Початок arrow Статті arrow Общие требования и правила эксплуатации электрооборудования электростанций

Общие требования и правила эксплуатации электрооборудования электростанций

1.1.   Характерной особенностью электроэнергетики является мгновенное равенство производства и потребления электроэнергии. В нормальном режиме вся производимая электроэнергия в тот же момент потребляется. Небаланс производства и потребления электроэнергии (ЭЭ) приводит к нарушению работы энергосистемы, к изменению частоты тока в сети.
Современная техника пока не способна накапливать впрок существенное количество электроэнергии. В длительном плане (десятки минут и несколько часов) энергетика умеет накапливать ЭЭ, однако это не в прямом смысле «складирование электроэнергии», а накапливание удобного энергоносителя, потенциальную (или кинетическую) энергию которого можно легко превратить в электроэнергию. Примеры: ГАЭС, большие маховики. Мощность маховиков может достигать 300-600 МВт при емкости накопления энергии до 50-150 МВт-ч. Однако применение маховиков сдерживают технические трудности преобразования энергии вращающегося с переменной частотой маховика в переменный ток неизменной частоты. Мощные ГАЭС находят более широкое применение.
1.2.   Основным показателем электроэнергетического производства, как и любого другого, является качество продукции.
Качество электроэнергии характеризуют:

  • частота, величина ее отклонения от номинального значения;
  • напряжение, его колебание и отклонение от номинального значения;
  • непрерывность - неплановый перерыв в питании потребителя является аварией, браком в производстве;
  • экономичность - себестоимость электроэнергии должна, быть минимальной при обеспечении трех вышеуказанных показателей качества электроэнергии.

Рассмотрим показатели качества электроэнергии подробнее. Частота электроэнергии обеспечивает неизменную частоту вращения двигателей всех потребителей электроэнергии и связанных с двигателями механизмов. Во многих отраслях промышленности даже небольшое отклонение частоты вращения механизмов от номинальной приводит к браку, например, в текстильной, некоторых отраслях химической, радиоэлектронной, полупроводниковой и др. Плохо переносят колебания частоты и производства, связанные с мощными выпрямительными установками на управляемых вентилях.
ГОСТом установлена номинальная частота сети 50 Гц при допустимом колебании ±0,10 Гц, что составляет 0,20% от номинала, Однако эта величина уже устарела. В некоторых странах стандартом считается стабильность частоты порядка ±0,01 Гц, т.е. 0,02%. Причем современные мировые стандарты требуют, чтобы интегральное отклонение частоты за сутки было равно 0. Это вызвано тем, что многие электрические часы и другие механизмы, например, многотарифные электросчетчики, работают от сети, а отклонение частоты даже на 0,01 Гц приводит к погрешности в. I мин 26 сек за сутки. Отсюда и возникает требование, чтобы интегральное отклонение было равно 0, т.е. на сколько часы убегут вперед ночью, когда частота повышена, на столько они должны отстать за день, когда частота понижена.
От напряжения электроэнергии в сети зависят режим работы всех двигателей, качество освещения помещений и устойчивость работы электростанций. Требования к стабильности напряжения не столь жестки, как требования к частоте: по ГОСТу 13109-67 напряжение на осветительных установках должно поддерживаться с точностью от -2,5 до +5% номинального. На зажимах электродвигателей -5 - +10%, у остальных потребителей ±5%. Причем, если поддержание частоты тока в сети является обязанностью работников электростанции, то поддержание напряжения в сети у потребителей в большой степени, а иногда и полностью, зависит  от режима работы электросети и трансформаторов на подстанциях (п/c). Если в любой момент частота одинакова во всей параллельно работающей энергосистеме, то напряжение в разных ее точках может быть весьма различно и зависеть от местных схем и условий работы п/с. В некоторой степени на уровень напряжения могут влиять и сами потребители электроэнергии, для этого они устанавливают у себя вместо асинхронных двигателей синхронные, которые могут регулировать напряжение в сети, устанавливают батареи конденсаторов, трансформаторы с регулированием под нагрузкой и синхронные компенсаторы.
Непрерывность электроснабжения является обязательным условием работы энергетики. Современное промышленное производство работает зачастую в две и три смены, химические и некоторые другие производства работают непрерывно, и малейший перерыв в питании, например в нефтехимии, может привести к крупной аварии. Не терпят перерыва в подаче электроэнергии также ЭВМ, атомные реакторы и другие потребители.
Непрерывность питания потребителей обеспечивает диспетчерская служба.
Экономичность производства электроэнергии - существенный фактор работы энергетики. Нельзя добиваться качества электроэнергии любой ценой. Можно недогрузить электростанции и обеспечить этим стабильность частоты, но это неэкономично, т.к. приведет к перерасходу топлива; можно установить мощные трансформаторы, и держать напряжение стабильным в высшей степени, но это приведет к неоправданным капвложениям и большим потерям энергии в трансформаторах; можно повысить надежность электроснабжения, построив большое число ЛЭП, но это омертвляет средства, затраченные на строительство.
Экономический расчет особенно существен сейчас,  когда строятся мощные электростанции, когда каждый процент прироста мощности - это миллионы киловатт,
1.3.   Культура эксплуатации электрооборудования - гарантия надежной работы энергетики, гарантия качества электроэнергии. Под словами «культура эксплуатации» подразумевается: квалификация персонала, его высокая теоретическая подготовка, знание и выполнение им ПТЭ и местных инструкций, знание технических параметров оборудования и заводских инструкций.
Следует отметить, что качество работы оборудования нигде так не зависит от добросовестности и квалификации персонала, как в энергетике. Поэтому технической учебе уделяется огромное внимание.
Наряду с квалификацией существенное значение имеют психологические качества работника. На электростанции не может работать человек с неуравновешенной психикой, такой работник - потенциальный источник аварий. Среди энергетиков бытует поговорка: «Семь раз проверь - один раз включи (или отключи)».
Недопустимо работать в энергетике без схем и чертежей. Работающего на панели вторичной коммутации без схемы, как правило, дисквалифицируют или строго наказывают. По памяти можно играть в шахматы, но не проверять схему пофазного АПВ или автосинхронизатора.
Под культурой эксплуатации подразумевают также своевременные и качественные текущий и капитальней ремонты и профилактические испытания. Сроки, объемы и составы ремонтов строго регламентированы заводскими и местными инструкциями. Однако и инструкции иногда пересматриваются. Например, выясняется, что при хорошей текущей эксплуатации можно увеличивать межремонтный период, капремонт делать не после одного, а после полутора-трех лет работы оборудования. Увеличение длительности межремонтного периода должно быть строго обосновано экспериментально и, как правило, одобрено заводом-изготовителем оборудования. Хотя завод, изготовивший данный генератор, скажем,  10 лет назад, не несет за его работу ответственности, т.к. гарантийные сроки обычно ограничены 18-ю месяцами, но все же без его согласия ничего не меняют, т.к. завод не только лучше всех знает конструкцию оборудования и качество заложенных материалов, по и накопил опыт работы многих экземпляров данного оборудования на других электростанциях и обобщил его. Поэтому принято считать, что завод-изготовитель несет моральную ответственность за работу оборудования, и работники электростанций принимают это во внимание.         Культура эксплуатации - это и своевременная реконструкция действующего оборудования, его модернизация. Модернизация не только повышает надежность работы, но может увеличить межремонтный период, повысить номинальную мощность оборудования.
Повышение номинальной мощности оборудования широко практикуется на ГЭС. Обычно после 2-3 лет эксплуатации оборудования выясняется, что в конструкции гидротурбины и гидрогенератора имеются определенные запасы, которые в соответствующих режимах работы можно реализовать, повысив мощность агрегата на 10-20%. Конечно,  этому предшествуют кропотливые исследования режимов работы оборудования в целом и отдельных его узлов, в которых участвуют обычно завод-поставщик и научно-исследовательские организации.
Возможность повышения мощности с самого начала впервые предусмотрена на агрегатах Саяно-Шушенской ГЭС. Ее генераторы имеют номинальную мощность 640 МВт, но предусмотрена возможность повышения  (кратковременно  быть может, и длительно) мощности до 710 МВт (+ 10%).
Грамотная эксплуатация оборудования предполагает тщательный уход за ним и своевременное устранение мельчайших неполадок. Надо твердо помнить, что в эксплуатации электрооборудования нет мелочей. Любая мелочь может обернуться миллионными убытками и даже человеческими жертвами.
Важное место в уходе за оборудованием отводится его своевременным профилактическим испытаниям.
Профилактическими испытаниями (ПИ) называются испытания, которые должны определить работоспособность данного оборудования в заданных условиях в течение заданного срока.
Основное назначение ПИ - выявление скрытых дефектов  в оборудовании.
Характерными признаками ПИ являются:

  • строгая обязательность (не может быть введено в работу оборудование, предварительно не испытанное или с просроченным очередным испытанием);
  • регламентация методики проведения испытаний, схемы испытаний и приборов (этим достигается единообразие испытаний данных аппаратов по всей стране);
  • периодичность испытаний.

Основной принцип ПИ изоляции - перегрузка изоляции повышенным напряжением. Считается: если данная изоляция выдержит повышенное напряжение в течение 1 мин, то она выдержит работу с номинальным напряжением в течение одного года или более (смотря по обязательной периодичности ПИ).
Этот принцип проверки изоляции принят в России и других странах Европы. Однако сейчас получает распространение иной способ ПИ изоляции, применяемый в США: изоляция испытывается на заводе-изготовителе в течение длительного времени немного повышенным напряжением. Если изоляция это выдержит, то она будет работать при номинальном напряжении достаточно долго без промежуточных периодических ПИ. Испытания сильно повышенным, например, двойным напряжением, не производят. Но это вопрос не столько методики испытаний, сколько принципов конструкции изоляции.
Вторичные цепи релейной защиты проверяются нагрузкой значительно большим, чем номинальный, током и повышенным напряжением, равным 2 кВ.
В некоторых случаях применяют измерения по специальной схеме или специальных параметров: измерение тангенса диэлектрических потерь в изоляции и переходного сопротивления контактов коммутационных аппаратов. В маслосодержащих аппаратах проверяют масло, предполагая, что если оно в норме, то и сам аппарат работоспособен. Аналогично проводятся проверки элегазового оборудования.

 
< Обслуживание трансформаторов тока   Особенности испытаний шунтирующих реакторов >