •1.2.2. Укомплектование рабочих мест документацией
- •1.2.3. Подготовка эксплуатационного персонала
- •1.2.4. Оперативно-диспетчерское управление
- •1.2.5. Техническое обслуживание, ремонт и модернизация
- •Контрольные вопросы
- •2.1. Общие сведения о режимах работы энергосистем и графиках нагрузки
- •2.2. Особенности графиков нагрузки электростанций
- •Контрольные вопросы
- •3. ЭКСПЛУАТАЦИЯ ГЕНЕРАТОРОВ И ИХ ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ
- •3.1. Пуск, включение в сеть и набор нагрузки синхронных генераторов
- •3.1.1. Предпусковая подготовка генераторов
- •3.1.2. Включение в сеть и набор нагрузки
- •3.2. Эксплуатационные режимы генераторов
- •3.2.1. Нормальные режимы генераторов. Диаграмма мощностей
- •3.2.2. Аварийные и специальные режимы
- •3.3. Надзор и уход за генераторами в период эксплуатации
- •3.3.1. Газомасляное хозяйство и его эксплуатация
- •3.3.3. Вибрация генераторов и ее устранение
- •3.3.4. Эксплуатация щеточно-коллекторных устройств
- •3.4. Ремонт генераторов
- •3.4.2. Разборка и сборка генератора
- •3.4.3. Ремонт статора и ротора
- •3.4.4. Сушка генераторов
- •Контрольные вопросы
- •4. ЭКСПЛУАТАЦИЯ И РЕМОНТ ТРАНСФОРМАТОРОВ И АВТОТРАНСФОРМАТОРОВ
- •4.1. Общие положения
- •4.2. Допустимые режимы по напряжению
- •4.3. Допустимые режимы по току
- •4.4. Повреждения и аварийные отключения трансформаторов
- •4.5. Эксплуатация трансформаторного масла
- •4.6. Ремонт трансформаторов
- •4.6.1. Текущий ремонт
- •4.6.2. Капитальный ремонт
- •4.6.3. Сушка трансформаторов
- •Контрольные вопросы
- •5.1. Общие сведения
- •5.2. Схемы сети 6,3 кВ собственных нужд
- •5.2.1. Схемы сети 6,3 кВ на блочных электростанциях
- •5.3. Схемы сети 0,4 (0,23) кВ собственных нужд
- •5.4. Электрооборудование схем собственных нужд действующих и реконструируемых установок
- •5.5. Условия работы электродвигателей собственных нужд и требования к ним
- •5.6. Режимы работы двигателей собственных нужд
- •5.6.1. Механические характеристики двигателей и механизмов
- •5.6.2. Пуск и выбег асинхронных электродвигателей
- •5.7. Эксплуатация электродвигателей
- •Контрольные вопросы
- •6. ЭКСПЛУАТАЦИЯ АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ
- •6.1. Общие сведения
- •6.2. Эксплуатация обслуживаемых аккумуляторных батарей
- •6.3. Эксплуатация необслуживаемых аккумуляторных батарей
- •Контрольные вопросы
- •7. ЭКСПЛУАТАЦИЯ УСТРОЙСТВ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ И ЭЛЕКТРОАВТОМАТИКИ
- •Контрольные вопросы
- •8.1. Основные принципы эксплуатации распределительных устройств
- •8.2. Особенности эксплуатации элегазовых распределительных устройств
- •8.3. Обслуживание помещений КРУЭ
- •Контрольные вопросы
- •ЗАКЛЮЧЕНИЕ
- •БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

4. Эксплуатация и ремонт трансформаторов и автотрансформаторов
4.6. Ремонт трансформаторов
4.6.1. Текущий ремонт
Текущий ремонт трансформаторов с отключением производится
с периодичностью, устанавливаемой в зависимости от важности их для
энергосистемы.
Главные трансформаторы и автотрансформаторы станций и подстанций,
а также основные трансформаторы собственных нужд выводят в текущий
ремонт не реже одного раза в 2 года. Все остальные – не реже одного раза
в 4 года. Для условий повышенных загрязнений периодичность устанавливается в зависимости от их уровня.
Основное содержание текущих ремонтов:
● очистка всех элементов и устранение всех неисправностей;
● проверка устройств РЗиА;
● проверка блокировки, сигнализации, измерительных приборов;
● проведение профилактических испытаний и измерений при темпе-
ратуре заводских испытаний.
4.6.2. Капитальный ремонт
Ремонты трансформаторов и реакторов (капитальные, текущие) и их
составных частей (РПН, система охлаждения и др.) выполняются по мере
необходимости в зависимости от их технического состояния, определяемого испытаниями и внешним осмотром.
Сроки ремонта устанавливаются техническим руководителем
АО-энерго (энергообъекта).
Профилактические испытания трансформаторов (реакторов) должны
быть организованы в соответствии с документом «Объемы и нормы испытаний электрооборудования» и заводскими инструкциями [1].
Капитальный ремонт проводится:
а) главных трансформаторов и автотрансформаторов станций и подстанций, а также основных трансформаторов собственных нужд в первый
раз – не позже чем через 8 лет после включения в сеть с учетом результатов испытаний, в дальнейшем – по мере необходимости с учетом результатов испытаний и состояния;
б) остальных трансформаторов – по результатам испытаний и их состоянию.
Трансформатор имеет необходимые запасы прочности изоляции
и является очень надежным в эксплуатации. Однако в процессе эксплуатации происходят усадка прессшпана (до 10 %) и ослабление прессовки обмоток.
101

Основы эксплуатации электрооборудования
В объем капитального ремонта входят согласно РДПр 34-38-030:
● демонтаж трансформатора и транспортировка его на ремонтную
площадку;
● прогрев трансформатора на ремонтной площадке перед вскрытием
активной части и высоковольтными измерениями;
● высоковольтные измерения при заводской температуре;
● вскрытие активной части трансформатора;
● осмотр и очистка магнитопровода, проверка и восстановление
изоляции доступных стяжных устройств и их подтяжка, проверка заземления;
● осмотр и очистка обмоток и отводов, мелкий ремонт ярмовой изо-
ляции и изоляции отводов, подпрессовка обмоток, проверка доступных паек,
ремонт несущей конструкции отводов обмоток;
● у трансформаторов класса напряжения 150 кВ и выше, имеющих
наружные барьеры на активной части, обязательно снятие барьеров на момент осмотра обмоток;
● отбор проб масла на химический анализ и хроматограф до начала
работ;
● осмотр, проверка и очистка переключателей ответвлений обмоток,
ремонт и подтяжка контактов, проверка паек, перемычек и всех механизмов переключателя РПН;
● осмотр, очистка и ремонт крышки, расширителя, предохрани-
тельных устройств, арматуры, системы охлаждения, термосифонных
фильтров и воздухоосушителя, замена сорбента;
● осмотр, чистка, ремонт вводов, замена масла и испытание вводов
перед установкой на трансформатор;
● осмотр, чистка, ремонт и покраска бака;
● проверка избыточным давлением герметичности маслонаполнен-
ных вводов;
● испытание, очистка и при необходимости смена масла;
● сушка изоляции обмоток активной части и трансформаторов тока,
необходимость сушки определяется по результатам предварительных испытаний;
● проверка защиты и измерительных приборов;
● сборка трансформатора с заменой уплотнений и гидравлические
испытания после ремонта;
● измерения и испытания после капремонта;
● доставка трансформатора на фундамент, монтаж на фундаменте;
● подготовка к включению и включение трансформатора под на-
грузку.
102

4. Эксплуатация и ремонт трансформаторов и автотрансформаторов
4.6.3. Сушка трансформаторов
Контроль изоляции трансформаторов при вводе в эксплуатацию
осуществляется в соответствии с руководящим техническим материалом
«Трансформаторы силовые транспортирование, разгрузка, хранение, монтаж
и ввод в эксплуатацию. РТМ 800.723-80». Контроль после капитального
ремонта осуществляется в соответствии с нормативными документами
«Типовая технологическая инструкция. Трансформаторы напряжением
110–1150 кВ мощностью 80 МВА и более. Капитальный ремонт» и «Объе-
мы и нормы испытаний электрооборудования».
Сушка – ответственная операция, от которой зависит надежность работы трансформатора. Её задачей является сохранение достигнутого при
изготовлении влагосодержания изоляции.
Наиболее качественно сушка проводится в специальных камерах на
ремонтных заводах, центральных ремонтных предприятиях (ЦРП). Сушка
может быть проведена под вакуумом, с помощью воздуходувок или инфракрасного излучения.
Сушка под вакуумом ведется в собственном баке, причем нагрев
проводится потерями в стали бака и магнитопровода, создаваемыми временной обмоткой или токами нулевой последовательности в обмотках.
Сушка трансформатора воздуходувкой является наиболее эффективной.
Такая сушка проводится в специальной камере. Камера выполняется из деревянных рам, утепляется, обшивается внутри листовой сталью с асбестовыми прокладками. Горячий воздух подается снизу, в верхней части камеры предусматривается вытяжное отверстие (рис. 26).
3
2
Рис. 26. Схема сушки трансформатора в камере: 1, 2 – термопары; 3 – задвижка;
4 – камера; 5 – искроуловитель; 6 – нагреватель; 7 – вентилятор
2
1
4
1
5
6
7
Нагрев воздуха осуществляется либо от электронагревателя, либо от
источника пара. Температура воздуха не должна превышать 105 °С.
103

Основы эксплуатации электрооборудования
Периодическое отключение нагревателя ускоряет сушку, поскольку
появляется эффект термодиффузии, т. е. из-за разности температур верхних
и внутренних слоев изоляции, влага удаляется успешнее.
В процессе сушки, которая продолжается несколько десятков часов,
ведется журнал и строится график сушки. Сушка считается законченной,
когда установившееся значение сопротивления изоляции при постоянной
температуре обмотки остается неизменным в течение 6 ч (участок а–б графика, см. рис. 27). После сушки выемная часть погружается в сухое дегазированное масло.
1
2
3
t
ч
Рис. 27. График сушки: 1 – температура воздуха;
2 – температура изоляции; 3 – сопротивление изоляции
Сушка под вакуумом в собственном баке значительно сокращает
время ее проведения. Нагрев при этом методе производится либо специальной временной обмоткой снаружи бака, либо токами нулевой последовательности.
В обоих случаях бак утепляется листовым асбестом или стеклотканью.
Для трансформаторов до 40 МВА укладывается в соответствии
с расчетом и рекомендациями 50–100 витков однофазной обмотки при напряжении 220 В и токе 20–100 А.
Трансформаторы большей мощности сушат трехфазной дополнительной обмоткой при напряжении 380 В и токах 200–800 А. При нагреве
обмоток токами нулевой последовательности их соединяют в зависимости
от схемы обмоток (рис. 28).
Значения токов сушки Iс и напряжения Uc рассчитываются по специальной методике. В качестве источников используются сварочные трансформаторы, включаемые со стороны низшего напряжения (рис. 29).
После окончания подготовительных работ включается подогрев
днища и бака и температура доводится до 100 °С в течение 20–30 ч. После
104

4. Эксплуатация и ремонт трансформаторов и автотрансформаторов
этого создается вакуум 200 мм рт. ст. в течение двух часов, потом снимается
и измеряется количество конденсата. Затем циклы повторяются.
а б
Рис. 28. Схемы временного соединения обмоток для сушки:
а – для 3-фазного трансформатора при соединения обмоток в Ү;
б – для 3-фазного трансформатора при соединении обмоток в Δ
1
3
Рис. 29. Схема присоединения аппаратов при вакуумной сушке
трансформаторов: 1 – бак трансформатора; 2 – охладительная колонка;
3 – фильтр воздуха; 4 – вакуумный насос
2
4 4
В процессе сушки ведется журнал и график. Окончанием сушки считается стабилизация сопротивления изоляция и tgδ при постоянной температуре не менее шести часов. После этого выемная часть охлаждается под
вакуумом до 80–65°С и заливается нагретым до 50–60 °С и подготовленным маслом. После снятия вакуума трансформаторы выдерживаются под
номинальным напряжением 3–5 ч.
Контрольные вопросы
1. Каковы общие подходы к организации эксплуатации и ремонтов
трансформаторов на станциях и электросетевых предприятиях?
2. Каковы допустимые режимы работы трансформаторов по напря-
жению и току?
105

Основы эксплуатации электрооборудования
3. Каким образом осуществляется диагностика состояния трансфор-
маторов?
4. Какие требования предъявляются к трансформаторному маслу
и как организована его эксплуатация?
5. Какие виды ремонтов регламентированы для трансформаторов?
Какова их периодичность?
6. Каким образом осуществляется сушка трансформаторов?
106

5. Особенности построения и эксплуатации оборудования схем электроснабжения собственных нужд …
5. ОСОБЕННОСТИ ПОСТРОЕНИЯ
И ЭКСПЛУАТАЦИИ ОБОРУДОВАНИЯ
СХЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
СОБСТВЕННЫХ НУЖД ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ
5.1. Общие сведения
Надежность электроснабжения собственных нужд электростанций
в значительной степени определяется правильностью решений на стадии
их проектирования, а также организацией их эксплуатации в нормальных
и послеаварийных режимах. На действующих станциях аварии, связанные
с потерей питания собственных нужд, составляют около 25 % их общего
числа на блочных КЭС, более 40 % – на КЭС с поперечными связями,
33 % – на ТЭЦ. Ремонтные режимы схем собственных нужд (СН) в случаях аварий оборудования приводят к их полному погашению почти в 4 раза
чаще, чем в рабочих режимах, в том числе из-за неправильного действия
устройств РЗиА.
Схемы рабочего и резервного питания собственных нужд обеспечивают надежную работу отдельных блоков и всей электростанции, а повреждение любого ее узла приводит к отключению не более одного блока.
Состав электроприемников собственных нужд и потребляемая ими
мощность зависят от типа электростанции (ТЭС или КЭС), вида сжигаемого
топлива, единичной мощности агрегатов и т. д. Ориентировочно максимальная нагрузка собственных нужд пылеугольных ТЭС составляет 8–14 %,
а КЭС – 6−8 % от установленной мощности. На газомазутных ТЭС эта
мощность на 25−30 % меньше.
К настоящему времени при проектировании и эксплуатации электростанций определены общие принципы построения схем электроснабжения
СН, основанные на опыте работы действующих предприятий и выполнении рекомендаций норм технологического проектирования.
Эти принципы сводятся к следующему:
1. Рабочее питание всех видов электроприемников СН, включая
и особо ответственные, осуществляют путем отбора мощности на генераторном напряжении главной электрической схемы с помощью понижающих трансформаторов (реакторов). Последние работают раздельно, чем
107

Основы эксплуатации электрооборудования
достигается ограничение токов КЗ в сети СН и уменьшение влияния КЗ на
сети, подключенные к другим секциям.
2. Для питания электроприемников СН в большинстве случаев используют два уровня напряжения (рис. 30): U1 = 6–10 кВ − для питания
мощных электродвигателей и U2 = 0,4–0,66 кВ − для питания мелких двигателей, электросветильников и прочей нагрузки. При этом применяют
принцип последовательной двухступенчатой трансформации. Лишь для
СН маломощных ГЭС и подстанций оказывается возможным использовать
одно напряжение.
3. Распределительные устройства СН выполняют с одной секционированной системой шин, с одним выключателем на присоединение, с использованием ячеек КРУ.
4. Резервное питание ответственных и неответственных электроприемников СН обеспечивают также отбором мощности от главной электрической схемы при соблюдении такого условия: места присоединения цепей
резервного питания должны быть независимы от мест присоединения цепей рабочего питания. Для особо ответственных потребителей СН предусматривают дополнительный независимый источник энергии.
Рис. 30. К определению расчетной мощности ТСН
В общем случае схему питания СН выбирают на основе техникоэкономических вариантных расчетов (рис. 30). При составлении схем могут варьироваться: значения напряжений
U и 2U ; тип, число и мощность
1
трансформаторов рабочего питания; число, мощность и место присоединения трансформаторов резервного питания. От параметров цепей питания
СН и уровня напряжения зависят значение расчетного тока КЗ, а также
108

5. Особенности построения и эксплуатации оборудования схем электроснабжения собственных нужд …
типы и параметры электрических аппаратов и проводников (кабельной сети).
Уровень напряжения влияет, кроме того, на типы и параметры электроприемников: электродвигателей и электросветильников.
Для электроснабжения СН современных отечественных тепловых
и атомных электростанций применяют, как правило, напряжения 6 и 0,4 кВ,
причем от РУ 6 кВ питают электродвигатели мощностью 200 кВт и более.
При распределении электродвигателей между напряжениями 6 и 0,4 кВ
учитывают, что: а) двигатели мощностью менее 200 кВт на 6 кВ в 1,5−2,3 раза
дороже двигателей на 0,4 кВ (при прочих одинаковых параметрах);
б) применение электродвигателей мощностью более 200 кВт при напряжении 0,4 кВ потребовало бы нерационально больших сечений кабелей.
5.2. Схемы сети 6,3 кВ собственных нужд
Схемы электроснабжения установок СН ТЭС должны проектироваться и эксплуатироваться таким образом, чтобы в различных режимах,
в том числе и аварийных, обеспечивался определенный уровень надежности
работы электростанции. Кроме того, должна быть обеспечена сохранность
основного оборудования электростанций (котлов, турбин, генераторов
и др.) при аварийном останове. Для обеспечения этих условий принимаются
специальные меры. Шины распредустройств 6,3 кВ СН ТЭС секционируются, причем электроснабжение каждой секции осуществляется не менее
чем от двух питающих элементов. Ответственные механизмы (механизмы,
прекращение работы которых вызывает останов котлов или турбин) выполняются парными: один находится в работе, другой – в так называемом
«горячем» резерве, т. е. может быть включен в работу автоматически
в случае отказа первого. Питание электродвигателей таких механизмов
осуществляется, как правило, от разных секций 6,3 кВ СН. Некоторые механизмы оборудуются двухскоростными электродвигателями. Кроме того,
электрические схемы СН ТЭС должны обеспечивать самозапуск электродвигателей СН в аварийных режимах, а для приводов механизмов, обеспечивающих сохранность основного оборудования (маслонасосы смазки
и уплотнения вала турбин, генераторов и т. п.), – наличие питания от независимого источника (дизель-генератора или аккумуляторной батареи)
в режиме полного исчезновения переменного тока на ТЭС.
Необходимая надежность работы СН ТЭС обеспечивается также наличием на всех элементах электрической сети СН устройств РЗиА, отключающих с минимально возможным временем защищаемые элементы при
возникновении в них повреждений. Это предотвращает длительное понижение напряжения во всей сети СН в результате КЗ в элементах сети СН
109

Основы эксплуатации электрооборудования
(электродвигателях, трансформаторах, кабелях), которое может приводить
к затормаживанию неповрежденных электродвигателей и нарушению работы технологического оборудования электростанции. Той же цели служит
автоматическое без дополнительной выдержки времени включение резервного питающего элемента (АВР) при отключении рабочего питающего
элемента в случае повреждения в питающей сети СН, а также при ошибочном или самопроизвольном отключении этого элемента.
5.2.1. Схемы сети 6,3 кВ на блочных электростанциях
На электростанциях с блочной схемой в тепловой и электрической
частях на каждом блоке выполняются две секции СН 6,3 кВ, что позволяет
при соответствующем распределении нагрузок между ними сохранить
блок в работе при повреждении одной секции. В качестве рабочих питающих элементов сети СН 6,3 кВ применяются специальные трансформаторы
собственных нужд (ТСН). В зависимости от вида топлива, на котором
работают ТЭС, наличия или отсутствия генераторных выключателей
(выключателей нагрузки), а также от мощности энергоблока мощность рабочих ТСН изменяется от 10 до 63 МВА. Рабочие ТСН присоединяются
ответвлением к блоку между блочным трансформатором и генератором
или между блочным трансформатором и генераторным выключателем.
Выключатель на ответвлении к ТСН не устанавливается. Для повышения
надежности все рабочие ТСН присоединяются к блоку с помощью закрытых комплектных пофазных токопроводов, что значительно снижает вероятность возникновения многофазных КЗ.
Каждый рабочий ТСН T
питает две секции СН 6,3 кВ, причем
раб
у ТСН мощностью 10 и 16 МВА к обмотке низшего напряжения 6,3 кВ через отдельные выключатели
, называемые выключателями вводов ра-
Q
раб
бочего питания, присоединяются обе секции (рис. 31), а у ТСН мощностью
25–63 МВА, которые выполняются с расщепленной обмоткой НН, вводы
рабочего питания секций СН 6,3 кВ электрически не связаны (рис. 32). Использование ТСН с расщепленными обмотками НН значительно повышает
надежность работы СН энергоблока, так как при КЗ на секции, питающейся от одной обмотки 6,3 кВ, напряжение на другой секции, питающейся от
второй расщепленной обмотки, снижается не более чем на 3−7 %, что
практически предотвращает «опрокидывание» электродвигателей СН, питающихся от этой секции. Это объясняется тем, что параметры схемы замещения трансформатора, обмотка низшего напряжения которого расщеплена на n цепей, равны
2,
ü
ï
ï
ý
ï
ï
þ
xx Kn
=-
B ВН р
x
H2 HНВНр
(1 2 ) ;
xxK
==
110
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]
