Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Основы эксплуатации электрооборудования. Учебное пособие.pdf
1. Особенности и задачи эксплуатации электростанций
Сроки подачи заявок и сообщений об их разрешении установлены
соответствующей диспетчерской службой. Заявки утверждаются техническим руководителем электростанции или сети.
Испытания, в результате которых может существенно измениться
режим энергосистемы, ОЭС, ЕЭС России, должны быть проведены по рабочей программе, утвержденной техническим руководителем АО-энерго
и согласованной с главным диспетчером ОДУ, ЦДУ ЕЭС России (по оперативной подчиненности).
Рабочие программы других испытаний оборудования энергообъектов
должны быть утверждены техническими руководителями энергообъектов.
Рабочую программу испытаний следует представить на утверждение и согласование не позднее чем за 7 дней до их начала.
Заявки делятся на плановые, соответствующие утвержденному плану
ремонта и отключений, и срочные для проведения непланового и неотложного ремонта. Срочные заявки разрешается подавать в любое время суток
непосредственно диспетчеру, в управлении или ведении которого находится
отключаемое оборудование.
Несмотря на разрешенную заявку, вывод оборудования из работы
и резерва или испытания могут быть выполнены лишь с разрешения начальника смены электростанции или соответствующего диспетчера сетей,
энергосистемы, ОДУ, ЦДУ ЕЭС России непосредственно перед выводом
из работы и резерва оборудования или перед проведением испытаний.
Оборудование считается введенным в работу из ремонта после уведомления эксплуатирующей организацией о завершении ремонтных работ,
включения его в сеть и закрытия оперативной заявки.
Управление работой оборудования каждого цеха электростанций
с поперечными связями осуществляется его оперативным персоналом посменно. Во главе оперативного персонала цеха стоит начальник смены,
подчиняющийся дежурному инженеру станции, который является старшим
оперативным лицом в смене. В свою очередь, дежурный инженер станции
находится в двойном подчинении: в оперативном отношении он подчинен
дежурному диспетчеру энергосистемы, а в административно-техническом –
главному инженеру электростанции.
На электростанциях блочного типа обслуживание электрической части энергоблока, находящейся на блочном щите, производится обученным
персоналом котлотурбинного цеха (старшим машинистом), а переключения в распределительных устройствах осуществляются персоналом электроцеха. При этом обязанности дежурного инженера выполняет начальник
смены электростанции, который координирует действия дежурного персонала, отдавая распоряжения начальникам смены цехов.
31
Основы эксплуатации электрооборудования
Оперативный персонал во время своего дежурства несет ответственность за правильное обслуживание и безаварийную работу оборудования.
Во время дежурства начальник смены электроцеха и дежурные электромонтеры (ДЭМ): производят обходы и осмотры электрооборудования
и производственных помещений; наблюдают за показаниями измерительных
приборов и ведут наиболее экономичный и надежный режим работы оборудования; с разрешения вышестоящего дежурного производят пуск и останов оборудования; готовят рабочие места и производят допуск персонала
к выполнению ремонтных и других видов работ; ведут оперативные переключения в распределительных устройствах и на щите собственных нужд;
под руководством дежурного инженера предупреждают и ликвидируют
аварии на станции. Оперативные переключения ведутся в соответствии
с Инструкцией по переключениям в электроустановках [6].
Основными задачами оперативно-диспетчерского управления при
ликвидации технологических нарушений являются [1]:
● предотвращение развития нарушений, исключение травмирования
персонала и повреждения оборудования, не затронутого технологическим
нарушением;
● быстрое восстановление энергоснабжения потребителей и нор-
мальных параметров отпускаемой потребителям электроэнергии;
● создание наиболее надежных послеаварийной схемы и режима
работы в целом и ее частей;
● выяснение состояния отключившегося и отключенного оборудова-
ния и при возможности включение его в работу и восстановление схемы
сети.
На каждом диспетчерском пункте ОДУ, АО-энерго, щите управления
энергообъекта должны быть местная инструкция по предотвращению
и ликвидации технологических нарушений, которая составляется в соответствии с типовой инструкцией и инструкцией вышестоящего органа оперативно-диспетчерского управления, и планы ликвидации технологических нарушений в тепловых сетях и газовом хозяйстве электростанций
и котельных.
Приемка и сдача смены во время ликвидации технологических нарушений запрещаются.
1.2.5. Техническое обслуживание, ремонт и модернизация
В соответствии с ПТЭЭС на каждом энергообъекте должны быть организованы техническое обслуживание, плановые ремонт и модернизация
оборудования, зданий, сооружений и коммуникаций энергоустановок.
Ответственность за техническое состояние оборудования, зданий
и сооружений, выполнение объемов ремонтных работ, обеспечивающих
32
1. Особенности и задачи эксплуатации электростанций
стабильность установленных показателей эксплуатации, полноту выполнения подготовительных работ, своевременное обеспечение запланированных объемов ремонтных работ запасными частями и материалами, а также
за сроки и качество выполненных ремонтных работ должна быть возложена на руководителей энергообъектов.
Ремонт оборудования выполняется ремонтным персоналом, который
может быть закреплен за данной установкой и находится в ее штате или
входит в состав ремонтных предприятий или организаций.
Границы оперативного и ремонтного обслуживания четко установлены. Как правило, распределение проводится по территориальному признаку и определяется должностными инструкциями и инструкциями по ремонту и уходу для различных видов оборудования.
Ремонт делят на текущий и капитальный. В текущий ремонт входят
смазка, чистка, устранение мелких неисправностей, не требующих разборки
и внутреннего осмотра, выполнение высоковольтных испытаний и замеров
характеристик оборудования.
Капитальный ремонт, как правило, заключается в замене износившихся элементов, с тем чтобы восстановить все качества и показатели
работы, характерные для первоначальной установки оборудования.
Периодически (через год после пуска TГ и не реже чем через шесть
лет в дальнейшем) производится выемка ротора для осмотра бандажей
и клиньев. Через восемь лет после начала эксплуатации осматривается выемная часть трансформаторов для контроля усадки изоляции и отсутствия
деформаций от сквозных КЗ. В некоторых случаях капитальный ремонт
совмещается с реконструкцией оборудования (например, повышается
отключающая способность выключателей, улучшается охлаждение трансформаторов, улучшается изоляция РУ и др.).
Рационально не доводить оборудование до износа, а в плановом
порядке с определенной периодичностью, близкой к началу критического
износа, назначить ремонт.
В энергетике страны в качестве основной формы организации ремонтов принята система планово-предупредительных (профилактических)
ремонтов, призванная обеспечить безотказную работу оборудования
в межремонтный период.
Объем технического обслуживания и планового ремонта должен определяться необходимостью поддержания исправного и работоспособного
состояния оборудования, зданий и сооружений с учетом их фактического
технического состояния. Рекомендуемый перечень и объем работ по техническому обслуживанию и капитальному ремонту оборудования приведены
в Правилах организации технического обслуживания и ремонта оборудования, зданий и сооружений электростанций и сетей (РДПр 34-38-030)
33
Основы эксплуатации электрооборудования
и в Технико-экономических нормативах планово-предупредительного ремонта энергоблоков 150–800 МВт.
На все виды ремонта основного оборудования, зданий и сооружений
электростанций, котельных и сетей должны быть составлены перспективные (пятилетние) и годовые графики.
Графики ремонта оборудования и сооружений, влияющие на изменение объемов производства или условий передачи электрической энергии
и тепла, должны быть утверждены РАО «ЕЭС России» или АО-энерго. На
вспомогательное оборудование составляются годовые и месячные графики
ремонта, утверждаемые техническим руководителем энергообъекта.
Периодичность и продолжительность всех видов ремонта установлены
Правилами организации технического обслуживания и ремонта оборудования, зданий и сооружений электростанций и сетей и нормативнотехническими документами на ремонт данного вида оборудования.
Приемка оборудования, зданий и сооружений из капитального
и среднего ремонта должна производиться комиссией по программе, согласованной с исполнителями и утвержденной техническим руководителем энергообъекта. Состав приемочной комиссии должен быть установлен
приказом по энергообъекту.
Оборудование электростанций, подстанций 35 кВ и выше, прошедшее
капитальный и средний ремонт, подлежит приемо-сдаточным испытаниям под
нагрузкой в течение 48 ч, оборудование тепловых сетей – в течение 24 ч.
Временем окончания капитального (среднего) ремонта является:
● для энергоблоков, паровых турбин ТЭС с поперечными связями,
гидроагрегатов и трансформаторов – время включения генератора (трансформатора) в сеть;
● паровых котлов ТЭС с поперечными связями – время подключения
котла к станционному трубопроводу свежего пара;
● энергоблоков с двухкорпусными котлами (дубль-блоков) – время
включения энергоблока под нагрузку с одним из корпусов котла. При этом
растопка и включение второго корпуса котла должны производиться в соответствии с графиком набора нагрузки энергоблока, если задержка в ремонте не предусмотрена графиком ремонта.
Ремонт всего основного оборудования, входящего в состав энергоблока, должен производиться одновременно.
Энергообъекты, ремонтные и ремонтно-наладочные организации для
своевременного и качественного проведения ремонта необходимо укомплектовать ремонтной документацией, инструментом и средствами производства ремонтных работ.
Энергообъекты должны располагать запасными частями, материалами
и обменным фондом узлов и оборудования для своевременного обеспечения
34
1. Особенности и задачи эксплуатации электростанций
запланированных объемов ремонта. Запасные оборудование и узлы однотипных агрегатов (роторы турбин, турбогенераторов, питательных насосов,
диафрагмы, комплекты турбинных лопаток и обмоток статоров генераторов и др.) должны находиться в централизованном запасе АО-энерго или
РАО «ЕЭС России».
Следует организовать входной контроль поступающих на склад
и учет всех имеющихся на складе, в цехах или на участках энергообъекта
запасных частей, запасного оборудования и материалов; их состояние
и условия хранения должны периодически проверяться.
На базах хранения запасных частей и оборудования должны быть
обеспечены их сохранность и систематическое пополнение. Оборудование,
запасные части, узлы и материалы, сохранность которых нарушается под
действием внешних атмосферных условий, должны храниться в закрытых
складах.
Контрольные вопросы
1. Какова связь отраслевых особенностей энергетического производ-
ства и задач по его эксплуатации?
2. Каковы основные причины снижения эффективности функциони-
рования и развития энергетики России?
3. Каковы основные обязанности электротехнического персонала,
регламентированные согласно ПУЭ и ПТЭ?
4. Какова система управления единой энергетическое системой страны?
5. Каков порядок приемки в эксплуатацию объектов энергетики
и электроэнергетического оборудования?
6. Каким пакетом документов комплектуются объекты, принятые
в эксплуатацию в энергосистему?
7. Каковы общие правила, установленные для подготовки и система-
тического обучения персонала энергетических предприятий?
8. Как организованы техническое обслуживание, ремонт и модерни-
зация электрооборудования на предприятиях отрасли?
35
Основы эксплуатации электрооборудования
Р
Р
Р
Р
2. НАГРУЗКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИСТЕМ
И ВЕДЕНИЕ РЕЖИМА ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ
2.1. Общие сведения о режимах работы энергосистем и графиках нагрузки
Электрическую нагрузку станции во все время ее эксплуатации задают диспетчерские службы энергообъединения. Рекомендации и указания
к ведению режима станции являются результатами решения сложной технико-экономической задачи с учетом множества факторов. Одним из таких
факторов является суммарный график нагрузки потребителей энергосистемы, т. е. графическая зависимость мощностей или токов потребителей от
времени их действия с учетом потерь в сетях и трансформаторах.
Обычно различают графики: суточные (рис. 2, а) и суточные по про-
должительности (рис. 2, в); непрерывные (рис. 2, а, в) и ступенчатые
(рис. 2, б), построенные с определенной дискретностью во времени, а также
по периодам – для рабочих дней, выходных дней, сезонные и т. п.
, о. е.
, о. е.
, о. е.
Р
max
Р
Р
min
0 12 24 t, ч
а
Рис. 2. Графики нагрузок электроустановок: а – суточный непрерывный;
б – суточный ступенчатый; в – суточный по продолжительности
max
cp
0 12 24 t, ч 0 12 24 t, ч
б в
Р
min
На графиках различают характерные величины параметров: минимальные, максимальные и средние. Достаточно условно площади графиков
36
2. Нагрузки электрических систем и ведение режима электростанции
разделяют на базовую, полубазовую и пиковые части. На рис. 2 базовой
является часть графика от нуля до координаты Ρ
до Рср, пиковой – от Рср до Р
max
.
полубазовой – от Р
min,
min
Для графиков потребителей являются характерными следующие величины:
средняя активная мощность за сутки или год:
24
Р
ср.сут
= W
/ 24 =
сут
Р(t)dt / 24
0
или
8760
Р
ср.год
= W
/8760 =
год
P(t)dt / 8760;
0
время использования наибольшей нагрузки за сутки или год:
Т
max
= W
сут
/ Р
max сут
или
Т
max год
= W
год
/ Р
max год
;
коэффициент заполнения графика:
К
= W / Р
зап
·Т = Р
max
ср
/ Р
max
;
коэффициент минимума графика:
К
min
= Р
min
/ Р
max
,
где W – величина потребленной электроэнергии (кВт·ч) за полное время Т
(ч) рассматриваемого периода.
2.2. Особенности графиков нагрузки электростанций
Для графиков работы электростанций характерными являются величины:
время использования установленной мощности:
Ти = W
коэффициент использования установленной мощности:
год
/ Р
уст
;
коэффициент резерва:
где W
– количество выработанной на электростанции электроэнергии
выр
(кВт·ч) за время Т (ч); Р
К
= W
и
К
= Р
рез
– установленная мощность станции (кВт); Р
уст
выр
уст
/ Р
/Р
·Т;
уст
нг max
,
нг max
–
37
Основы эксплуатации электрооборудования
Р
Р
Р
максимальная нагрузка генераторов (кВт). Очевидно, что имеют место
следующие соотношения:
Т
max
Т
= К
= К
и
зап
·Т;
и
·Т;
Ки ≤ К
К
рез
зап
≥ 1.
;
Потребители электроэнергии вследствие целого ряда особенностей
имеют характерные графики нагрузок (рис. 3).
, о. е.
, о. е.
, о. е.
0 12 24 t, ч 0 12 24 t, ч 0 12 24 t, ч
а б в
Рис. 3. Суточные графики нагрузки различных электроустановок:
а – коммунально-бытовая нагрузка; б – односменное предприятие;
в – цветная металлургия
Из рассмотрения приведенных графиков можно увидеть, что наибольшую неравномерность имеют коммунально-бытовые нагрузки, связанные с биологическим ритмом жизни населения, действием электрического транспорта, загрузкой оборудования предприятий и т. д. Поэтому
суммарный график нагрузок энергосистемы имеет тем большую пиковость, чем большую долю составляют указанные потребители.
При соотношении коммунально-бытовой и промышленной нагрузки
1:5 коэффициент минимума достигает значения 0,5, что означает необходимость на 50 % снижать нагрузку электростанций в ночной период.
Представление о напряженности режимов работы оборудования
электростанций дает такой показатель графиков, как скорость изменения
38
2. Нагрузки электрических систем и ведение режима электростанции
активной мощности по времени. Этот показатель обычно выражают в процентах включенной мощности генераторов за минуту. Как видно из графиков, очень большие скорости изменения нагрузок наблюдаются в часы утренних подъемов и достигают величин 0,4–0,5 % в минуту. В некоторых
случаях, в том числе при аварийных сбросах нагрузки, эти скорости могут
составить до 20 % в минуту. При этом понижение минимумов нагрузки
вынуждает значительно разгружать или даже останавливать агрегаты ряда
электростанций в ночное время.
Такие режимы работы для современного мощного оборудования
являются экономически невыгодными, так как в этом случае теряются
преимущества, ради которых проводилось укрупнение мощностей. Повышение максимумов нагрузок при недостаточном количестве в энергосистеме маневренного оборудования приводит к техническим трудностям
в покрытии пиковых частей графиков нагрузок и вытеснению в полупиковую зону станций, ранее покрывавших базисные нагрузки.
В связи с этим возникает необходимость в выравнивании графиков
нагрузки, под которым понимается воздействие на режимы потребления
с целью облегчения ведения режимов электрических станций и повышения
их экономичности. Такое воздействие может быть осуществлено как директивными, так и экономическими методами. Например, введение льготных тарифов на электроэнергию в ночной период может увеличить число
смен и повысить ночной минимум нагрузки энергосистемы. Введение так
называемого летнего и зимнего времени позволяет сместить максимум
промышленной нагрузки относительно осветительно-бытового потребления и получить экономический эффект.
Понизить максимум и скорость нарастания нагрузки можно путем
разнесения начала работы мощных предприятий и использования энергосистемой возможностей мощных потребителей – регуляторов нагрузки.
Значительный эффект в ряде энергосистем дает применение гидроаккуму-
лирующих электростанций, которые являются маневренными пиковыми
мощностями, повышающими ночные минимумы нагрузок в режимах заряда.
В аварийных или кризисных ситуациях приходится прибегать к ограничению потребителей электроэнергии путем ручного или автоматического их отключения от источника питания с учетом ущерба от перерыва
электроснабжения.
В соответствии с положениями, представленными в [1], режим работы
отдельных электростанций должен удовлетворять требованиям надежности и экономичности работы энергосистемы в целом. Поэтому для каждой
электростанции с учетом балансов мощности и энергии, необходимого
резерва, ведения ремонтных работ и ряда других факторов составляются
суточные графики нагрузки.
39
Основы эксплуатации электрооборудования
Графики нагрузки генераторов строят с учетом расхода части мощности на собственные нужды станции. В случае эксплуатации оборудования в переменном режиме величина этой мощности может быть определена по выражению
РСН = (0,4–0,6Рi/Р
уст)РСН max
где Рi – мощность, отдаваемая в систему; Р
генераторов; Р
СН max
– максимальная мощность установок собственных
уст
,
– установленная мощность
нужд.
2.3. Участие различных электростанций
в покрытии графиков нагрузки энергосистем
Нагрузка электрических станций энергосистем слагается из нагрузок
потребителей, потерь мощности в передающих сетях и трансформаторах,
мощности приводов и других потребителей системы собственных нужд.
На рис. 4 показаны характерный график нагрузок энергосистемы сложной
структуры для зимних суток и графики условных электростанций, участвующих в его покрытии.
Приведенный характерный график нагрузок имеет два максимума
и два минимума. Время наступления утреннего пика нагрузок соответствует
примерно 9–11 ч, вечернего – 18–19 ч. Ночной провал нагрузок наступает
обычно в 2–4 ч местного времени. Распределение нагрузки между агрегатами электростанций с учетом ремонтных и аварийных резервов является
сложной технико-экономической задачей, решение которой не рассматривается в данном пособии. Ограничимся вопросами технических возможностей оборудования электростанций различного типа в покрытии суммарного
графика нагрузок.
Наряду с технико-экономическими показателями электростанций
и необходимостью комплексного использования гидроресурсов, определяющими целесообразность их особого режима эксплуатации, существует
понятие маневренных свойств станций как элементов энергосистемы.
Такое понятие подразумевает способность оборудования электростанций
изменять нагрузку в соответствии с текущей потребностью.
Исходя из этих понятий, нагрузку базовой части рассматриваемого
графика нагрузки покрывает часть располагаемой мощности ГЭС, минимальной по условиям судоходства и водоснабжения в данном районе.
Выше расположена зона покрытия мощности агрегатами АЭС,
режим работы которых с постоянной нагрузкой является не только экономически выгодным вследствие малой доли топливной составляющей в из-
40