КУРСОВАЯ. Краткое содержание документа. Если вы готовы добавить свой текст просто щелкните здесь и введите его.
 Скачать 312.05 Kb.
|
1 2     Jon [Адрес электронной почты] Аннотация [Заинтересуйте читателя с помощью аннотации (как правило, это краткое содержание документа). Если вы готовы добавить свой текст — просто щелкните здесь и введите его.] [Заголовок документа] [Подзаголовок документа] ОглавлениеВведение 3 Глава 1. Теоретическая часть по теме «Эксплуатация, обслуживание и ремонт электрооборудования узловой распределительной подстанции» 5 1.1. Характеристика УПР 5 1.2. Общие характеристики трансформаторов 6 1.3. Виды трансформаторов 8 1.4. Классификация УРП 10 1.5. Электрооборудование УРП 11 Вывод по главе 1 17 Глава 2. Практическая часть по теме «Эксплуатация, обслуживание и ремонт электрооборудования узловой распределительной подстанции» 18 2.1. Линии электропередач 18 2.2. Электрооборудование УРП 20 2.3. Схемы узловых подстанций 24 2.4. Разработка принципиальной электрической схемы подстанции 25 2.5. Капитальный ремонт электрооборудования подстанции 28 2.6. Правила безопасности 30 Вывод по главе 2. 32 Заключение 33 Список литературы 34 ВведениеВ настоящее время невозможно представить жизнь человека без применения электричества. Оно уже давно и прочно вошло во все отрасли народного хозяйства и в быт людей. Основное достоинство электрической энергии - относительная простота передачи, производства и преобразования. В связи с интенсивным освоением нефтяных и газовых месторождений, возникает все большая потребность в качественном электроснабжении головных компрессорных и нефтеперерабатывающих станций. На компрессорных станциях магистральных газопроводов с электрическим приводом центробежных нагнетателей, установленная мощность электроприемников достигает 100 МВт и более. Головные насосные перекачивающие станции магистральных нефтепроводов имеют установленную мощность приемников до 40-60МВт. Для питания подобных мощных промышленных установок делают главные понизительные подстанции и узловые распределительные подстанции на напряжение 110 или 220 кВ. Поэтому, я считаю, что необходимо получить знания о конструкции и принципе работы этих объектов. УРП предназначена для связи напряжений трех классов: 220, 110 и 10кВ. На шинах высокого напряжения УРП осуществляется связь отдельных частей энергосистемы или связь двух энергосистем, поэтому, к схемам предъявляют повышенные требования к надежности. Целью данной работы является расширение практических навыков и знаний по электрооборудованию узловой распределительной подстанции. Задачи: Развить навыки самостоятельной работы. Применить полученные знания при решении вопросов производственно-технического характера. Систематизация и обобщение полученных теоретических знаний и практических умений Углубление теоретических знаний в соответствии с заданной темой Приобрести опыт аналитической, расчетной, конструкторской работы и сформировать соответствующие умения. Объект исследования: Эксплуатация, обслуживание и ремонт электрооборудования узловой распределительной подстанции Предмет исследования: Электрооборудование узловой распределительной подстанции Глава 1. Теоретическая часть по теме «Эксплуатация, обслуживание и ремонт электрооборудования узловой распределительной подстанции»1.1. Характеристика УПРПодстанцией называют установку, служащую для преобразования и распределения энергии и состоящую из трансформаторов или других преобразователей электроэнергии, распределительного устройства, устройства управления и вспомогательных сооружений. В зависимости от преобразования той или иной функции они называются распределительными (РП) или преобразовательными (ПП). Электроэнергия, вырабатываемая на электростанции, поступает на подстанции, на которых происходит преобразование энергии по напряжению, частоте или роду тока. Любая трансформаторная подстанция включает в себя три главных компонента: Распределительное устройство низшего напряжения; Трансформатор; Распределительное устройство высшего напряжения. 1. Распределительное устройство низшего напряжения (РУНН) – устройство напряжением до 690В в металлической оболочке, состоящее из одного или нескольких шкафов со встроенными в них аппаратами для коммутации, управления, измерения и защиты, служащее для распределения электроэнергии. Это устройство является составной частью комплектной трансформаторной подстанции (КТП) и может использоваться как самостоятельное изделие в составе мачтовых трансформаторных подстанций. Оно предназначены для распределения энергии трехфазного переменного тока напряжением 380/220 В частотой 50 Гц в сетях с глухозаземленной нейтралью, для предотвращения перегрузок и коротких замыканий, а также для управления, измерения и сигнализации. 2. Трансформатор — это устройство, имеющее две или более обмотки, предназначенное для преобразования посредством электромагнитной индукции одной или нескольких систем переменного напряжения и тока в одну или несколько других систем переменного напряжения и тока, имеющих обычно другие значения при той же частоте, с целью передачи мощности. 3.Распределительное устройство высшего напряжения (РУВН)-это распределительное устройство, используемое для подключения или отключения части высоковольтной энергосистемы. Это электрооборудование необходимо для защиты и безопасной бесперебойной работы высоковольтной энергосистемы и важно потому, что оно прямо связано с качеством электроснабжения. Распределительную подстанцию называют узловой- при поставке трансформаторов, щита низкого напряжения и других элементов в собранном виде или в виде полностью подготовленном для сборки. Подстанции могут быть комплектными или сборными. Узловые подстанции производятся на заводах и транспортируются к месту установки узлами и блоками без демонтажа оборудования. На месте монтажа производят установку узлов и блоков и присоединения между ними и к сетям электроснабжения. Узловую распределительную подстанцию (УРП) применяют для приема, распределения и преобразования электрической энергии трехфазного тока частотой 50 Гц. По числу трансформаторов УРП могут быть одно-, двух и трехтрансформаторными. 1.2. Общие характеристики трансформаторовК основным техническим характеристиками трансформаторов можно отнести: номинальную мощность; номинальное напряжение обмоток; номинальный ток обмоток; коэффициент трансформации; коэффициент полезного действия; число обмоток; рабочую частоту; количество фаз. Мощность является одним из главных параметров трансформаторов. В паспортных данных трансформатора указывается его полная мощность (обозначается буквой S), она зависит от типа используемого магнитопровода, количества и диаметра витков в обмотках. Измеряется мощность в единицах В∙А (Вольт-Ампер). Фактически каждый трансформатор имеет 2 значения мощности: входную (S1) — мощность, которую трансформатор потребляет из питающей его сети и выходную (S2) — мощность, которую трансформатор отдает подключенной к нему нагрузке, при этом выходная мощность всегда меньше входной за счет электрических потерь в самом трансформаторе (потери на нагрев обмоток, потери на вихревые токи и т.д.) величина этих потерь определяется другим основным параметром — коэффициентом полезного действия, сокращенно — КПД (обозначается буквой η), данный параметр указывается в процентах. Например, если КПД указано 92% — это значит, что выходная мощность трансформатора будет меньше входной на 8%, т.е. 8% -это потери в трансформаторе. Число обмоток у однофазных трансформаторов чаще две, но может быть и больше. На первичную обмотку подают одно значение напряжения, а с вторичной обмотки снимают другое значение. Когда требуются различные напряжения для питания нескольких приборов, то в этом случае вторичных обмоток может быть несколько. Также есть трансформаторы с общей точкой на вторичной обмотке для двуполярного питания. Рабочая частота трансформаторов может быть различной. Но при одинаковых напряжениях первичной обмотки, трансформатор, разработанный для частоты 50 Гц, может использоваться при частоте сети 60 Гц, но не наоборот. При частоте меньше номинальной увеличивается индукция в магнитопроводе, что может повлечь его насыщение и как следствие резкое увеличение тока холостого хода и изменение его формы. При частоте больше номинальной повышается величина паразитных токов в магнитопроводе, повышается нагрев магнитопровода и обмоток, приводящий к ускоренному старению и разрушению изоляции. Габариты трансформатора напрямую зависят от частоты тока в цепи, в которой он будет установлен. Конечно, трансформатор должен быть рассчитан на эту частоту. Зависимость эта обратная, т.е. с увеличением частоты габариты трансформатора значительно уменьшаются. Именно поэтому, импульсные блоки питания (с импульсными высокочастотными трансформаторами) намного компактнее. От назначения трансформаторы изготавливают однофазными и трехфазными. Однофазный трансформатор представляет собой устройство для трансформирования электрической энергии в однофазной цепи. В основном имеет две обмотки, первичную и вторичную, но вторичных обмоток может быть и несколько. Трехфазный трансформатор представляет собой устройство для трансформирования электрической энергии в трёхфазной цепи. 1.3. Виды трансформаторовВсе трансформаторы можно разделить на следующие виды: силовые; автотрансформаторы; измерительные; разделительные; согласующие; импульсные; пик-трансформаторы; сварочные. Силовые трансформаторы являются наиболее распространенным типом промышленных трансформаторов. Они применяются для повышения или понижения напряжения. Являются неотъемлемой частью сети электроснабжения предприятий, населенных пунктов и т.д. Автотрансформатором называется такой трансформатор, у которого имеется только одна обмотка. Данный тип трансформаторов применяется в приборах автоматического регулирования напряжения. Эти устройства используются, например, в образовательных учреждениях для проведения лабораторных работ, их можно встретить в электролабораториях различных предприятий для проведения тестовых работ. Измерительные трансформаторы подразделяются на трансформаторы напряжения и трансформаторы тока. Они обеспечивают гальваническую развязку между цепями высокого и низкого напряжений. Как видно из названия, основное применение — снижение первичного напряжения или тока до величины, используемой в измерительных цепях, например для подключение амперметров, вольтметров, счетчиков электрической энергии. Также они могут применяться в различных цепях защиты, управления и сигнализации. От других типов трансформаторов отличаются повышенной точностью и стабильностью коэффициента трансформации. Разделительные трансформаторы, данные устройства мало чем отличается от обычных понижающих или повышающих трансформаторов. Единственное различие заключено в том, что на общем магнитопроводе размещаются абсолютно идентичные обмотки. То есть у них полностью совпадают такие параметры как сечение провода, количество витков, изоляция. Поэтому коэффициент трансформации у них равен единице. Задачей этих устройств является обеспечение гальванической развязки, т.е. исключение непосредственной электрической связи между электрической сетью и подключаемому к ней, через данный трансформатор, оборудованию. Применяются в тех областях где предъявляются повышенные требования к электробезопасности, например, подключение медицинского оборудования. Согласующие трансформаторы применяются для согласования сопротивления различных частей каскадов электронных схем, а также для подключения нагрузки, не соответствующей по сопротивлению допустимым значениям источника сигнала, что позволяют передать максимум мощности в такую нагрузку. При этом само непосредственное изменение показателей силы тока и напряжения не имеет значения. Они применяются в усилителях низкой частоты в качестве входных, межкаскадных и выходных трансформаторов. В качестве входных, согласующие трансформаоры применяются в звуковоспроизводящей аппаратуре для подключения микрофонов и звукоснимателей различных типов. Трансформаторы этого типа используются для согласования сигнала при подключении антенн к приёмным и передающим устройствам. Импульсные трансформаторы — это устройства с ферромагнитным сердечником, которые используются для изменения импульсов тока или напряжения. Преобразуют получаемый сигнал в прямоугольный импульс. Применяются для предотвращения высокочастотных помех. Импульсные трансформаторы наиболее часто используются в электронно-вычислительных устройствах, системах радиолокации, импульсной радиосвязи, в качестве измерительных устройств в счетчиках электроэнергии. Пик-трансформаторы — преобразуют напряжение синусоидальной формы в импульсные пики с сохранением их полярности и частоты колебаний. Незаменимы там, где для запуска исполнительного устройства требуется единичный импульс с установленной амплитудой напряжения. Это, например, управляющие электронные схемы, собранные на тиристорах. Так же применяются в качестве генераторов импульсов, главным образом в высоковольтных исследовательских установках, в технике связи и радиолокации. Наибольшее применение пиковые трансформаторы получили в автоматизации технологических процессов. Сварочные трансформаторы — являются основными источникам питания для ручной дуговой сварки на переменном токе. Они служат для понижения напряжения сети с 220В или 380В до безопасного и вместе с тем повышения величины тока для увеличения температуры электрической дуги. 1.4. Классификация УРППо роду установки УРП могут быть: внутренней установки с масляными, сухими или заполненными негорючей жидкостью трансформаторами; наружной установки (только с масляными трансформаторами); смешанной установки с расположением РУ высшего напряжения и трансформатора снаружи, а РУ низшего напряжения внутри помещения. УРП можно разделить на четыре основные группы. УРП наружной установки мощностью 25…400 кВА, напряжением 6…35/0,4 кВ, применяемые для электроснабжения объектов сельскохозяйственного назначения. Это в основном мачтовые подстанции. УРП данной группы состоят из шкафа ввода ВН, трансформатора и шкафа НН, укомплектованного на отходящих линия автоматическими выключателями. УРП внутренней и наружной установки напряжением до 10 кВ включительно мощностью 160…2500 кВА, которые в основном используются для электроснабжения промышленных предприятий. УРП этой группы состоят из шкафов ввода на напряжение 10 кВ и РУ напряжением до 1 кВ. Для УРП применяют как масляные, так и заполненные негорючей жидкостью или сухие трансформаторы специального исполнения с боковыми выводами, для УРП наружной установки - только масляные. Сборные и узловые распределительные подстанции напряжением 35…110/6…10 кВ. Со стороны высокого напряжения подстанции комплектуются открытыми распределительными устройствами напряжением 35…110 кВ, со стороны 6…10 кВ - шкафами УРУП наружной установки. УРП специального назначения, перевозимые на салазках, напряжением 6…10 кВ, мощностью 160…630 кВА, которые выпускаются для электроснабжения стройплощадок, рудников, шахт, карьеров. 1.5. Электрооборудование УРПОборудование подстанции состоит из коммутационных аппаратов и сборных шин, а также из устройств контроля и управления - измерительных приборов, устройств защиты и автоматики. Перечень ЭО УРП Таблица 1. Перечень ЭО УРП
В подстанции установлены автотрансформаторы типа АТДЦТН-125000/220/110/20. Устройство и принцип работы трансформатора АТДЦТН-125000/220/110/10 расшифровка А - автотрансформатор Т - трехфазный ДЦ - условное обозначение видов охлаждения Т - трехобмоточный трансформатор Н - трансформатор с РПН 125000 - номинальная мощность трансформатора, кВ·А 220 - класс напряжения стороны ВН, кВ 110 - класс напряжения стороны СН, кВ 10 - класс напряжения стороны НН, кВ Силовой 3-х фазный трехобмоточный автотрансформатор общего назначения обеспечивает связь электрических сетей напряжением 220, 110, 10 кВ. Автотрансформатор имеет встроенное устройство регулирования напряжения на стороне 110 кВ под нагрузкой (РПН). Автотрансформатор состоит из следующих основных составных частей: бак с запорной арматурой, заполненный трансформаторным маслом; активная часть, расположенная в баке (магнитопровод с обмотками); изоляция, отводы; пофазные обмотки (общие на 220/110 кВ и отдельная на 10 кВ) с выводами; устройство РПН; высоковольтные вводы 10, 110, 220 кВ; система охлаждения; расширитель; измерительные, контрольные, сигнальные и защитные устройства; газовое (на баке) и струйные реле (на РПН); трансформаторы тока; контур заземления; предохранительные клапана; пленка в расширителе; отсечной клапан. Выключатели У-110 Выключатели серии У-110 предназначены для коммутации электрических цепей при нормальных и аварийных режимах. Устанавливаются в открытых распределительных устройствах станций и подстанций энергетических систем на номинальное напряжение 110 кВ переменного тока частотой 50 Гц.Выключатели рассчитаны для внутренних поставок. Выключатели управляются электромагнитным приводом типа ШПЭ-46 или пневматическим приводом типа ШПВ-46. Снабжены встроенными трансформаторами тока типа ТВ110-II У2 и вводами категории А или Б по длине пути утечки внешней изоляции по ГОСТ 9920-75. Выключатели У-220 Выключатели серии У-220 предназначены для коммутации электрических цепей при нормальных и аварийных режимах. Устанавливаются в открытых распределительных устройствах станций и подстанций энергетических систем на номинальное напряжение 110 кВ переменного тока частотой 50 Гц. Выключатели рассчитаны для внутренних поставок. Выключатели управляются электромагнитным приводом типа ШПЭ-46 или пневматическим приводом типа ШПВ-46. Снабжены встроенными трансформаторами тока типа ТВ110-II У2 и вводами категории А или Б по длине пути утечки внешней изоляции по ГОСТ 9920-75. Силовые трансформаторы – это электростатические аппараты, представляющие собой «сердце» подстанции, так как они предназначены для трансформации электрической энергии в электрическую энергию с необходимыми параметрами. Они являются наиболее дорогостоящими оборудованием подстанций. Коммутационные аппараты – используются для формирования необходимых схем выдачи мощности от электростанций, её передачи на расстояние и схем электроснабжения потребителей (выключатели, выключатели нагрузки, разъединители, короткозамыкатели, отделители); Измерительные аппараты – используются для разделения цепей первичной коммутации и измерительных цепей, а также для понижения значений напряжения и тока до стандартного значения (трансформаторы тока и напряжения делители напряжения); Ограничивающие аппараты – используются для ограничения опасных значений тока и напряжения (предохранители, реакторы, разрядники, нелинейные ограничители перенапряжений); Компенсирующие аппараты – используются для компенсации реактивной мощности (управляемые и неуправляемые шунтирующие реакторы, компенсаторы реактивной мощности). К основному оборудованию подстанций относятся: силовые трансформаторы, выключатели высокого напряжения, выключатели нагрузки, разъединители, отделители, короткозамыкатели, измерительные трансформаторы и делители напряжения, предохранители, аппараты для защиты от перенапряжений. Коммутационные аппараты Выключатели высокого напряжения предназначены для коммутации цепей высокого напряжения (в дальнейшем – ВН) во всех режимах, возможных в эксплуатации: включение и отключение номинальных токов, токов КЗ, токов холостого хода силовых трансформаторов и емкостных токов конденсаторных батарей и длинных линий. Наиболее тяжелым режимом является отключение и включение токов КЗ. Выключатели нагрузки предназначены для коммутации электрических цепей ВН в номинальном режиме. Выключатель нагрузки имеет дугогасительное устройство (в дальнейшем –ДУ) небольшой мощности для отключения номинальных токов. В случае КЗ используется высоковольтный предохранитель. Отделители предназначены для быстрого отключения поврежденного участка электрической цепи в момент отключения выключателя, установленного на питающем конце линии, выключатель после отключения отделителя может вновь включить линию. Отделители представляют собой разъединители с быстродействующим приводом. Разъединители предназначены для включения и отключения цепи высокого напряжения либо при токах значительно меньших номинальных, либо в случаях, когда отключается номинальный ток, но напряжение на контактах аппарата недостаточно для образования дуги, а также для создания видимого разрыва. Разъединители являются наиболее распространенными аппаратами в распределительных устройствах (в дальнейшем – РУ) ВН. Их число в 2–4 раза превышает число выключателей ВН. Измерительные аппараты Измерительные трансформаторы тока и трансформаторы напряжения применяются для осуществления непрерывного контроля за этими параметрами электрической цепи в качестве датчиков сигнала её состояния, воспринимаемого устройствами защиты и автоматики. Применяются также ТТ и ТН при высоких напряжениях и больших токах, когда непосредственное включение в цепь контрольно-измерительных приборов, реле и приборов автоматики технически невозможно или не допустимо по условиям безопасности обслуживающего персонала. Ограничивающие аппараты Разрядники и нелинейные ограничители перенапряжения – это электрические аппараты, предназначенные для ограничения возникающих внешних (атмосферных) и внутренних (коммутационных) перенапряжений. Грозовые перенапряжения, обусловленные ударами молнии в фазные провода, приводят к появлению на воздушных линиях волн напряжения, распространяющихся по линии и достигающих подстанции. Кроме грозовых перенапряжений, также могут возникать коммутационные перенапряжения, вследствие аварийных режимов работы оборудования. Для защиты оборудования подстанции применяются защитные аппараты. Предохранители – это электрические аппараты, предназначенные для защиты электрических цепей от токовых перегрузок и токов КЗ. Реакторы – это электрические аппараты в виде катушки с неизменной индуктивностью, предназначенные для ограничения токов короткого замыкания и поддержания напряжения на шинах аварийных режимах. Компенсирующие аппараты Компенсирующие и регулируемые реакторы, синхронные компенсаторы, а также конденсаторные батареи предназначены для компенсации избыточной реактивной мощности. 1 2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||