С . А. МАНДРЫКИН, А. А. ФИЛАТОВ

ЭКСПЛУАТАЦИЯ И РЕМОНТ ЭЛЕКТРО­ОБОРУДОВАНИЯ СТАНЦИЙ И СЕТЕЙ

ВТОРОЕ ИЗДАНИЕ, ПЕРЕРАБОТАННОЕ И ДОПОЛНЕННОЕ

ББК 31.277.1 М23

УДК621.313/.316.004(075.32)

Рецензенты: К- И. Красавина и Э. С. Саркисов (Мо­сковский энергетический техникум)

Мандрыкин С. А., Филатов А. А.

М23 Эксплуатация и ремонт электрооборудования станций и сетей: Учебник для техникумов. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Энергоатомиздат, 1983.— 344 с, ил. В пер. 75 к.

Описана организация эксплуатации и ремонта электрической час­ти станции, сетей энергосистем. Рассмотрены основные вопросы экс­плуатации и ремонта электрооборудования. Освещены вопросы выпол­нения оперативных переключений и ликвидации аварий. Первое изда­ние вышло в 1975 г. Во втором издании материал переработан в соот­ветствии с новыми ПТЭ и другими директивными материалами.

Для учащихся энергетических техникумов, обучающихся по спе­циальности «Электрические станции, сети и системы», может быть полезен эксплуатационному и ремонтному персоналу энергетических предприятий.

2302040000-376 ББК 31.277.1

М 75-83

051(01)83 6П2.11

СЕРГЕЙ АНДРЕЕВИЧ МАНДРЫКИН, АЛЕКСАНДР АЛЕКСАНДРОВИЧ ФИЛАТОВ ЭКСПЛУАТАЦИЯ И РЕМОНТ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ СТАНЦИЙ И СЕТЕЙ

Редактор издательства И. А. С м о р ч к о в а Технический редактор А. С. Д а в ы д о ва Корректор М. Г. Г у л и н а ИБ № 3252

Сдано в набор 15.12.82. Подписано в печать 04.04.83. Т-08321. Формат 84Х108'/з2. Бумага типографская № 2. Гарнитура литературная. Печать высокая. Усл. печ. л. 18.06. Усл. кр.-отт. 18,27. Уч.-изд. л. 20,09. Тираж 45 000 экз. Заказ № 326. Цена 75 к.

Энергоатомиздат, 113114, Москва, М-114, Шлюзовая наб., 10

В ладимирская типография «Союзполиграфпрома» при Государственном комитете СССР по де.чам издательств, полиграфии и книжной торговли 600000, г. Владимир, Октябрьский проспект, д. 7

© Издательство «Энергия», 1975 © Энергоатомиздат, 1983

Предисловие

Книга представляет собой учебник для учащих­ся энергетических и энергостроительных технику­мов, обучающихся по специальности «Электриче­ские станции, системы и сети».

Дальнейшая электрификация нашей страны требует неуклонного освоения новой техники, улучше­ния организации и повышения качества ремонтных работ, широкого внедрения средств механизации, своевременного производства испытаний, проверок и осмотров эксплуатируемого электрооборудова­ния. Для этого средний технический персонал электрических станций и сетей должен иметь яс­ное представление о современном электрооборудо­вании и режимах его работы, прогрессивных мето­дах обслуживания и ремонта электрооборудова­ния, а также о способах обнаружения развивающихся повреждений и устранения возмож­ных аварий.

Авторы стремились изложить основы эксплуатации электроэнергетических систем, методы раци­онального производства планово-предупредитель­ных ремонтов электрооборудования, некоторые во­просы режимов работы, эксплуатации и ремонта электрооборудования большой мощности. Кратко освещены вопросы эксплуатации и ремонта воздуш­ных и кабельных линий электропередачи, производ­ства переключений и ликвидации аварий в глав­ных схемах и схемах собственных нужд станций и подстанций. Даны практические рекомендации по уходу за основным электрооборудованием.

По сравнению с первым изданием, вышедшим в 1975 г., материал частично переработан и обновлен с учетом требований ПТЭ и других директивных материалов; приведены примеры решения некото­рых задач.

Предполагается, что учащимся техникумов уже известны устройство и принципы действия электро­оборудования. Поэтому к рассмотрению конструк­ций машин, аппаратов и вспомогательных устройств авторы обращались лишь в тех случаях, когда это было необходимо для более четкого понимания осо­бенностей ремонта и ухода за электрооборудова­нием.

Авторы благодарны Э. С. Саркисову и К. И. Кра­савиной за ценные рекомендации и полезные сове­ты, сделанные при рецензировании рукописи.

Замечания и пожелания по книге авторы про­сят направлять по адресу: 113114, Москва, М-114, Шлюзовая наб., 10, Энергоатомиздат.

Авторы

Содержание

1 Глава первая. Организация эксплуатации и ремонта электрооборудования электрических станций и сетей 8

1.1 Особенности энергетического производства 8

1.2 Энергетическая система и организация ее эксплуатации 10

1.3 Производственная структура электростанций и схемы оперативного управления их работой 14

1.4 Производственная структура предприятий электрических сетей и схемы оперативного управления их работой 19

1.5 Централизованное диспетчерское управление энергосистемой 23

1.6 Эффективность объединения энергосистем 25

1.7 Централизованное диспетчерское управление объединенными энергосистемами 26

1.8 Планово – предупредительный ремонт электрооборудования 28

1.9 Производство ремонтных работ и их механизация 34

1.10 Приемка оборудования из ремонта 36

2 Глава вторая. Нагревание электрооборудования 37

2.1 Общие сведения 37

2.2 Установившийся тепловой режим трансформатора 40

2.3 Неустановившийся тепловой режим трансформаторов и турбогенераторов 41

2.4 Методы и средства изменения температуры трансформаторов и электрических машин 46

2.5 Нагревание неизолированных проводников и контактов 49

2.6 Измерение и контроль температуры нагрева контактов 49

2.7 Контроль переходного сопротивления контактов 51

2.8 Уход за контактами 53

3 Глава третья. Особенности конструктивных элементов и узлов генераторов и синхронных компенсаторов 55

3.1 Особенности конструктивного выполнения турбогенераторов 55

3.2 Особенности конструктивного выполнения гидрогенераторов и синхронных компенсаторов 59

3.3 Системы охлаждения 62

3.4 Масляные уплотнения 66

3.5 Схемы маслоснабжения уплотнений 71

3.6 Газовая схема генераторов и синхронных компенсаторов 75

3.7 Схема охлаждения обмоток водой 76

4 Глава четвертая. Эксплуатация генераторов и синхронных компенсаторов 79

4.1 Осмотры и проверки генераторов 79

4.2 Проверка совпадения фаз, синхронизация и набор нагрузки 83

4.3 Нормальные режимы работы генераторов 88

4.4 Допустимые перегрузки генераторов 93

4.5 Несимметричные режимы работы генераторов 94

4.6 Асинхронные режимы работы генераторов 95

4.7 Работа генераторов в режиме синхронных компенсаторов 98

4.8 Перевод генератора с воздуха на водород и с водорода на воздух 99

4.9 Обслуживание системы водяного охлаждения обмоток 102

4.10 Обслуживание щеточных аппаратов 103

4.11 Паразитные тока в валах и подшипниках 105

4.12 Перевод генератора с рабочего возбудителя на резервный и обратно 108

5 Глава пятая. Ремонт генераторов и синхронных компенсаторов 110

5.1 Объем и периодичность ремонта. Подготовка к ремонту 110

5.2 Разборка и сборка генератора 112

5.3 Ремонт статора 119

5.4 Ремонт ротора 121

5.5 Ремонт масляных уплотнений 124

5.6 Ремонт возбудителя 125

5.7 Вибрация электрических машин и ее устранение 127

5.8 Сушка генераторов и синхронных компенсаторов 131

6 Глава шестая. Эксплуатация и ремонт электродвигателей собственных нужд 136

6.1 Назначение электродвигателей собственных нужд и предъявляемые к ним требования 136

6.2 Самозапуск электродвигателей 140

6.3 Допустимые режимы работы двигателей 146

6.4 Надзор и уход за двигателями 148

6.5 Неисправности двигателей и их причины 150

6.6 Ремонт двигателей 152

7 Глава седьмая. Эксплуатация силовых трансформаторов и автотрансформаторов 157

7.1 Особенности конструктивного выполнения 157

7.2 Системы охлаждения и обслуживания охлаждающих устройств 169

7.3 Регулирование напряжения и обслуживание регулирующих устройств 175

7.4 Включение в сеть и контроль за работой 181

7.5 Параллельная работа трансформаторов 185

7.6 Фазировка трансформаторов 193

7.7 Экономический режим работы трансформаторов 195

7.8 Защита трансформаторов от перенапряжений 197

7.9 Эксплуатация трансформаторных масел 198

8 Глава восьмая. Ремонт трансформаторов 210

8.1 Виды и периодичность ремонта 210

8.2 Условия вскрытия трансформаторов для ремонта 211

8.3 Объем работ, выполняемых при капитальном ремонте трансформаторов 110 кВ и выше 212

8.4 Контрольная подсушка и сушка трансформаторов 218

8.5 Нормы испытаний трансформаторов 222

9 Глава девятая. Эксплуатация электрических распределительных устройств 224

9.1 Основные требования к распределительным устройствам и задачи их эксплуатации 224

9.2 Эксплуатация комплектных распределительных устройств 225

9.3 Эксплуатация выключателей 230

9.4 Эксплуатация разъединителей, отделителей и короткозамыкателей 237

9.5 Эксплуатация измерительных трансформаторов и конденсаторов связи 243

9.6 Эксплуатация шин и токопроводов 246

9.7 Эксплуатация реакторов 248

9.8 Эксплуатация блокировки и заземляющих устройств 251

9.9 Эксплуатация установок для приготовления сжатого воздуха и воздухораспределительной сети 255

10 Глава десятая. Ремонт электрооборудования распределительных устройств 260

10.1 Периодичность ремонта и увеличение межремонтного периода 260

10.2 Ремонт воздушных выключателей 262

10.3 Ремонт разъединителей, отделителей и короткозамыкателей 269

10.4 Ремонт разъединителей, отделителей и короткозамыкателей 275

11 Глава одиннадцатая. Эксплуатация вторичных устройств 277

11.1 Щиты управления и вторичные устройства 277

11.2 Обслуживание устройств релейной защиты, электроавтоматики и измерительных приборов 279

11.3 Техническая и оперативная документация 281

11.4 Источники оперативного тока 282

11.5 Аккумуляторные батареи и их обслуживание 284

12 Глава двенадцатая. Эксплуатация и ремонт воздушных линий электропередачи 290

12.1 Приемка воздушных линий в эксплуатацию 290

12.2 Охрана воздушных линий 290

12.3 Способы очистки трасс от зарослей 290

12.4 Периодические и внеочередные осмотры линий 291

12.5 Эксплуатация линейных изоляторов 292

12.6 Эксплуатация линейной арматуры 295

12.7 Эксплуатация и ремонт проводов, тросов и их соединительных зажимов 296

12.8 Эксплуатация опор воздушных линий 298

12.9 Средства защиты линии от грозовых перенапряжений 302

12.10 Меры борьбы с гололедом и вибрацией проводов и тросов 303

12.11 Определение мест повреждений на линиях 6 – 750 кВ 306

13 Глава тринадцатая. Эксплуатация и ремонт силовых кабельных линий 308

13.1 Приемка кабельных линий в эксплуатацию 308

13.2 Надзор за кабельными линиями и организация их охраны 309

13.3 Допустимые нагрузки 310

13.4 Контроль за нагрузкой и нагревом 312

13.5 Коррозия металлических оболочек кабелей и меря защиты от их разрушения 313

13.6 Профилактические испытания 315

13.7 Определение мест повреждений 318

13.8 Ремонт кабелей 320

13.9 Эксплуатация маслонаполненных кабельных линий 321

14 Глава четырнадцатая. Выполнение оперативных переключений в схемах электрических соединений станций и подстанций 324

14.1 Организация и порядок переключений 324

14.2 Переключения в схемах релейной защиты и автоматики 326

14.3 Техника операций с коммутационными аппаратами 326

14.4 Последовательность основных операций 329

14.5 Перевод присоединений с одной шины на другую 330

14.6 Вывод в ремонт системы сборных шин 332

14.7 Переключения при выводе в ремонт выключателей вводе их в работу после ремонта 333

15 Глава пятнадцатая. Ликвидация аварий в электрической части энергосистем 338

15.1 Общие положения по ликвидации аварий 338

15.2 Разделение функций между оперативным персоналом при ликвидации аварий 338

15.3 Самостоятельные действия оперативного персонала станций и подстанций при ликвидации аварий 339

15.4 Ликвидация аварий на понижающих подстанциях 340

15.5 Ликвидация аварий в главной схеме электростанций 342

15.6 Ликвидация аварий в схеме с. н. электростанций 344

15.7 Ликвидация аварий в энергосистемах 345

1. Глава первая. Организация эксплуатации и ремонта электрооборудования электрических станций и сетей

   1. Особенности энергетического производства

Энергетическое производство охватывает широкую совокупность процессов, связанных с использованием энергетических ресурсов, производством и распределением электрической энергии и теплоты. Ведущим звеном энергетического производства является электроэнергетика. Предприятиями, преобразующими энергетические ресурсы и вырабатывающими электрическую энергию и теплоту, являются электрические станции.

В качестве энергетических ресурсов на электростанциях СССР используются угли, торф, горючие сланцы, нефть, природный газ, механическая энергия рек, энергия расщепления атомов химических элементов и др. В зависимости от вида используемой энергии электростанции разделяют на тепловые (конденсационные КЭС и теплоэлектроцентрали ТЭЦ), гидравлические ГЭС и атомные АЭС. Производство электрической энергии в нашей стране базируется главным образом на работе тепловых электростанций1 (вырабатывающих более 80 % электроэнергии) и гидроэлектростанций. Роль атомных электростанций в общем балансе производства электроэнергии резко возрастет в ближайшие годы. На XXVI съезде КПСС отмечалось, что «в 1981 —1985 годах на атомных и гидроэлектростанциях намечено получить более 70 процентов прироста выработки электроэнергии, а в европейской части страны — почти весь прирост ее производства».

Выработанная станциями электрическая энергия передается потребителям по электрической сети. Станции, электроприемники и связывающие их электрические сети участвуют в общем технологическом процессе превращения энергии из одной формы в другую.

Отличительными особенностями электроэнергетического производства являются: совпадение во времени выработки электроэнергии и ее потребления, непрерывность и автоматическое протекание всего технологического процесса; тесная связь электроэнергетических предприятий с промышленностью, транспортом, сельским и коммуналь­ным хозяйством.

Совпадение во времени процессов производства и пот­ребления электрической энергии требует постоянного под­держания равенства между суммарной генерируемой и по­требляемой мощностями. Небаланс между этими величи­нами невозможен. Поэтому выработка электроэнергии в каждый отрезок времени производится в размерах факти­ческого потребления.

Непрерывность технологического процесса приводит к полной зависимости режимов работы всех энергетических установок: вырабатывающих, распределяющих и преобра­зующих электрическую энергию. Такой согласованности между отдельными стадиями процесса нет ни в одной дру­гой отрасли промышленности. На заводах и фабриках по­луфабрикаты и готовую продукцию можно временно на­капливать на складах, уменьшая тем самым зависимость между отдельными звеньями производства. В электроэнер­гетическом производстве нет складов готовой продукции из-за отсутствия достаточно мощных средств ее аккумули­рования. Реализовать электроэнергию можно, только от­пуская ее потребителям, присоединенным к электрической сети. Поэтому всякое изменение режима производства электроэнергии автоматически отражается на ее распреде­лении и дальнейшем преобразовании. В равной мере и из­менение режима потребления практически мгновенно влия­ет на выработку электроэнергии.

Тесная связь электроэнергетических предприятий с пот­ребителями электрической энергии определяет также не­обходимость обеспечения бесперебойности и высокого уров­ня надежности электроснабжения потребителей. Развитие электроэнергетического производства не должно ни при каких обстоятельствах сдерживать развитие других отрас­лей народного хозяйства. Это значит, что темпы его раз­вития должны быть опережающими.