Эксплуатация электрооборудования СЭС: Программа, методические указания и контрольные задания/.
Изложены вопросы организации и технологии монтажа электрооборудования 0,4...220 кВ промышленных предприятий, задачи наладки и испытания электроустановок. Приведены вопросы эксплуатации электроустановок: воздушных и кабельных линий, распределительных устройств, трансформаторов и т.д,, а также задачи надзора и организации ремонта этих установок. Сформулированы вопросы по оперативному обслуживанию электроустановок предприятий.
Приведены методические указания по изучению разделов программы и контрольные задания.
Программа и методические указания составлены в соответствии с учебным планом курса "Эксплуатация электрооборудования СЭС " для студентов дневного и заочного обучения специальности "Электроснабжение"
Ил. 4, табл. 3, список лит. - 8 назв.
ПРОГРАММА И МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ИЗУЧЕНИЮ КУРСА
I. Общие вопросы монтажа и наладки электрооборудования
СЭС
Цель и задачи курса "Эксплуатация электрооборудования СЭС".
Электромонтажные работы, структура электромонтажных организаций в СССР. Основные принципы выполнения электромонтажных работ: крупноблочностъ, индустриализация, механизация и научная организация. Этапы (стадии) выполнения электромонтажных работ.
Пуско-наладочные работы, содержание и организация работ, их объём. Приборы и оборудование для наладочных работ и испытаний. Общие положения по приёмке электрооборудования заказчиком.
Маркировка электроустановок, аппаратов, электрических цепей (ГОСТ 2.709-72). Техника выполнения маркировки.
Основные нормативные документы: правила, нормы, технологические инструкции, руководства, регламентирующие устройство, монтаж и наладку электроустановок. Правила устройства электроустановок (ПУЭ). [I. с.5...12; 3; 4, с.8...19; 7, с.81, 82, 101-113].
Методические указания
При изучении материала учесть, что электромонтажные работы (ЭМР) на промышленных предприятиях (кроме подчинения Минэнерго и МПС) выполняются организациями Минмонтажспецстроя СССР (трестами, управлениями). В состав этого министерства также входят проектно-конструкторские институты (ВНИИПЭМ, ТПЭП) и заводы электромонтажных конструкций.
Раскрыть содержание каждого из принципов выполнения ЭМР, в частности, показать, что степень индустриализации можно определить как отношение стоимости работ, выполняемых вне монтажной площадки, к общей стоимости работ: Кинд=Смзу/Сэмр. Обратить внимание на техническую необходимость выполнения ЭМР в три стадии: сборка укрупнённых блоков электрооборудования, проверка, наладка вне зоны монтажа, подготовительные работы на объекте и собственно монтаж электроустановки.
Следует разобраться, на каком конкретном этапе выполнения ЭМР и наладки электроустановки она подпадает под действие ПТЭ и ПТБ [2].
При изучении порядка маркировки электроустановок следует учесть, что ГОСТ распространяется на электрические цепи и аппараты, а маркировка ячеек распредустройства, трансформаторных подстанций и т.д. выполняется, исходя из удобства наладки, эксплуатации.
2. Общие вопросы технической эксплуатации электроустановок
Требования к эксплуатации электроустановок. Понятие и смысл эксплуатации в применении к электрооборудованию. Участие различных организаций в эксплуатации.
Планово-предупредительный ремонт электрооборудования (ПНР). Цель и задачи ППР, понятие о физическом износе деталей и узлов электрооборудования, обратимые и необратимые изменения параметров, определение степени физического износа. Абсолютное и относительное нормирование параметров электроустановок.
Назначение и объём межремонтного осмотра, текущего и капитального ремонтов. Порядок проведения капитальных ремонтов. Техническая документация по эксплуатации электроустановок.
Основы технической диагностики неисправностей в электроустановках. Приёмы обнаружения неисправности электрооборудования и электрических цепей. Приборы диагностики, меры по безопасной организации работ.
Наряд на производство работ в электроустановках, ответственность лиц за безопасность работ. Выполнение работ по распоряжению, в порядке текущей эксплуатации.
[I, с.5...12; 2, с.5...10, 19...24, 190...207; 4, с.130...133, 8, с.4...9].
Методические указания
При изучении материала необходимо уяснить виды физического износа электрооборудования: разновидности механического, электрического, теплового износы. Абсолютное нормирование технических параметров оборудования заключается в установлении конкретного показателя или ресурса (сопротивление подвесного изолятора не менее 300 МОм, количество циклов срабатывания выключателя 2*
и т.д.). Относительная оценка заключается в сравнении эксплуатационных данных с результатами предыдущих заводских или пуско-наладочных испытаний.
Обратить внимание на периодичность и закономерности чередования межремонтных осмотров, текущих и капитальных ремонтов. По технической диагностике знать различие между функциональным и тестовым диагностированием (по ГОСТ 20.911-75), виды входных воздействий, формулировку задач.
При изучении правил производства работ в действующих электроустановках по наряду, по распоряжению, в порядке текущей эксплуатации пользоваться [2].
3. Эксплуатация и монтаж воздушных линий электропередачи
Основные определения и общие положения по устройству воздушных линий (ВЛ). Документация на сооружение ВЛ напряжением выше 1кВ: проект, план трассы, продольный профиль трассы, журнал разбивки опор, ведомость переходов, чертежи фундаментов опор, проект производства работ.
Технология монтажа ВЛ. Подготовительные работы: производственный пикетаж, разбивка мест установки фундаментов под опоры. Монтаж отдельных элементов ВЛ: сборных железобетонных фундаменте, заземления опор. Способы монтажа опор, определение дефектов железобетонных, деревянных опор. Сборка гирлянд, отбраковка изоляторов. Монтаж проводов и тросов молниезащиты, закрепление проводов на опорах. Определение стрелы провеса проводов и тросов, монтажные таблицы и графики, усилие натяжения проводов и тросов.
Механические нагрузки на ВЛ, районирование территории СССР по ветровой нагрузке и гололеду, понятие ветрового напора. Нагрузки от собственного веса, гололеда и ветра. Вибрация проводов, причины вибрации, меры устранения вибрации, пляска проводов.
Приемо-сдаточная документация, объём приёмо-сдаточных осмотров, проверок и испытаний. Измерение стрелы провеса проводов в пролётах и при пересечениях.
Обходы и осмотры ВЛ в процессе эксплуатации, внеочередные осмотры. Контроль целости изоляторов на действующей ВЛ. Способы удаления гололёда с проводов. Эксплуатация вспомогательных сооружений ВЛ.
Электрические перегрузки ВЛ в условиях эксплуатации. Текущие и капительные ремонты ВЛ, объем ремонтов, ревизия и испытания трубчатых разрядников.
Воздушные линии электропередачи напряжением до I кВ.
[I, с.199...281; 2, с.24...31; 4, с.22...27; 141...142; 5, с.5...44].
Методические указания
Перед проработкой материала следует повторить общие сведения об опорах, проводах, изоляторах и других элементах конструкции ВЛ. В изучаемом разделе усвоить способы установки опор: с помощью крана, методом падающей стрелы, с использованием вертолёта. Знать расчёт усилий, возникающих при использовании метода падающей стрелы. Обратить внимание, как монтажные таблицы (монтажные кривые) связывают между собой стрелу провеса f, температуру окружающей среды θ, длину пролёта lп, допускаемые механические напряжения σэоп в проводах.
При изучении влияния климато-метеорологических условий на ВЛ уяснить порядок определения скоростного напора ветра и дополнительной вертикальной нагрузки от гололёда на провода и опоры. Найти, к какому району по ветровой нагрузке и гололёду относится Челябинская область.
Обратить внимание, что электрические перегрузки проводов ВЛ зависят от марки провода, температуры воздуха и допустимой температуры провода, скорости ветра. В [5] приведены соответствующие номограммы и показан порядок пользования ими.
4. Эксплуатация и монтаж кабельных линий
Краткие сведения о марках и конструкциях силовых кабелей напряжением до 110кВ. Общие положения ПУЭ и СНиП по сооружению кабельных линий (КЛ): выбор трассы КЛ, охранная зона, обозначение способов прокладки кабелей на генеральных планах предприятий.
Выбор марки кабелей в зависимости от условий прокладки. Способы прокладки: в земляных траншеях, в бетонных бликах, лотках, каналах. Прокладка в кабельных помещениях: туннелях и коллекторах. Специальные виды прокладки: через водные преграды, по мостам и эстакадам. Комбинация способов прокладки кабелей. Прокладка кабелей при низких температурах окружающей среды; способы прогрева кабелей. Пересечения и сближения КЛ с инженерными вооружениями.
Кабельные муфты и заделки, их назначение и классификация. Требования ПУЭ к муфтам и заделкам.
Защита от коррозии металлических оболочек кабелей, прокладываемых в земле.
Объём и нормы приёмо-сдаточных и профилактических испытаний КЛ; приёмо-сдаточная документация. Условия работы кабельных линий.
Эксплуатация КЛ, осмотры трасс и кабелей. Контроль нагрева и состояния изоляции кабелей, уровня блуждающих токов на трассе КЛ. Контроль изоляции под рабочим напряжением.
Определение характера повреждения кабельных линий, виды повреждений. Прожигание поврежденного места КЛ. Таблицу и схемы повреждений. Методы определения мест повреждения изоляции кабелей или обрыва жил кабеля.
Организация ремонта КЛ, технология ремонта, меры безопасности при ремонте кабельных линий.
[I, с.165...198; 2, с.31...37; 4, с.52...77, с.142...146; 5, с.45...54; б].
Методические указания
Начать изучение раздела следует с повторения материала о конструкциях и марках силовых и контрольных кабелей напряжением до и выше I кВ. Далее следует систематизировать условия прокладки: разность уровней по длине трассы КЛ, наличие механических воздействий при монтаже и эксплуатации, наличие растягивающих усилий, постоянные перемещения кабеля, температурные условия, пожароопасность, взрывоопасность среды, коррозионная активность грунта, и связать это с выбором марки кабеля.
Обратить внимание, что ПУЭ ограничивает число муфт на кабельной линии, знать допустимое количество муфт и меры по уменьшению этого количества, например, путем перехода на одножильные кабели.
Перспективным в эксплуатации является контроль изоляции кабеля, находящегося под рабочим напряжением. Разобраться в схеме подключения кенотронной установка при таком испытании, определить уровень пульсирующего напряжения.
При рассмотрении методов определения характера повреждений КЛ не путать их с методами определения места повреждения, у которых иные задачи и используемые приборы. Обратить внимание на технику безопасности при обслуживании, ремонте и эксплуатации кабельных линий.
5. Эксплуатация и монтаж комплектных токопроводов напряжением до 35 кВ и шинопроводов
Основные положения и определения по токопроводам. Типы и конструкции жестких комплектных и гибких токопроводов. Открытые и закрытые токопроводы, номенклатура секций, требования к монтажу. Закрытые комплектные токопроводы 10 кВ трансформаторов главных понизительных подстанций.
Приёмо-сдаточные испытания и документация, эксплуатация токопроводов.
Шинопроводы до I кВ; типы и конструкции магистральных, распределительных, троллейных и осветительных шинопроводов. Номенклатура и назначение отдельных секций шинопровода, порядок монтажа. Испытания и эксплуатация шинопроводов.
[I, с.159...164; 4. с.50...52, 93...94, 96...99].
Методические указания
Обратить внимание, что номенклатура секций комплектных токопроводов непрерывно расширяется; кроме прямых участков выпускаются угловые секции, узлы подсоединения к распределительному устройству, к трансформаторной подстанции. Разработаны токопроводы, соединяющие выводы 10 кВ трансформатора предприятия с закрытым распредустройством.
Симметричные токопроводы имеют меньшие активное и индуктивное сопротивления и меньшие потери энергии. Следует отметить поражаемость токопроводов при ядерных взрывах по сравнению с кабельными коммуникациями.
При изучении шинопроводов 0,4 кВ следует отметить большее количество разновидностей секций магистральных шинопроводов по сравнению с распределительными.
6. Эксплуатация и монтаж электрооборудования цеховых подстанций и распределительных устройств
Требования ПУЭ и СНиП к сооружению закрытых распределительных устройств (РУ). Нормирование строительной части РУ. Этапы выполнения электромонтажных работ. Расстояния от неизолированных токоведущих частей до элементов другого оборудования. Стыковка ячеек различных типов в одном РУ. Монтаж шин РУ, способы образования контактов, расцветка шин.
Испытания оборудования РУ. Эксплуатация РУ: осмотры, проверка нагрева контактных соединений. Ремонт выключателей напряжением 6-10 кВ. Особенности комплектных распредустройств наружной установки.
Монтаж токоограничивающих реакторов напряжением 610 кВ, вертикальная, горизонтальная, ступенчатая установки. Сушка реакторов, проверка качества изоляции. Ремонт и эксплуатация бетонных реакторов.
Требования ПУЭ к сооружению цеховых трансформаторных подстанций; открытая и закрытая установка; мощность трансформаторов; устройство маслоприемников; вентиляция, размещение комплектных трансформаторных подстанций (КТП) и цехе.
Монтаж КТП, этапы монтажа. Проверка трансформатора и распределительного устройства напряжения 0,4-0,66 кВ перед включением.
Эксплуатация КТП, осмотры, допустимые перегрузки трансформаторов. Особенности обслуживания трансформаторов печных и преобразовательных подстанций, КТП наружной установки.
Эксплуатация и монтаж заземляющих дугогасящих реакторов.
[I, с.367, 368, 388...401; 2., с.59...64, 37...44; 4, с.28...31, с.146...151; 5, с.131...134].
Методические указания
По вопросу расстояний от токоведущих частей до различных элементов РУ следует знать только их номенклатуру: между проводами разных фаз, до постоянных внутренних ограждений [I, табл.4.2.2] - без запоминания цифрового материала. Показать, что приведенный в таблице перечень исчерпывает все возможные варианты расстояний.
Допускается в одном РУ применение ячеек разных серий, конструкция их сочленения приводится в технической информации Тяжпромэлектропроекта.
По токоограничивающим реакторам следует знать их маркировку. Главная изоляция реакторов образована опорными изоляторами. Сушка производится для межвитковой изоляции, которой покрыты бетонные колонки (олифа, асфальтовый лак). По окончании сушки сопротивление Rиз не должно отличаться более чем на 30% от данных заводских испытания, но не менее I МОм при температуре + 70°С. Преимущественный метод нагрева при сушке реакторов - индукционный.
По заземляющим реакторам следует уяснить, что у них общего (по конструкции) с силовыми трансформаторами. Аналогично, они подразделяются на реакторы для внутренней и наружной установки. Перечень испытаний трансформаторов и заземляющих реакторов одинаков.
[I, глава 1-8].
7. Монтаж и эксплуатация аппаратов и ошиновки подстанций 35...220 кВ
Требования ПУЭ к сооружению подстанций 35-220 кВ. Планировка территории открытого распределительного устройства (ОРУ), устройство ограждений, габаритные размеры до токоведущих частей.
Монтаж и испытания отделителей и их приводов, монтаж и эксплуатация разъединителей. Короткозамыкатели и их приводы, порядок монтажа. Объём испытаний короткозамыкателей.
Требования ПУЭ к монтажу силовых выключателей; сборка выключателей и порядок их установки. Объем и нормы проверок и испытаний выключателей, приводов. Порядок опробования выключателей многократным включением и отключением. Ремонт выключателей напряжением 35...220 кВ.
Монтаж ошиновки ОРУ подстанции. Гибкая и жесткая ошиновка, зажимы, особенности их присоединения к аппаратам. Проверка гибкой ошиновки на отсутствие схлёстывания при замыканиях.
Требования к сооружению закрытых РУ 35...220 кВ. Особенности применения маслонаполненных аппаратов.
Особенности монтажа и эксплуатации аппаратов подстанций с элегазовой изоляцией. Техника безопасности при работе с элегазовыми аппаратами.
Монтаж блочных подстанций типов КТПБ-35 и КТПБ-110.
[I, с.374...388; 2, с.59...64; 4, с.31...40; 5, с.92...131; 7, с.365...417].
Методические указания
Обратить внимание на особенность конструкции наконечников проводов, которые подсоединяют к аппаратам ОРУ. Наконечники изготавливают составными из алюминиевой и медной частей путем диффузионной сварки.
Особое внимание следует уделить вопросу испытаний и проверок масляных выключателей 35...220 кВ. Уметь расшифровать виброграмму выключателя и по ней построить зависимость скорости движения контактов от хода траверсы: V= S / t*10³ , где S – расстояние между соседними вершинами виброграммы (мм); t = 0,01 с – время между вершинами (период виброграммы).
При рассмотрении короткозамыкателей учесть, что они монтируются на дополнительные опорные изоляторы, чтобы иметь возможность использовать заземляющую ошиновку в качестве первичной обмотки трансформатора тока ТШП. При этом число первичных ампервитков должно быть не менее 500...800.
8.Монтаж и эксплуатация силовых трансформаторов
Группы трансформаторов по условиям транспортировки, демонтируемые узлы по каждой группе. Транспортировка, погрузка и разгрузка трансформаторов. Нормативные положения.
Хранение трансформаторов, прибывших в собранном виде или имеющих демонтированные узлы; проверка трансформаторов при хранении на складской площадке, контроль герметичности.
Ревизия трансформаторов с подъёмом выемной части при различных температурах и влажности воздуха. Объём работ по ревизии с подъёмом выемной части.
Показатели и оценка возможности включения вновь вводимых в работу трансформаторов без сушки. Подразделение трансформаторов по критериям оценки на 5 групп.
Сушка силовых трансформаторов методом индукционных потерь в стали бака, токами нулевой последовательности, другие способы сушки. Режим сушки; сушка под вакуумом и её контроль.
Технология монтажа трансформаторов, прибывших в собранном и разобранном виде, проверка демонтированных узлов перед их установкой на трансформаторов.
Установка трансформатора на фундамент, такелажные средства. Маслоприемники и отвод масла трансформатора. Противопожарные мероприятия на подстанции.
Испытания трансформаторов: объём и нормы, применяемые приборы. Порядок включения трансформатора в эксплуатацию. Контроль за нагрузкой и температурным режимом, перегрузки трансформатора. Осмотры и уход за трансформаторами, внеочередные осмотры. Изоляция трансформаторов и её эксплуатация.
Условия немедленного вывода трансформатора из работы, характерные неисправности трансформаторов, их причины и признаки. Анализ исправности методами газовой хроматографии.
Текущий и капитальный ремонты трансформаторов; объём, подготовка, испытания после ремонта.
Трансформаторное масло и его эксплуатация, полный и сокращенный анализ масла. Трансформаторов. Мероприятия по охране окружающей среды при эксплуатации маслонаполненных аппаратов.
[I, с.429...437; 2, с.37...44, 79...85; 4, с.43...49; 5. с.235...238; 7, с.240...266].
Методические указания
Необходимо составить представление о критериях оценки состояния трансформатора перед его включением. Это: уровень масла в трансформаторе; испытание пробы масла из трансформатора в объёме сокращенного анализа и измерение tgδ; измерение сопротивления изоляции Rво'' и определение отношения R6о''/ R15''; измерение tgδ или С2\С50 обмоток в масле; определение отношения ΔС/С в начале и конце работ, при которых активная часть находилась в контакте с воздухом (до заливки трансформатора маслом); проверка состояния индикаторного силикагеля и пробивного напряжения масла со дна бака. Для каждой группу трансформаторов существует свой набор показателей (из перечисленных), при соблюдении которых можно включать его без сушки.
Испытания трансформатора разделяют на приёмо-сдаточные и профилактические. Следует изучить пункты, которые обычно входят в программу испытаний, ориентироваться в схемах измерения и уметь оценивать результаты испытаний. Необходимо зафиксировать типы приборов, по которым проведены испытания, температуру обмоток, масла и т.п., что потребуется для сопоставления результатов последующих испытаний.
9. Электрические измерения и испытания изоляции электрооборудования
Схема замещения электрической изоляции, геометрическая ёмкость, абсорбционная ёмкость. Зависимость сопротивления изоляции от температуры, влажности, её загрязненности.
Методы измерения показателей качества изоляции на постоянном токе. Коэффициент абсорбции, зависимость качества изоляции от температуры и длительности приложения напряжения. Средства измерения на постоянном токе. Электронные мегаомметры.
Методы измерения состояния изоляции на переменном токе: определение tgδ, ёмкостные методы (С2\С50; ΔС/С и др.), зависимость результатов измерения от различных факторов. Средства проверки изоляции на переменном токе.
Испытание изоляции повышенным напряжением переменного и выпрямленного тока, цель испытаний. Аппараты и передвижные установки для испытаний. Порядок производства испытаний, меры безопасности.
Испытание изоляции рабочим напряжением (переменного тока) электроустановки. Испытание с помощью индикатора частичных разрядов и область применения этого метода.
Порядок испытания изоляции линий, аппаратов, электрических машин.
[I, с.91...-133; 5, с.246...258; 7, с. 682. ..685].
Методические указания.
Обратить внимание, что параллельная схема замещения изоляции более удобна для объяснения электрических явлений и составляющих элементов схемы; геометрической ёмкости, сопротивления утечки, сопротивления и ёмкости абсорбции. Определение сопротивления изоляции R6о'', коэффициента абсорбции R6о''/ R15'' следует производить при температуре не менее 10°С, чтобы исключить погрешность от фазового состояния воды.
Для сравнения результатов измерения R6о'', R6о'' их следует приводить (пересчитывать) к температуре заводских (пуско-наладочных) испытаний. Следует знать, что сопротивление изоляции с увеличением температуры уменьшается, а tgδ -увеличивается. Соответствующие таблицы и коэффициенты пересчёта имеются в ПТЭ и ПТБ [2].
Обратить внимание, что из ёмкостных методов в основном используются С2\С50, ΔС/С , а способ ёмкость-температура практически редко используется, например, для силовых трансформаторов.
Испытание изоляции повышенным напряжением переменного тока является основным критерием, на основании которого принимается решение о включении установки в работу. Подъём испытательного напряжения до 0,ЗUисп допускается скачком, далее не быстрее 1...2 кВ/c.
10. Оперативное обслуживание электроустановок
Оперативное обслуживание и порядок оперативного управления электрохозяйством. Пункты оперативного управления.
Содержание оперативного обслуживания электроустановок, порядок производства переключений. Бланк переключений, его назначение.
Оперативные ограничения на отключение цепей разъединителями, силовыми штепсельными разъёмами, отделителями, выключателями нагрузки. Блокировки от неправильных действий оперативного персонала, Применение ЭВМ для контроля правильности переключений в схемах электроустановок.
Противоаварийные тренировки оперативно-диспетчерского персонала. Использование микропроцессоров и ЭВМ для моделирования аварийных ситуаций и контроля переключений.
[2, с. 15..,19, 183,1]
Методические указания
В процессе изучения материала необходимо уяснить содержание понятия "оперативное обслуживание", значение оперативного управления в эксплуатации электрохозяйства. Уметь заполнить бланк переключений на вывод в ремонт трансформатора главной понизительной подстанции, секционного выключателя, отдельного присоединения - на примере схемы электроснабжения курсового проекта.
Знать, что можно отключать и включать разъединителем (10 кВ): намагничивающий ток трансформаторов мощностью до 750 кВ*А включительно, ток замыкания на землю воздушных и кабельных линий и т.д.
Обратить внимание на использование тренажеров для формирования навыков оперативных переключений в аварийных ситуациях. Представлять порядок использования ЭВМ для контроля переключений.