Тема 1.3. Организация и проведение эксплуатации электрооборудования электрических сетей.

Основные части конструкции трансформатора

В практичной конструкции трансформатора производитель выбирает между двумя различными базовыми концепциями:

Стержневой

Броневой

Любая из этих концепций не влияет на эксплуатационные характеристики или эксплуатационную надёжность трансформатора, но имеются существенные различия в процессе их изготовления. Каждый производитель выбирает концепцию, которую он считает наиболее удобной с точки зрения изготовления, и стремится к применению этой концепции на всём объёме производства.

В то время как обмотки стержневого типа заключают в себе сердечник, сердечник броневого типа заключает в себе обмотки. Если смотреть на активный компонент (т.e. сердечник с обмотками) стержневого типа, обмотки хорошо видны, но они скрывают за собой стержни магнитной системы сердечника. Видно только верхнее и нижнее ярмо сердечника. В конструкции броневого типа сердечник скрывает в себе основную часть обмоток.

Ещё одно отличие состоит в том, что ось обмоток стержневого типа, как правило, имеет вертикальное положение, в то время как в броневой конструкции она может быть горизонтальной или вертикальной.

Основными частями конструкции трансформатора являются:

магнитная система (магнитопровод)

обмотки

система охлаждения

Системы охлаждения трансформаторов и автотрансформаторов:

Сухие трансформаторы С – естественное воздушное охлаждение при открытом исполнении; СЗ – естественное воздушное охлаждение при защищенном исполнении; СГ - естественное воздушное охлаждение при герметическом исполнении; СД - естественное воздушное охлаждение с принудительной циркуляцией воздуха (с воздушным дутьем).

Масляные трансформаторы М – естественная циркуляция воздуха и масла; Д – принудительная циркуляция воздуха и естественная циркуляция масла; МЦ – естественная циркуляция воздуха и принудительная циркуляция масла с ненаправленным потоком масла; НМЦ – естественная циркуляция воздуха и принудительная циркуляция масла с направленным потоком масла; ДЦ - принудительная циркуляция воздуха и масла с ненаправленным потоком масла; НДЦ - принудительная циркуляция воздуха и масла с направленным потоком масла; Ц - принудительная циркуляция воды и масла с направленным потоком масла.

Трансформаторы с негорючим жидким диэлектриком Н – естественное охлаждение негорючим жидким диэлектриком; НД - охлаждение негорючим жидким диэлектриком с принудительной циркуляцией воздуха; ННД – охлаждение негорючим жидким диэлектриком с принудительной циркуляцией воздуха и направленным потоком жидкого диэлектрика.

Требования по безопасности труда.

1 Запрещено подниматься на верхнюю крышку работающего трансформатора.

2 При осмотре трансформатора запрещается приближаться к токоведущим частям на расстояние, менее 1 м.

3 Запрещается производить подтяжку резиновых уплотнений для устранения течи масла на работающем трансформаторе.

4 Запрещается применять этилированный бензин для промывки запасных частей и оборудования.

5 Запрещается вытирать оборудование влажной ветошью.

6 Запрещается пользоваться неисправным инструментом, приспособлениями и защитными средствами.

7 Для выполнения работ внутри баков трансформатора допускаются только специально подготовленные рабочие и специалисты, хорошо знающие пути перемещения, исключающие падение и травмирование во время выполнения работ или осмотров активной части. Спецодежда работающих должна быть чистой и удобной для передвижения, не иметь металлических застёжек, защищать тело от перегрева и загрязнения маслом. Работать внутри трансформатора следует в защитной каске, перчатках и резиновых сапогах.

8 Перед проникновением внутрь трансформатора следует убедиться в том, что из бака полностью удалены азот или другие газы, а также выполнена достаточная вентиляция бака с кислородосодержанием воздуха в баке не менее 20%.

Работа должна производиться по наряду тремя работниками, двое из которых – страхующие. Они должны находиться у смотрового люка или, если его нет, у отверстия для установки ввода с канатом от лямочного предохранительного пояса работника, работающего внутри трансформатора, с которым должна поддерживаться постоянная связь. При необходимости работник, выполняющий работы внутри трансформатора, должен быть обеспечен шланговым противогазом. Производитель работ при этом должен иметь группу 1У.

9 В процессе слива и залива трансформаторного масла в силовые трансформаторы напряжением 110кв и выше вводы трансформаторов должны быть заземлены во избежание появления на них электростатического заряда.

Режимы работы трансформаторов и автотрансформаторов

Нормальные режимы

Нормальными режимами работы считаются такие, на которые рассчитан трансформатор и при которых он может длительно работать при допустимых стандартами или техническими условиями отклонениях основных параметров (напряжение, ток, частота, температура отдельных элементов) и нормальных условиях работы (климат, высота установки над уровнем моря). Номинальные значения основных параметров трансформатора указаны на его щитке и в паспорте.

Нагрузочные режимы трансформаторов

В зависимости от характера суточного или годового графика нагрузки и температуры охлаждающей среды допускаются систематические и аварийные перегрузки трансформатора. Допустимые систематические перегрузки превышают номинальную нагрузку трансформатора, однако они не вызывают сокращение срока его службы, так как при этом износ витковой изоляции не превышает нормального. Допустимые аварийные перегрузки трансформатора вызывают повышенный, в сравнении с нормальным, износ витковой изоляции, что может привести к сокращению установленного срока службы трансформатора, если повышенный износ со временем не будет компенсирован нагрузкой с износом витковой изоляции ниже нормального. Значения и длительность допустимых систематических и аварийных перегрузок определяются для прямоугольного двухступенчатого или многоступенчатого графика нагрузки, в которые должны быть преобразованы фактические графики нагрузок согласно с ГОСТ 14209 – 97, а для сухих трансформаторов – согласно с ДСТУ 2767 – 94. Параметры реального графика нагрузки определяются по данным измерительных приборов, которыми оснащен трансформатор. Нагрузка трансформатора сверх его номинальной мощности допускается только при исправной и полностью включенной системе охлаждения трансформатора.

Аварийные режимы

Аварийными режимами работы считаются такие режимы, при которых они не могут находиться в работе длительное время, поскольку отклонение даже одного из основных его параметров от номинального значения при достаточной длительности создает угрозу повреждения или разрушения частей трансформатора.

При оперативных переключениях и внезапном снижении нагрузки повышение напряжения на трансформаторах в зависимости от длительности не должно превышать значений, приведенных в таблице.

Количество превышений напряжения длительностью более 20 мин. не должно быть более 50 в течение года. Количество превышений напряжения длительностью 20 сек. не должно быть более 100 за срок службы трансформатора, установленный согласно ГОСТ 11677 – 85. При этом количество превышений напряжения не должно быть более 15 на протяжении одного года и более двух - на протяжении суток. Промежуток времени между двумя превышениями напряжения длительностью 20 сек. и 20 мин. должен быть не менее одного часа. Если превышение напряжения длительностью 20 мин. произошло дважды (с часовым интервалом), то третий раз такое превышение допустимо только в аварийной ситуации и не ранее, чем через 4 часа. В случаях, когда по условиям работы трансформатора не может быть обеспечено ограничение указанных выше допустимых значений превышений напряжения или длительность их воздействия, необходимо выполнить защиту от повышения напряжения. Наибольшая продолжительность допустимого значения короткого замыкания на вводах трансформатора: при замыкании на стороне НН (U ном. 35кВ) - не более 4 сек., а при замыкании на сторонах ВН, СН и НН (U ном 110 кВ) - не более 3 сек.

Обслуживание электродвигателей

Постоянный надзор за работой электродвигателей должен осуществляться дежурным персоналом технологического цеха, обслуживающим механизмы. Кроме этого, состояние и режим работы электродвигателей должен контролировать дежурный персонал электрического цеха путем периодических по графику обходов и осмотров всех как работающих, так и находящихся в резерве электродвигателей. Независимо от этого все электродвигатели напряжением выше 1000В не реже 2 раз в месяц, а остальные 1 раз в месяц должны подвергаться осмотру мастером по ремонту.

Внеочередные осмотры электродвигателей необходимо производить при отключении их защитой и резком изменении климатических условий (для агрегатов наружной установки) и режима работы.

Электродвигатели, длительно находящиеся в резерве, и автоматические устройства включения резерва должны осматриваться и опробоваться вместе с механизмами по утвержденному техническим руководителем электростанции графику, но не реже 1 раза в месяц.

Во время работы электродвигателя дежурный персонал технологических цехов обязан:

Осуществлять регулирование нагрузки электродвигателей в допустимых пределах в зависимости от режима работы котла, турбины и другого оборудования электростанции, следя за тем, чтобы токи статора (ротора) не превышали номинальных значений. При отсутствии амперметров, контролировать температуру нагрева электродвигателя непосредственно прикосновением к корпусу рукой. При превышении допустимых пределов по величине тока или нагреву необходимо разгрузить агрегат и принять меры к выяснению причины перегрузки.

Контролировать нагрев и вибрацию подшипников. Если на ощупь будет обнаружено повышение температуры или вибрации подшипника, то необходимо провести контрольное измерение посредством переносного прибора (при отсутствии стационарных приборов).

Контролировать уровень масла в электродвигателях с кольцевой смазкой подшипников. Камеры подшипников скольжения должны быть заполнены маслом до отметки на указателе уровня масла или, если нет отметки, до середины маслоуказателъного стекла на подшипнике. При необходимости произвести доливку масла рекомендуемой заводом-изготовителем марки (Т22, Т30, Тп30 или иное). Частая доливка (чаще 1 раза в месяц) свидетельствует о его утечке. Особенно опасна утечка масла внутрь корпуса электродвигателя, поскольку это может вызвать разъедание покровных, лаков и снижение сопротивления изоляции обмотки статора.

Последовательность пуска и остановки

Включение электродвигателя в работу производится дежурным персоналом технологического цеха, обслуживающим данный механизм. О предстоящем пуске мощного или ответственного электродвигателя, находящегося в длительном резерве (более 1 мес) или после ремонта, персонал цеха, обслуживающий пускаемый механизм должен поставить в известность персонал электрического цеха, который обязан выполнить предпусковые операции по пункту 4.9. Исключение составляют пуски, связанные с ликвидацией аварийного положения, и пуски электродвигателей, включающихся по АВР.

При местном включении электродвигателя его ключ управления (кнопку) следует держать в положении «Включить» до момента разворота электродвигателя.

При дистанционном включении электродвигателя его ключ управления (виртуальный ключ на видео кадре технологической схемы пускаемого агрегата) следует держать в положении «Включить» до момента, когда сработает сигнализация, указывающая на окончание выполняемой операции (загорание сигнальной лампы, светового табло и пр.).

По месту установки электродвигателя необходимо вести наблюдение за режимом пуска. Наблюдающее лицо технологического цеха должно проконтролировать правильность вращения, легкость хода, отсутствие посторонних шумов. В случае появления искр, дыма из обмотки или подшипников, возникновения постороннего звука, стука и задеваний, следует немедленно отключить электродвигатель аварийной кнопкой.

При нормальном протекании пуска наблюдающее лицо должно осмотреть электродвигатель, убедиться в нормальной работе подшипников, отсутствии их недопустимого нагрева и вибрации.

Лицо, производящее пуск, должно наблюдать за пуском по амперметру или индикации тока статора на экране операторской станции АСУ ТП (при их наличии).

При пуске асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором ток статора превышает номинальное значение в 5-7 раз и остается практически неизменным в течение всего пуска. Как только частота вращения ротора достигнет 90% номинального значения, ток статора резко снижается до величины близкой к номинальному значению или ниже. Время пуска в зависимости от маховых масс агрегата колеблется от нескольких секунд (циркуляционные, питательные насосы) до десятков секунд (дутьевые вентиляторы, дымососы).

При пуске синхронного двигателя шаровой мельницы первоначально осуществляется его асинхронный пуск за счет пусковой короткозамкнутой обмотки, размещенной в полюсных наконечниках. По достижении подсинхронной частоты вращения осуществляется автоматическое возбуждение двигателя подачей постоянного тока в цепь рабочей обмотки ротора, и происходит втягивание электродвигателя в синхронизм. Признаками втягивания двигателя в синхронизм являются наличие тока возбуждения и установившееся положение стрелки амперметра, в цепи статорной обмотки.

Если ток статора по окончании пуска превышает номинальное значение, необходимо частично разгрузить двигатель по активной мощности и при необходимости, по реактивной (последнее только для синхронных двигателей при работе с пониженным (опережающим) коэффициентом мощности).

Если в момент включения электродвигателя напряжением выше 1000В появится сигнал «Земля на секции…», электродвигатель следует отключить и сообщить об этом дежурному персоналу электрического цеха.

Если при пуске двигатель отключился, то необходимо сквитировать ключ управления, произвести осмотр электродвигателя и сообщить дежурному персоналу электрического цеха для принятия мер по выяснению причины отключения и срабатывания защиты.

Двухскоростные двигатели, как привило, должны включаться в сеть на обмотке, меньшей частоты вращения с последующим переключением (при необходимости) на обмотку большей частоты вращения.

Допустимость прямого пуска от обмотки большей частоты  вращения и число таких пусков определяются техническими условиями или заводскими, инструкциями по эксплуатации конкретных двигателей.

Не допускается одновременное включение обеих обмоток.

Пуск электродвигателей, приводящих во вращение вентиляторы (дымососы, дутьевые вентиляторы, вентиляторы горячего дутья и т.п.), должен производиться при закрытых шиберах.

Электродвигатели с короткозамкнутыми роторами разрешается по условиям их нагрева пускать из холодного состояния 2 раза подряд, из горячего - 1 раз, если заводской инструкцией не допускается большего количества пусков. Последующие пуски разрешаются после охлаждения электродвигателя в течение времени, определяемого заводской инструкцией.

Последующие пуски электродвигателей напряжением свыше 1000В допускаются через 3ч.

Приемка кабельных и воздушных линий в эксплуатацию

Приемка в эксплуатацию кабельных линий производится после окончания работ по прокладке кабелей и монтажу соединительных и концевых муфт. Все работы выполняют в соответствии с утвержденным и согласованным проектом, инструкцией Госстроя по прокладке кабелей напряжением до 110 кВ (СН 85 — 74) и действующей технической документацией на муфты для кабелей с бумажной и пластмассовой изоляцией.

Кабельные линии при приемке в эксплуатацию подвергают осмотрам и электрическим испытаниям. Кабели скрытых прокладок (в траншеях, блоках и т. п.) не могут быть осмотрены после окончания всех работ на трассах, а существующие методы электрических испытаний не дают возможности выявить все дефекты в проложенной линии. Поэтому, для того чтобы обеспечить хорошее качество работ, необходимо контролировать прокладку кабеля и монтаж муфт во время их производства, т. е. осуществлять технический надзор.

В технический надзор входят: проверка кабельных сооружений и траншей; ознакомление с заводскими протоколами испытаний кабеля и его состоянием; проверка качества работ во время прокладки кабеля и монтажа муфт; контроль за наличием у монтажного персонала удостоверений, разрешающих им выполнять указанные работы. Его осуществляет та организация, которая будет эксплуатировать проложенный кабель.

Траншеи, каналы, туннели и другие кабельные сооружения выполняют с учетом минимально допустимых радиусов и изгибов кабелей.

При осмотре кабельных сооружений должны быть проверены: наличие уклонов для стока воды, электрическое освещение, вентиляция и водооткачка, соответствие внутренних размеров проекту, состояние железобетонных конструкций и др.

Проверка качества работ при прокладке кабеля включает: контроль по динамометру за усилием тяжения кабеля; определение допустимых радиусов изгибов, глубины прокладки и расстояний между параллельно уложенными кабелями, а также расстояний между крайними кабелями и стенами сооружений; определение расстояний на пересечениях и сближениях кабелей с различными сооружениями; контроль за наличием песчаной подушки под кабель, защитных покрытий, запасов кабеля перед муфтами, маркировочных бирок.

Контроль за монтажом муфт включает проверку: соответствия типоразмера муфты сечению кабеля; наличия кондиционных и не просроченных (срок годности) комплектующих материалов; наличия соответствующего инструмента и приспособлений; соблюдения обязательной технологии и последовательности монтажа.

На маркировочных бирках обозначают их марку, номинальное напряжение, число и сечение жил, номер или наименование кабельной линии. На бирках соединительных муфт силовых кабелей, кроме того, указывают дату монтажа и фамилию электромонтажника-кабельщика; а на бирках концевых заделок конечные пункты (откуда и куда проложен кабель).

Кабели после прокладки, монтажа кабельных муфт и концевых заделок, установки концевых заделок (в кабельный отсек РУ и др.) испытывают по нормам, предусмотренным ПУЭ.

Одновременно с испытаниями проверяют соответствие жил по фазам обоих концов линии независимо от их расцветки: ПУЭ установлен порядок чередования расцветок фаз шин РУ. Фаза L1 шин окрашивается в желтый цвет, фаза L2 зеленый, фаза L3, красный, а нулевая рабочая шина N голубой цвет, изоляция жил кабельных линий по цветам шин, к которым они присоединяются.

После включения кабельной линии под напряжение приборами проверяют фазировку, которая заключается в определении одноименности фаз жилы кабеля и подключенной шины. Если разность напряжений между жилой кабеля и одноименной фазой шины РУ равна нулю, это означает соответствие фаз, если не равна нулю, это означает несоответствие фаз и неправильное присоединение кабеля. Включение такого кабеля в цепи магистральной схемы может вызвать короткое замыкание. Для фазировки кабельных линий напряжением 6 и 10 кВ применяют указатели напряжения 10 кВ в комплекте с добавочным сопротивлением

Типы и параметры аккумуляторных батарей, их назнечение и конструкция

На подстанциях применяют главным образом свинцово-кислотные аккумуляторы типа С (СК) в открытых стеклянных сосудах, а аккумуляторы большей емкости - в деревянных баках, выложенных внутри свинцом. Аккумуляторные пластины разной полярности, находящиеся в одном сосуде, отделяются друг от друга сепараторами из мипора (мипласта). Сосуды заполняются электролитом (водным раствором чистой серной кислоты). Положительные пластины выполняются из чистого свинца и имеют сильно развитую поверхность. При формировании собранного аккумулятора (особом режиме первого заряда) на поверхности положительных пластин из металлического свинца основы образуется слой диоксида свинца РbO2, являющийся активной массой этих пластин. Отрицательные пластины изготовляются также из металлического свинца, но имеют коробчатую форму. Ячейки свинцового каркаса пластин заполняются активной массой, приготовляемой из оксидов свинца и свинцового порошка РЬ. Чтобы эта масса не выпадала из ячеек, пластины покрывают с боков тонкими перфорированными свинцовыми листами. В процессе формирования на отрицательных пластинах образуется губчатый свинец. Наряду с аккумуляторами типа С (СК) применяются аккумуляторы типа СН. Они имеют намазные пластины, сепараторы из стекловойлока, винипласта и мипора, сосуды из прессованного стекла с уплотненными крышками. Все это обеспечивает надежность и длительный срок службы аккумуляторов. В эксплуатации они не требуют столь частой доливки воды, снижаются требования к вентиляции помещений. Основными характеристиками аккумуляторов С (СК) являются их номинальная емкость, продолжительность и ток разряда, максимальный ток заряда. Их значения определяются типом, размером и числом пластин и получаются умножением соответствующих значений для аккумуляторов С-1 (СК-1) на типовой номер.