Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Основы эксплуатации электрооборудования. Учебное пособие.pdf
7. Эксплуатация устройств релейной защиты и электроавтоматики
Операции во вторичных цепях трансформаторов тока и напряжения
(в том числе с испытательными блоками) должны производиться с выво-
дом из действия устройств РЗиА (или отдельных их ступеней), которые по
принципу действия и параметрам настройки (уставкам) могут срабатывать
ложно в процессе выполнения указанных операций.
По окончании работ проверяется исправность и правильность присоединения цепей тока, напряжения и оперативных цепей. Оперативные
цепи РЗиА и цепи управления должны быть проверены, как правило, путем опробования в действии.
Работы в устройствах РЗиА, которые могут вызвать неправильное
отключение защищаемого или других присоединений, а также иные непредусмотренные воздействия на оборудование, действующие устройства
РЗиА, производятся по разрешенной заявке, учитывающей эти возможности.
Оперативный персонал должен осуществлять:
● контроль правильности положения переключающих устройств на
панелях и шкафах РЗиА, крышек испытательных блоков;
● контроль исправности предохранителей или автоматических вы-
ключателей в цепях управления и защит;
● контроль работы устройств РЗиА по показаниям имеющихся на ап-
паратах и панелях (шкафах) устройств внешней сигнализации и приборов;
● опробование выключателей и прочих аппаратов;
● обмен сигналами высокочастотных защит;
● измерение контролируемых параметров устройств высокочастот-
ного телеотключения, низкочастотной аппаратуры каналов автоматики,
высокочастотной аппаратуры противоаварийной автоматики;
● измерение тока небаланса в защите шин и устройства контроля
изоляции вводов;
● измерение напряжения небалансов в разомкнутом треугольнике
трансформатора напряжения;
● опробование устройств автоматического повторного включения,
автоматического включения резерва и фиксирующих приборов;
● завод часов автоматических осциллографов и т. п.
Периодичность контроля и опробования, перечень аппаратов и устройств, подлежащих опробованию, порядок операций при нем, а также порядок действий персонала при выявлении отклонений от норм установлены местными инструкциями.
Персонал служб РЗиА организаций, эксплуатирующих электрические сети, и электротехнических лабораторий электростанций периодически
осматривает все панели и пульты управления, панели релейной защиты,
электроавтоматики, сигнализации, обращая особое внимание на правильность положения переключающих устройств (рубильников, ключей управ-
151
Основы эксплуатации электрооборудования
ления, накладок и пр.) и крышек испытательных блоков и соответствие их
положения схемам и режимам работы электрооборудования.
Периодичность осмотров устанавливается руководством энергообъекта. Независимо от периодических осмотров персоналом службы РЗиА
оперативно-диспетчерский персонал несет ответственность за правильное
положение тех элементов РЗиА, с которыми ему разрешено выполнять
операции.
Устройства РЗиА и вторичные цепи проверяют и опробуют в объеме
и в сроки, указанные в действующих правилах и инструкциях.
После неправильного срабатывания или отказа срабатывания этих
устройств проводят дополнительные (послеаварийные) проверки.
Провода, присоединенные к сборкам (рядам) зажимов, имеют маркировку, соответствующую схемам. Контрольные кабели маркируют
на концах, в местах разветвления и пересечения потоков кабелей, при проходе их через стены, потолки и пр. Концы свободных жил контрольных
кабелей должны быть изолированы.
При устранении повреждений контрольных кабелей с металлической
оболочкой или их наращивании соединение жил осуществляют с установкой герметичных муфт или с помощью предназначенных для этого коробок. Указанные муфты и коробки должны быть зарегистрированы.
Кабели с поливинилхлоридной и резиновой оболочкой соединяют,
как правило, с помощью эпоксидных соединительных муфт или на переходных рядах зажимов. На каждые 50 м одного кабеля в среднем должно
быть не более одного из указанных выше соединений.
При применении контрольных кабелей с изоляцией жил, подверженной разрушению под воздействием воздуха, света и масла, на участках жил
от зажимов до концевых разделок используют дополнительное покрытие,
препятствующее этому разрушению.
Вторичные обмотки трансформаторов тока должны быть всегда
замкнуты на реле и приборы или закорочены, а вторичные цепи трансформаторов тока, напряжения и вторичные обмотки фильтров присоединения
ВЧ каналов – заземлены.
Установленные на электростанциях и подстанциях самопишущие
приборы с автоматическим ускорением записи в аварийных режимах, автоматические осциллографы, в том числе их устройства пуска, фиксирующие приборы (амперметры, вольтметры и омметры) и другие устройства,
используемые для анализа работы устройства РЗиА и определения места
повреждения на линиях электропередачи, должны быть всегда готовы
к действию. Ввод и вывод из работы указанных устройств осуществляется
по заявке.
152
7. Эксплуатация устройств релейной защиты и электроавтоматики
В цепях оперативного тока должна быть обеспечена селективность
действия аппаратов защиты (предохранителей и автоматических выключателей).
Автоматические выключатели, колодки предохранителей имеют
маркировку с указанием назначения и тока.
Для выполнения оперативным персоналом на панелях в шкафах устройств РЗиА переключений с помощью ключей, накладок, испытательных
блоков и других приспособлений применяют таблицы положения указанных переключающих устройств для используемых режимов или другие наглядные методы контроля, а также программы для сложных переключений. Об операциях по этим переключениям делают запись в оперативный журнал.
На щитах управления электростанций и подстанций, а также на панелях и шкафах переключающие устройства в цепях РЗиА должны быть
расположены наглядно, а однотипные операции с ними производятся одинаково.
Контрольные вопросы
1. Какие регламентные требования предъявляются к устройствам
РЗиА в электроустановках станций и подстанций?
2. Как организовано техническое обслуживание, настройка и изме-
нение параметров комплектов РЗиА?
3. Какие основные функции возложены на оперативный персонал
при обслуживании аппаратуры РЗиА?
153
Основы эксплуатации электрооборудования
8. ЭКСПЛУАТАЦИЯ
РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ
8.1. Основные принципы эксплуатации распределительных устройств
Распределительные устройства (РУ) станций и подстанций представляют собой комплекс сооружений и оборудования, предназначенный для
приема и распределения электрической энергии. Как известно, они выполняются открытыми (ОРУ) либо закрытыми (ЗРУ). Широкое распространение
получили комплектные распределительные устройства (КРУ), имеющие
ряд преимуществ и прежде всего высокую степень заводской готовности.
Особое место на электростанциях занимают распределительные устройства
собственных нужд (РУСН) 6 и 0,4 кВ.
К оборудованию и помещениям РУ всех уровней напряжений предъявляются следующие основные требования:
● оборудование РУ по своим каталожным данным должно соответ-
ствовать условиям работы в нормальном режиме и при коротком замыкании;
● изоляция оборудования должна выдерживать возможные повыше-
ния напряжения при атмосферных и коммутационных перенапряжениях;
● все оборудование должно надежно работать при допустимых пере-
грузках;
● помещения РУ должны быть безопасны и удобны при обслужива-
нии оборудования персоналом при всех возможных режимах работы,
а также при ремонте;
● в помещениях РУ должны находиться инвентарь и средства ту-
шения пожара. Окна в закрытых РУ должны быть надежно закрыты, проемы и отверстия заделаны для исключения попадания внутрь животных
и птиц, присутствие которых приводит к замыканиям токоведущих частей;
● температурный режим и влажность воздуха в помещениям за-
крытых РУ и КРУ должны препятствовать выпадению росы и перекрытию
изоляции. В закрытых РУ температура не должна превышать 40°С за счет
вентиляции помещений.
В соответствии с указанными требованиями задачами эксплуатации
РУ являются:
● обеспечение соответствия режимов работы РУ и отдельных цепей
техническим характеристикам оборудования;
154
8. Эксплуатация распределительных устройств
● надзор и уход за оборудованием и помещениями РУ;
● устранение неисправностей, развитие которых может привести
к авариям;
● своевременное проведение профилактических испытаний и ремонтов.
Естественный рост нагрузки потребителей часто приводит к несоответствию уровней нормальных и аварийных токов пропускной способности
ЛЭП и токоведущих частей, коммутационных аппаратов. Проверка такого
соответствия проводится путем контроля максимальных нагрузок потребителей, а также путем пересчета уровней токов в системе при ее развитии.
В случае появления несоответствий проводится модернизация оборудования или замена на оборудование, имеющее более высокие параметры.
Применяются также меры ограничения токов КЗ, такие как автоматическое деление сетей, установка реакторов, изменение схем и т. д.
При обслуживании РУ классом напряжения 330 кВ и выше принимаются специальные меры для защиты персонала от воздействия электромагнитного поля. Воздействие поля на человека зависит от напряженности
поля и длительности пребывания в нем. Воздействие разрядов зависит от
энергии разряда, увеличивающегося с ростом напряженности электрического поля. Разряды особенно опасны при работе на высоте, поскольку
вызывают непроизвольную реакцию человека. Изложенное относится
к пространству, где напряженность электрического поля превышает 5 кВ/м
(зона влияния). Работы в зоне влияния выполняются, как правило, с применением средств биозащиты, устроенных в виде защитных экранов, либо
специальной экранирующей одежды.
Электрооборудование должно иметь изоляцию, соответствующую
номинальному напряжению, что обеспечивает надежность эксплуатации.
Однако в условиях ее загрязнения уносами некоторых предприятий,
а иногда и самой электростанции возникают дополнительные трудности
эксплуатации оборудования. Большинство загрязняющих веществ в сухом
виде незначительно влияют на разрядные характеристики изоляции, но при
воздействии атмосферных осадков они увлажняются и становятся токопроводящими. Повышение надежности изоляции в условиях загрязнения
достигается применением специальных грязестойких изоляторов, проектированием РУ с учетом загрязнений, применением в эксплуатации специальных мер по снижению влияния загрязнений и по очистке изоляции.
В эксплуатации основным методом очистки изоляции является протирка ручным способом, очистка пылесосами и обмыв водой под давлением.
В некоторых установках для обеспечения бесперебойности электроснабжения потребителей указанные операции производятся под напряжением
с принятием специальных мер, обеспечивающих безопасность персонала.
На ОРУ применяется также обработка поверхности изоляторов гидрофоб-
155
Основы эксплуатации электрооборудования
ными пастами, которые обладают водоотталкивающими свойствами и не
позволяют образовываться сплошной водяной пленке на поверхности изоляторов.
Для наложения заземлений в РУ напряжением 3 кВ и выше, как правило, применяются стационарные заземляющие ножи. В действующих
электроустановках, в которых заземляющие ножи не могут быть установлены по условиям компоновки или конструкции, заземление осуществляется с помощью переносных заземлителей.
Рукоятки приводов заземляющих ножей окрашены в красный цвет,
а заземляющие ножи, как правило, – в черный.
На дверях и внутренних стенках камер ЗРУ, оборудовании ОРУ, наружных и внутренних лицевых частях КРУ, сборках, а также на лицевой
и оборотной сторонах панелей щитов выполнены надписи, указывающие
назначение присоединений и их диспетчерское наименование.
На дверях РУ нанесены предупреждающие знаки в соответствии
с требованиями Правил применения и испытания средств защиты, используемых в электроустановках.
На предохранительных щитках и (или) у предохранителей присоединений присутствуют надписи, указывающие номинальный ток плавкой
вставки.
На металлических частях корпусов оборудования обозначена расцветка фаз.
При обнаружении утечек сжатого воздуха у отключенных воздушных выключателей прекращение подачи в них сжатого воздуха производят
только после снятия напряжения с выключателей с разборкой схемы разъединителями.
Выключатели и их приводы оборудованы указателями отключенного
и включенного положений.
На выключателях со встроенным приводом или с приводом, расположенным в непосредственной близости от выключателя и не отделенным
от него сплошным непрозрачным ограждением (стенкой), допускается установка одного указателя − на выключателе или на приводе. На выключателях, наружные контакты которых ясно указывают включенное положение, наличие указателя на встроенном или не отгороженном стенкой приводе необязательно.
Приводы разъединителей, заземляющих ножей, отделителей, короткозамыкателей и других аппаратов, отделенных от аппаратов стенкой,
имеют указатели отключенного и включенного положений [1].
Важное место в эксплуатации РУ занимает диагностика состояния
контактных соединений с помощью стационарных или переносных индикаторов по их нагреву. Контроль осуществляется по графику.
156
8. Эксплуатация распределительных устройств
Переносным средством являются термосвечи. В комплект термосвечей входят по одной свече из парафина, из парафина с воском, из сплава
канифоли и две свечи из сплава свинца, висмута и олова (различного
состава). Температуры плавления этих свечей составляют 50–55, 70–80,
90–100, 120–130 и 150–160 °С соответственно.
Свеча закрепляется на изолирующей штанге и прижимается к месту
измерения, о температуре судят по оплавлению свечи. Применяется также
электротермометр, в котором используется терморезистор, включенный
в схему измерительного моста, и микроамперметр с пределом измерения
150 °С. Контакт терморезистора с нагретой поверхностью осуществляется
с помощью штанги.
В последние годы для контроля нагрева токоведущих частей и контактных соединений применяют инфракрасные тепловизионные приборы,
термоиндикаторы (пирометры) и тепловизоры, позволяющие с точностью
до 0,1 оС дистанционно определить температуру. Термоиндикаторы по инфракрасному излучению определяют среднюю температуру обследуемой
зоны. Тепловизор дает детальную температурную картину обследуемой
зоны на экране и в цифровом виде.
Порядок проведения тепловизионного контроля и нормативы приведены в «Объемах и нормах испытаний электрооборудования».
При тепловизионном контроле электрооборудования и ВЛ следует
применять тепловизоры с разрешающей способностью не хуже 0,1 °С
и предпочтительно со спектральным диапазоном 8−12 мм.
Оценка теплового состояния электрооборудования и токоведущих
частей в зависимости от условий их работы и конструкции может осуществляться по: нормированным температурам нагрева (превышениям температуры); избыточной температуре; коэффициенту дефектности; динамике изменения температуры во времени, с изменением нагрузки, а также путем сравнения измеренных значений температуры в пределах фазы, между
фазами, с заведомо исправными участками и т. п.
Применение пирометрических приборов допускается при контроле
теплового состояния контактных соединений ошиновки электроустановок
0,4−35 кВ и щеточных аппаратов вращающихся машин. При этом должно
обращаться внимание на правильность выбора угла визирования пирометрического прибора.
Предельные значения температуры нагрева и ее превышения приведены в [13].
Для контактов и болтовых контактных соединений (КС) нормативами [13] следует пользоваться при токах нагрузки (0,6−1,0)I
после соот-
ном
ветствующего пересчета.
157
Основы эксплуатации электрооборудования
Пересчет превышения измеренного значения температуры к нормированному осуществляется исходя из соотношения
где ΔT
ΔT
– превышение температуры при I
ном
ном
/ ΔT
раб
= (I
ном
/ I
ном
)2,
раб
; ΔT
– то же при I
раб
раб
.
Тепловизионный контроль электрооборудования и токоведущих частей
при токах нагрузки 0,3I
и ниже не способствует выявлению дефектов на
ном
ранней стадии их развития.
Для контактов и болтовых КС при токах нагрузки (0,3–0,6)I
оцен-
ном
ка их состояния проводится по избыточной температуре. В качестве норматива используется значение температуры, пересчитанное на 0,5I
ном
.
Для пересчета используется соотношение
где ΔT
ΔT
– избыточная температура при токе нагрузки 0,5I
0,5
0,5
/ ΔT
= (0,5I
раб
ном
/ I
раб
)2,
ном
.
При оценке состояния контактов и болтовых КС по избыточной температуре и токе нагрузки 0,5I
различают следующие области по степени
ном
неисправности:
● Избыточная температура составляет 5–10 °С.
Начальную степень неисправности следует держать под контролем
и принимать меры по ее устранению во время проведения ремонта, запланированного по графику.
● Избыточная температура – 10–30 °С.
При развившемся дефекте следует принять меры по устранению неисправности при ближайшем выводе электрооборудования из работы.
● Избыточная температура – более 30 °С.
Аварийный дефект требует немедленного устранения.
Оценку состояния сварных и выполненных обжатием КС рекомендуется производить по избыточной температуре или коэффициенту дефектности.
Из стационарных термоиндикаторов многократного действия распространены термопленочные и термокрасочные покрытия, которые
меняют свой цвет при изменении температуры.
Поскольку термокраски меняют свой цвет необратимо, их применяют в установках без постоянного дежурного персонала. Используют
также термоуказатели семафорного типа, представляющие собой конструкцию из двух звеньев медной проволоки, спаянных легкоплавким припоем и зажатых под болт шины или ошиновки. При воздействии температуры выше расчетной припой расплавляется, а верхнее звено указателя
с флажком падает, сигнализируя о перегреве.
При эксплуатации РУ в работе должны постоянно находиться все
секции и системы шин (кроме обходной), а также все электрооборудова-
158
8. Эксплуатация распределительных устройств
ние, кроме резервного. Основным состоянием схемы является нормальное,
при котором она работает постоянно. Такое состояние определяется наименьшим ущербом в случае повреждения какого-либо участка, недопущения перегрузки оборудования, ограничения токов КЗ и т. п. Нормальная
схема должна обеспечивать возможно большую надежность и экономичность электроснабжения. В большинстве случаев это обеспечивается равномерным распределением присоединений между рабочими шинами или
секциями. В случае повреждения части РУ за счет коммутации секционных или междушинных выключателей удается сохранить в работе часть
установки и электроснабжение потребителей, а в последующем за счет
действия АВР и восстановить питание другим путем.
Обходная система шин используется только при выводе в ремонт
выключателей, однако иногда ее ставят под напряжение для контроля исправности.
Без напряжения находятся резервные силовые трансформаторы,
а также оборудование собственных нужд, автоматически включаемое в работу в случае необходимости.
Персонал, обслуживающий РУ, располагает схемами и указаниями
по допустимым режимам работы электрооборудования в нормальных
и аварийных условиях.
Осмотр оборудования РУ без отключения от сети организован [1]:
на объектах с постоянным дежурством персонала: не реже одного
раза в сутки; в темное время суток для выявления разрядов, коронирования – не реже одного раза в месяц;
на объектах без постоянного дежурства персонала – не реже одного
раза в месяц, а в трансформаторных и распределительных пунктах – не реже
одного раза в шесть месяцев.
При неблагоприятной погоде (сильный туман, мокрый снег, гололед
и т. п.) или усиленном загрязнении на ОРУ, а также после отключения
оборудования при коротком замыкании организовывают дополнительные
осмотры.
О всех замеченных неисправностях производят записи и ставят в известность вышестоящий оперативно-диспетчерский и инженерно-технический
персонал.
Неисправности следует устранять в кратчайший срок.
Внешний осмотр токопроводов проводят на электростанциях ежедневно. При изменении окраски оболочки токопровод отключают.
Ремонты РУ проводят согласно требованиям ПТЭЭС. Первый текущий и средний ремонт оборудования РУ должен производиться в сроки,
указанные в технической документации заводов-изготовителей. Периодичность последующих средних ремонтов может быть изменена, исходя из
159
Основы эксплуатации электрооборудования
опыта эксплуатации. Изменение периодичности ремонтов по присоединениям, находящимся в ведении диспетчера энергосистемы, осуществляется
решением технического руководителя АО-энерго, а по остальным присоединениям − решением технического руководителя энергообъекта.
Текущий ремонт оборудования РУ, а также проверки его действия
(опробование) осуществляют по мере необходимости в сроки, установленные техническим руководителем энергообъекта.
После исчерпания ресурса производят средний ремонт оборудования
РУ независимо от продолжительности его эксплуатации. Испытания электрооборудования РУ организуют в соответствии с РД «Объемы и нормы
испытаний электрооборудования».
8.2. Особенности эксплуатации элегазовых распределительных устройств
Элегаз − нетоксичное, стойкое, химически инертное, негорючее соединение шестифтористой серы SF6, не имеющее цвета, запаха и вкуса.
Электрическая прочность элегаза примерно в 2,5 раза выше электрической
прочности воздуха и при избыточном давлении 0,25 МПа превышает
прочность трансформаторного масла. Высокая электрическая прочность
элегаза объясняется его электроотрицательными свойствами. В аппаратах
высокого и сверхвысокого напряжений элегаз как изолирующая среда используется при давлении 0,15–0,6 МПа. При этом обеспечивается необходимая электрическая прочность межэлектродных промежутков. Чем выше
давление, тем больше электрическая прочность элегазовго промежутка
и компактнее оборудование РУ. Однако при низких температурах и высоком
давлении элегаз конденсируется и теряет свою диэлектрическую способность
(температура плавления при давлении 0,227 МПа составляет –50,8 °С).
Элегазовые распределительные устройства в общем случае разделяются на элегазовые РУ наружного и внутреннего исполнения. Оборудование внешнего исполнения оснащается устройствами подогрева элегаза для
поддержания необходимой температуры в период пиковых морозов. Оборудование внутреннего исполнения системой подогрева не оснащается, так
как предполагается, что обогрев осуществляется непосредственно внутри
помещения РУ.
Эксплуатация элегазового оборудования должна вестись с учетом
физико-химических свойств элегаза. Элегаз − газ без цвета и запаха, в пять
раз тяжелее воздуха, не токсичен, не горюч, не поддерживает горения, не
взрывоопасен, не образует взрывоопасных смесей, является химически
инертным соединением, физиологически безвреден.
160