КУРСОВАЯ. Краткое содержание документа. Если вы готовы добавить свой текст просто щелкните здесь и введите его.
 Скачать 312.05 Kb.
|
1 2 Вывод по главе 1В данной главе были проанализированы назначения и виды узловых распределительных подстанций. Был рассмотрен вопрос об электрооборудовании, входящего в состав УРП, а также виды этого оборудования и его назначение. Поставленные задачи достигнуты. В современной энергетике сложно представить предприятия, что будут без оборудования, входящее в УРП. Узловые Распределительные подстанции предназначены для питания мощных промышленных установок и к ним предъявляют очень высокие требования по вопросам надежности. Из этого следует вывод, что в современных технологиях и оборудовании промышленных предприятий велика роль электрооборудования, то есть совокупность электрических машин, аппаратов, приборов и устройств, посредством которых производится преобразование электрической энергии в другие виды энергии и обеспечивается автоматизация технологических процессов. Глава 2. Практическая часть по теме «Эксплуатация, обслуживание и ремонт электрооборудования узловой распределительной подстанции»2.1. Линии электропередачЭлектрические сети являются техническим устройством, предназначенным для передачи электроэнергии от электрических станций к потребителям и ее распределение между потребителями. Они состоят из передающих элементов — линий электропередач (ЛЭП) и преобразующих элементов — трансформаторов и дополнительных устройств, обеспечивающих защиту и регулирование режимов электрических сетей. Линия электропередачи (ЛЭП) — один из компонентов электрической сети, система энергетического оборудования, предназначенная для передачи электроэнергии посредством электрического тока. Именно линия электропередач служит для передачи электроэнергии на промышленные предприятия и питания всех систем внутри них. Трансформаторы и дополнительные устройства электрических сетей устанавливаются на подстанциях, где имеются распределительные устройства (РУ), обеспечивающие соединения и переключения элементов сети. Есть несколько способов проложить провода: Воздушный способ. Провода прокладываются по воздуху; Кабельный способ. Провода прокладываются в грунте или воде; Газоизолированный способ. Провода изолируются в металлический кожух с газом. Крепление проводов линии электропередачи к опорам осуществляется через тарельчатые или другой формы изоляторы, которые могут быть фарфоровыми (либо иными керамическими), стеклянными или полимерными. Любая линия электропередач имеет следующие детали: Провода для передачи тока; Несущие опоры; Изоляторы. По величине напряжения имеется 5 классов систем (Таблица 2): Таблица 2. Величина напряжения систем ЛЭП
Строительство ЛЭП проходит в строгом соответствии с регламентом, прописанным в: правилах устройства электроустановок ПУЭ; строительных нормах и правилах СНиП. Документы устанавливают основные параметры, которыми обладают воздушные линии электропередач – расстояние между столбами, высоту размещения проводов, степень их натяжения. Вести строительство имеют право исключительно специальные организации, со всеми необходимыми разрешениями. Сотрудники таких компаний должны обладать требуемой квалификацией и опытом взаимодействия с этими системами. Только так можно быть уверенным, что возведенная трасса воздушной линии электропередачи будет надежной и безопасной в работе. Для воздушных линий применяют провода разного типа. Общепринятая классификация кабелей следующая: А – неизолированный, состоящий из скрученных алюминиевых токопроводников, используется в системах с напряжением 1000 В и выше, преимущественно в местных сетях; АС – также неизолированные провода ЛЭП и тоже с алюминиевыми токопроводниками, но они скручены вокруг сердечника – одной или нескольких стальных оцинкованных проволок, применяется чаще всего на подстанциях и распределительных устройствах, а также при обустройстве высоковольтных систем с большими расстояниями между опорами; СИП-1 – самонесущий изолированный провод для магистральных ЛЭП и ответвлений от них к потребителям, отличается наличием голой нулевой жилы и фазных жил в изоляции из термопластичного полиэтилена; СИП-2 – еще одна марка проводов для воздушных линий электропередач из категории самонесущих изолированных, она применяется в системах напряжением 0,6 или 1 кВ, обустроенных в регионах с холодным климатом, в прибрежных зонах морей и соленых озер, на промышленных предприятиях; СИП-3 – этот тип проводов воздушных линий электропередачи работает с током напряжением до 20 кВ в любом (умеренном, холодном, тропическом) климате; СИП-4 – интегрируются в ЛЭП с номинальным напряжением 0,6 и 1 кВ на частоте 50 Гц, однако используются только на вводе электроэнергии в дома, на промышленные и прочие объекты. Устанавливаются по стенам сооружений. Сечение провода, число его жил и другие нужные параметры указываются в маркировке кабельной продукции. 2.2. Электрооборудование УРПУзловая распределительная подстанция (УРП) предназначена для связи напряжений трех классов: 220, НО и 10 кВ. Она состоит из двух автотрансформаторов типа ATДЦТН-125000/220/110/20. На стороне высокого напряжения (ВЫ) установлено по 4 выключателя ВЫ типа У-220, на стороне среднего напряжения (СН) — по 5 выключателей СН типа У-110, на стороне низкого напряжения (НН) — по 12 шкафов типа КРУ-10. Автотрансформаторы, открытые распределительные устройства (ОРУ-220 и ОРУ-110) размещены на открытой площадке, а шкафы в здании ЗРУ-10. УРП обслуживается и имеет объединенный пункт управления (ОПУ) с дежурным персоналом. Кроме этого предусмотрены производственные, служебные, вспомогательные и бытовые помещения. Потребители собственных нужд (СН) получают ЭСН от трансформаторов собственных нужд (ТСН) и по надежности ЭСН относятся к 1 категории. Количество рабочих смен — 3. Грунт в районе цеха — супесь с температурой +12 °С. Территория УРП имеет ограждение из блоков-секций длиной 8 и 6 м каждый. Размеры цеха А х В = 48 х 30 м. Все помещения закрытого типа и имеют высоту 3,6 м.  Рисунок 1. Электрооборудование УРП Схемы электрических соединений подстанции Схема электрической сети определяется применяемыми номинальными напряжениями, числом ступеней трансформации, надежностью электроснабжения потребителей электрической энергии, схемами электрических соединений подстанции (ПС).\ Схема распределительных устройств подстанций определяется номинальным напряжением, количеством присоединений (числом линий и трансформаторов, подключенных к РУ), способом присоединения подстанции к сети. Узловые подстанции присоединяются к сети не менее, чем по трем линиям  Рисунок 2 Трансформатор собственных нужд (ТСН) - это силовой понижающий трансформатор для питания электроприёмников собственных нужд подстанции. Наиболее ответственными потребителями собственных нужд подстанции являются оперативные цепи, система связи, телемеханика, система вентиляции, аварийное освещение, система пожаротушения, электроприемники компрессорной. На подстанциях с постоянным оперативным током трансформаторы собственных нужд должны присоединяться через предохранители или выключатели к шинам РУ 6 – 35 кВ, а при отсутствии этих РУ – к обмоткам НН основных трансформаторов. На ПС с переменным и выпрямленным оперативным током трансформаторы СН должны присоединяться через предохранители (иметь защиту) на участке между вводами НН основного трансформатора и его выключателем.  Рисунок 3. Схема подключения ТСН 2.3. Схемы узловых подстанцийСхема мощной узловой подстанции изображена на рис. 4. Схема шины - автотрансформатор применена на стороне 330-750 кВ. В цепи каждой линии - два выключателя, автотрансформаторы присоединяются к шинам без выключателя (устанавливаются разъединители с дистанционным приводом). Работа линий 330-750 кВ не нарушается, но при повреждении Т1 отключаются все выключатели, присоединенные к К1. Схема со стороны ВН восстанавливается включением всех выключателей, присоединенных к первой системе шин К.1, после отключения дистанционно разъединителя QS1, и когда со всех сторон отключён Т1. При выборе схемы на стороне НН в первую очередь решается вопрос об ограничении тока КЗ. Для этой цели можно применять трансформаторы с повышенным значением пк, трансформаторы с расщепленной обмоткой НН или устанавливать реакторы в цепи трансформатора. В схеме, показанной па рис. 3.13, на стороне НН установлены сдвоенные реакторы. Синхронные компенсаторы с пусковыми реакторами присоединены непосредственно к выводам НН автотрансформаторов. Присоединение мощных GC к шинам 6 - 10 кВ привело бы к недопустимому увеличению токов КЗ. В цепях автотрансформаторов со стороны НН для независимого регулирования напряжения могут устанавливаться линейные регулировочные трансформаторы ЛРТ. Необходимость установки линейных регуляторов решается в проекте развития электрической сети ВН.  Рисунок 4. Схема узловой подстанции 2.4. Разработка принципиальной электрической схемы подстанцииЭлектрическая часть каждой электростанции и подстанции характеризуется, прежде всего, схемой электрических соединений, на которой условными обозначениями нанесены все агрегаты и аппараты электрической части станции или подстанции и соединения между ними. Схемы промышленного электроснабжения выбираются из соображений надежности, экономичности и безопасности, а также с расчётом на расширение. Надежность схемы определяется в зависимости от категории приемников электроэнергии. При этом, если в числе приемников электроэнергии предприятия или цеха имеется хотя бы один приемник 1-й категории, количество источников питания должно быть не менее двух, а схема электроснабжения должна обеспечивать надежное его питание. Источники питания при этом должны быть независимыми. Они считаются независимыми в том случае, если нарушение режима или повреждение одного из них не влечет за собой нарушение режима работы или прекращение работы другого. Независимыми источниками питания могут быть в системе промышленного электроснабжения собственные электростанции промпредприятия или генераторы, работающие на разные секции шин и имеющие независимые первичные двигатели; станции, линии, секции, трансформаторы разных подстанций энергосистем. Независимыми могут считаться секции шин, питающиеся от генераторов (при условии, что их не менее двух на каждую секцию, причем секции не должны быть электрически связаны) между собой или иметь связь автоматически их разъединяющую. Из комплекса предъявляемых условий, влияющих на выбор главной схемы электроустановки, можно выделить основные требования к схемам: надежность электроснабжения потребителей; приспособленность к проведению ремонтных работ; оперативная гибкость электрической схемы; экономическая целесообразность. Исходя из выше указанных основных требований к схемам соединений, для проектируемой узловой подстанции выберем следующие схемы соединений: РУВН с уровнем напряжения 220 кВ используем одну секционированную систему сборных шин с обходной системой шин. Пояснение. Для РУВН с уровнем напряжения 220 кВ используем схему с одной секционированной системой шин с секционным выключателем. Эту схему можно применять при парных линиях. Число присоединений определяется экономической целесообразностью установки секционных выключателей. РУСН с уровнем напряжения 35 кВ используем схему с одной секционированной системой шин. Пояснение. Для РУСН с уровнем напряжения 35 кВ используем одну секционированную систему шин с секционным выключателем, т.к. данная система обеспечивает надежность работы, при небольшом числе присоединений, из-за малого числа коммутационных аппаратов, что делает ее достаточно экономичной. РУНН с уровнем напряжения 10 кВ используем схему с одной секционированной системой шин. Пояснение. РУНН с уровнем напряжения 10 кВ выполняем с одной секционированной системой шин с секционным выключателем. Источники питания и линии 6 кВ присоединяются к сборным шинам с помощью выключателей и разъединителей. На каждую цепь необходим один выключатель, который служит для отключения и включения этой цепи в нормальных и аварийных режимах. При необходимости отключения линии достаточно отключить выключатель. Если выключатель выводится в ремонт, то после его отключения отключают разъединители: с начала линейный, a затем шинный. Схема с одной секционированной выключателем и обходной системами шин (Рис. 4) позволяет проводить ревизию и ремонт выключателей без отключения присоединения. В нормальном режиме обходная система шин находится без напряжения, разъединители, соединяющие линии и трансформаторы с обходной системой шин, отключены. В схеме могут быть установлены два обходных выключателя, осуществляющие связь каждой секции шин с обходной. В целях экономии средств ограничиваются одним обходным выключателем с двумя шинными разъединителями, с помощью которых обходной выключатель может быть присоединен к первой или второй секциям шин. Именно эта схема предлагается в качестве типовой для распределительных устройств напряжением 110—220 кВ при пяти и более присоединениях.  Рисунок 5. Схема с одной секционированной выключателем и обходной системами шин Схема с одной секционированной выключателем системой шин (Рис. 5). Секционирование, как правило, выполняется так, чтобы каждая секция шин получала питание от разных источников питания. Число присоединений и нагрузка на секциях шин должны быть по возможности равными. В нормальном режиме секционный выключатель может быть включен (параллельная работа секций шин) или отключен (раздельная работа секций шин). В системах электроснабжения промышленных предприятий и городов предусматривается обычно раздельная работа секций шин. Данная схема проста, наглядна, экономична, обладает достаточно высокой надежностью, широко применяется в промышленных и городских сетях для электроснабжения потребителей любой категории на напряжениях до 35 кВ включительно. Допускается применять данную схему при пяти и более присоединениях в РУ 110—220 кВ из герметизированных ячеек с элегазовой изоляцией, а также в РУ 110 кВ с выкатными выключателями при условии возможности замены выключалей в эксплуатационный период. В сетях 10(6) кВ эта схема имеет преимущество. По сравнению с одиночной несекционированной системой шин данная схема имеет более высокую надежность, так как при коротком замыкании на сборных шинах отключается только одна секция шин, вторая остается в работе.  Рисунок 6. Схема с одной секционированной системой шин 2.5. Капитальный ремонт электрооборудования подстанцииВыключатели У-110 и У-220 (Высоковольтные выключатели) Если это масляный выключатель, то первым этапом является слив масла с бака. Здесь же проверяется работа маслоуказателей, выполняется снятие люков каждой из фаз для возможности осмотра внутренних элементов выключателя. При капитальном ремонте масляного выключателя выполняют ремонт баков выключателя (клапаны, баковая изоляция, газоотводы, краны для слива масла), внутренних элементов (дугогасительных устройств, внутреннего механизма выключателя, подвижных и неподвижных контактов), привода выключателя. Независимо от типа выключателя (масляный, вакуумный, элегазовый), при капитальном ремонте осуществляется ремонт привода выключателя, обогрева привода или бака выключателя. Трансформаторы тока, трансформаторы напряжения При выполнении капремонта трансформаторов тока или напряжения выполняются следующие работы: для маслонаполненных трансформаторов – осуществляется отбор проб масла на анализ, выполняется доливка масла или замена масла при необходимости; для элегазовых трансформаторов при необходимости выполняется выравнивание давления элегаза (докачка или спуск) до значения, которое является нормальным для среднесуточного значения температуры окружающей среды; для трансформаторов с сухой изоляцией выполняется проверка ее целостности; для трансформаторов тока с предохранителями – ревизия держателей предохранителей, зачистка и обработка контактируемых поверхностей, проверка целостности предохранителей, при необходимости их замена; ремонт или замена вводов низкого и высокого напряжения, ревизия контактных соединений. В процессе эксплуатации силовых трансформаторов выполняются капитальные ремонты без снятия обмоток, которые включают: слив масла, вскрытие трансформатора; на основании ранее отобранных проб трансформаторного масла, выполняется его сушка, регенерация или замена; очистка и устранение дефектов на магнитопроводе, баке трансформатора; очистка и ремонт изоляции обмоток, внешних вводов, отводов от обмоток; проверка, очистка, ремонт охлаждающих устройств; ревизия, проверка работоспособности устройств РПН, ПБВ; ревизия термосифонного фильтра, воздухоосушителя, замена силикагеля в них; проверка и ремонт маслоуказателей, датчиков температуры, проверка работы автоматических устройств систем охлаждения. Низковольтное оборудование На подстанциях - это оборудование распределительных шкафов 0,23/0,4 кВ, оборудование 110/220 В щитов постоянного тока. Перечислим, какие работы выполняются в низковольтных распределительных шкафах переменного и постоянного тока: осмотр и при необходимости ремонт дверцы шкафа, запирающих устройств, крепежных элементов, монтажных панелей, реек; осмотр, протирка сборных шин, изоляторов, подтяжка контактных соединений, проверка целостности изоляции проводников и кабелей; проверка работоспособности, надежности контактных соединений низковольтного оборудования – автоматических выключателей, рубильников, предохранителей, измерительных приборов, трансформаторов тока, сигнальных ламп, ключей управления, кнопок, магнитных пускателей, пакетных переключателей, мотор-редукторов, контакторов, реле напряжения, реле времени и других элементов оборудования, которыми комплектуются шкафы, в зависимости от их назначения; проверка работоспособности устройств защиты и автоматики – защиты от замыкания на землю, автоматического включения резерва, цепей управления оборудованием, световой и звуковой сигнализации, индикации режимов работы оборудования. Проверка работоспособности автоматических выключателей заключается в выполнении прогрузки. Для этого автоматический выключатель подключается к специальной испытательной установке, при помощи которой на проверяемый электрический аппарат подается определенный ток нагрузки и замеряется время его срабатывания в соответствии с указанными в его паспорте характеристиками работы теплового и электромагнитного расцепителей. 2.6. Правила безопасностиОбщие вопросы безопасности В процессе работы электромонтер должен проходить повторные инструктажи (не реже 1 раза в месяц), специальную подготовку (не реже 1 раза в месяц), контрольную противоаварийную тренировку (не реже 1 раза в 3 месяца), контрольную противопожарную тренировку (не реже 1 раза в полгода), периодическую проверку знаний ПТБ, ПТЭ, правил пожарной безопасности и инструкций (1 раз в год), а также медицинский осмотр - 1 раз в 2 года. Большое значение придается экипировке. Инструмент с изолирующими рукоятками в процессе эксплуатации подвергается периодическим электрическим испытаниям. Защитные средства должны быть испытаны и иметь штамп с указанием срока годности. Электромонтеру необходимо помнить, что от исправности приборов и инструментов, спецодежды и приспособлений зависит его жизнь. Безопасность с трансформаторами Запрещается: Производить работы и переключения на трансформаторе, включенном в сеть хотя бы с одной стороны. Включать трансформатор без заземления блока. Эксплуатировать трансформатор без масла или при понижении уровня масла в расширителе ниже температурной отметки. При обслуживании масляных трансформаторов запрещается применение металлических лестниц и стремянок. Запрещается эксплуатация трансформаторов при обнаружении: Сильного неравномерного шума и потрескивания трансформатора. Ненормального и постоянного возрастающего нагрева трансформатора при нормальных нагрузке и охлаждении. Выброса масла из расширителя. Течи масла с понижением его уровня ниже уровня масломерного стекла. Безопасность с ЛЭП Правила запрещают в непосредственной близости от ЛЭП: выполнять полевые работы высокими (высотой 4 метра и более) сельскохозяйственными машинами, а также вспахивать землю; поливать культуры струей воды выше 3 метров; производить строительные, ремонтные, реконструкционные работы со зданиями и сооружениями, а также их снос; рыть землю на глубину более 30 см; проводить взрывные операции; высаживать и вырубать деревья и кустарники; организовывать землечерпальные и другие подобные работы. Вывод по главе 2.Во второй главе рассмотрены вопросы по питанию подстанции, по монтажу проводов, а также электрооборудование и его эксплуатации. Были рассмотрены вопросы, касающиеся эксплуатации, техники безопасности при работе или ремонте оборудования. При написании данной работы были проанализированы, закреплены и систематизированы по моей дисциплине и были развиты навыки самостоятельной работы. ЗаключениеПри проектировании данной узловой подстанции было определено, что при выборе электрической схемы нужно исходить из соображений надежности, экономичности и безопасности. Было выяснено, что входит в состав УРП. Было рассмотрено, по каким критериям нужно выбирать электрооборудование, как происходит его подключение. Был рассмотрен вопрос безопасности при работе со всем оборудованием. Список литературыАполлонский С. М. «Электротехника». Издательство: КноРус. Год издания: 2022. Герасименко А. А., Федин В. Т. «Передача и распределение электрической энергии». Издательство: КноРус. Год издания: 2022. Киреева Э. А. «Электрооборудование электрических станций, сетей и систем». Издательство: КноРус. Год издания: 2021. Хренников А. Ю. «Обслуживание автоматики и средств измерений электростанций». Издательство: КноРус. Год издания: 2023. Грачева Е. И., Наумов О. В. «Некоторые особенности электрических трансформаторов». Издательство: Русайнс. Год издания:2023. Аполлонский С. М. «Энергосбережение в энергетике». Издательство: Русайнс. Год издания: 2022. Немировский, Сергиевская, Крепышева. «Электрооборудование электрических сетей, станций и подстанций». Издательство: Инфра-Инженерия. 2023 г. Куксин А.В., Бойчук В.С. «Эксплуатация электроэнергетических систем». Издательство: Инфра-Инженерия. 2022 г. Владимир Полищук. «Эксплуатация, диагностика и ремонт электрооборудования». Издательство: ИНФРА-М. 2020 г. Насибулина Д. «Библия электрика: ПУЭ, ПОТЭЭ, ПТЭЭП». Издательство: Эксмо. 2022 г. «Правила по охране труда при эксплуатации электроустановок». Издательство Эксмо. 2022 г. ГОСТ 24291-90 «Электрическая часть электростанции и электрической сети. Термины и определения». ГОСТ 21.607-82. «Электрическое освещение территории промышленных предприятий. Рабочие чертежи» ГОСТ Р 50571.5.54. «Заземляющие устройства, защитные проводники и защитные проводники уравнивания потенциалов» ГОСТ 109-73 ЕСКД. «Основные требования к чертежам». 1 2 |