ВКР. Расчёт и конструкция бумажномасляной изоляции ввода конденсаторного типа на напряжение 150 кВ и ток 1000 А, утвержденная приказом ректора от 7 апреля 2021 г. 2563
 Скачать 1.34 Mb.
|
|
Примечания: 1. Для вводов 330-750 кВ рекомендуется автоматизированный непрерывный контроль с сигнализацией о предельных значениях измеряемых параметров. 2. Уменьшение значения Δtgδ основной изоляции герметичного ввода по сравнению с результатами предыдущих измерений на Δtgδ(%) ≥ 0,3 является показанием для проведения дополнительных испытаний с целью определения причин снижения Δtgδ. 4.10. Контроль изоляции под рабочим напряжением Контроль изоляции вводов под рабочим напряжением рекомендуется производить у вводов 110-750 кВ с бумажно-масляной изоляцией конденсаторного типа на автотрансформаторах с номинальным напряжением 330 кВ и выше и трансформаторах с номинальным напряжением 110 кВ и выше, установленных на электростанциях и узловых подстанциях. 57 Для вводов, контролируемых под напряжением, контроль по пп.23.1, 23.2 (кроме измерения сопротивления изоляции и tgδ зоны С 3 ) и 23.5 может производиться только при получении неудовлетворительных результатов испытаний по п.23.7. Контролируемые параметры: изменения тангенса угла диэлектрических потерь (Δtgδ) и ёмкости (ΔС/C) основной изоляции или (и) изменение ее модуля полной проводимости (ΔY/Y). Допускается контроль по одному из параметров Δtgδ или ΔY/Y. Изменение значений контролируемых параметров определяется как разность результатов очередных измерений и измерений при вводе в работу системы контроля под напряжением. Предельные значения параметров Δtgδ и ΔY/Y приведены в табл. 23.2. Предельное значение увеличения ёмкости изоляции составляет 5% значения, измеренного при вводе в работу системы контроля под напряжением. Периодичность контроля вводов под рабочим напряжением в зависимости от величины контролируемого параметра до организации автоматизированного непрерывного контроля приведена в табл. 4.9. Таблица 4.9 - Периодичность контроля вводов под рабочим напряжением Класс напряжения, кВ Значения, %. |Δtgδ|uΔY/Y Периодичность контроля 110-220 0≤|Δtgδ|≤0,5 0≤|ΔY/Y|≤0,5 12 месяцев 0,5<|Δtgδ|≤2,0 0,5<|ΔY/Y|≤2,0 6 месяцев 330-500 0≤|Δtgδ|≤0,5 0≤|ΔY/Y|≤0,5 6 месяцев 0,5<|Δtgδ|≤1,5 0,5<|ΔY/Y|≤1,5 3 месяца 58 Продолжение таблицы 4.9 750 0≤|Δtgδ|≤0,5 0≤|ΔY/Y|≤0,5 6 месяцев 0,5<|Δtgδ|≤1,0 0,5<|ΔY/Y|≤1,0 3 месяца 4.11. Оценка технического состояния Оценка состояния изоляции ввода должна проводиться на основании анализа всей совокупности результатов проведенных испытаний. При этом следует установить характер предполагаемых дефектов и тенденцию их развития (поставить диагноз). Необходимость диагностирования вызвана неоднозначностью связи значений контролируемых параметров с фактическим состоянием изоляции, которое определяется типом дефекта. Основанием для принятия решения о дальнейшей эксплуатации ввода или его браковке должна быть общая оценка степени ухудшения технического состояния, основанная на диагнозе и учете опыта эксплуатации аналогичных вводов. Исходя из диагноза, также определяется периодичность контроля. При проведении анализа данных, полученных при испытаниях, следует ориентироваться на установленные предельные значения контролируемых параметров. При этом надо учитывать, что значения определены исходя из проявлений наиболее опасных дефектов, и вне связи с данными о характере выявленного дефекта недостаточно информативны. Так, в частности, значительное увеличение tgδ наружных слоев изоляции (зоны С3) при ухудшении масла и выпадении осадка является свидетельством опасного дефекта, развитие которого быстро приведет к перекрытию ввода. При увеличении значения этого параметра из-за растворения в масле ряда компонентов лаков, используемых при изготовлении 59 ввода, быстрое развитие повреждения маловероятно. В первом случае необходимо срочное отключение, во втором – возможно продолжение эксплуатации ввода. Критериями неработоспособного состояния ввода (браковочными критериями) являются: 1) у вводов всех типов: недопустимое по установленным нормам увеличение tgδ основной изоляции; 2) у герметичных вводов: выявление признаков разрушения твердой изоляции (появление недопустимых концентраций диагностических газов); выпадение осадка из масла; интенсивное газовыделение (рост давления); 3) у негерметичных вводов: недопустимое по установленным нормам ухудшение характеристик масла; увлажнение масла и остова. Признаками наличия развивающихся дефектов ввода являются: существенные изменения контролируемых параметров и значительные (превышающие нормальные) зависимости характеристик изоляции от температуры и напряжения. Уменьшение во времени измеренного значения tgδ основной изоляции является признаком опасного дефекта. Если измеренное значение tgδ уменьшится по сравнению с результатами предыдущего контроля более чем на tgδ = 3 10 -3 и будет замечено продолжение этого уменьшения, необходим срочный контроль состояния масла (включая растворенные газы). При анализе результатов измерений следует учитывать, что при увеличении температуры изоляции возможно небольшое уменьшение значений tgδ. Это уменьшение, не превышающее tgδ = 3 10 -3 , наблюдается у хорошо высушенных вводов и признаком дефекта не является. Использовать анализ газов в качестве основного метода контроля герметичных вводов не представляется возможным, ибо скорость развития дефектов, сопровождающихся газовыделением, такова, что контроль необходимо производить несколько раз в течение года [8]. Кроме того, 60 выделение газа из масла существенно зависит от его характеристик, что приводит к значительной ложной браковке вводов. Описание ряда дефектов и основные их признаки, определяемые путем измерения характеристик изоляции, приведены в табл. 4.10. Таблица 4.10 - Основные виды дефектов и характерные признаки Дефекты изоляции Характерные признаки Дополнительные данные Увлажнение остова Увеличение tgδ. Неудовлетворительные результаты испытаний масла. Тепловая неустойчивость (развитие процесса теплового пробоя) Увеличение tgδ1. На поздних стадиях развития дефекта – увеличение С1. Диэлектрические потери в остове, измеренные при рабочем напряжении, значительно выше чем при 10 кВ. Старение, загрязнение и увлажнение масла Увеличение tgδ3. На поздних стадиях развития дефекта – рост tgδ1. Неудовлетворительные результаты испытаний масла. Осадок на остове и внутренней поверхности нижней покрышки Увеличение tgδ2; снижение tgδ3. Снижение измеренного значения tgδ1 (до отрицательных значений). Аномальный ход зависимости tgδ от температуры: tgδ3 растет, tgδ1 уменьшается, изменения tgδ2 малы. Неудовлетворительные результаты анализа газов и испытаний масла. Частичные разряды в остове, масле; поверхностные разряды Измерением tgδ1 при 10 кВ выявляется лишь на поздней стадии. Рост давления во вводе. Высокий уровень частичных разрядов. Неудовлетворительные результаты анализа газов. Диэлектрические потери, измеренные при рабочем напряжении, значительно выше чем при 10 кВ. 61 5 Требования по охране труда и техники безопасности при проведении высоковольтных вводов К проведению высоковольтных испытаний электрооборудования допускаются работники, имеющие V и IV группу. Пятая группа включает в себя специалистов по испытаниям в электроустановках напряжением выше 1000кВ. Четвертая группа включает в себя специалистов работающих с электроустановками напряжением до 1000 кВ. 5.1. Требования безопасности до начала испытаний Все работники перед началом испытаний электрооборудования, а также сотрудники, которые проводят испытания с использованием стационарных испытательных установок, в обязательном порядке проходят месячную стажировку под руководством сотрудника, стаж которого по испытаниям электрооборудования не должен быть менее года. Допуск к испытаниям электрооборудования в действующих электроустановках осуществляет оперативный персонал, а вне электроустановок - ответственный руководитель работ или, если он не назначен, производитель работ. Высоковольтные испытания на электрооборудовании должны проводиться бригадой, при этом производитель работ должен иметь четвертую(IV) группу, члены бригады должны иметь третью (III) группу, а член бригады, которому поручается охрана – группу два (II) Для выполнения подготовительных работ и надзора за оборудованием, допускается работа персонала не имеющих допуска к специальным работам по испытаниям. Перед тем как приступить к выполнению высоковольтных испытаний, выполняющий персонал должен сделать следующие: -проверить контроль срока годности СИЗ и средств пожаротушения; 62 -изучить все необходимые документы – от порядка выполнения работ до инструкций, схем и описаний процесса; -проверить средства индивидуальной защиты на наличие повреждений с помощью визуального осмотра и, при необходимости, их очистка и обтирка; -приведение надетой спецодежды в соответствие с правилами – рукава должны быть опущены и застёгнуты, отсутствуют свисающие концы, волосы заправлены под головные уборы; -оформить наряд-допуск на проведение испытаний; -отключить испытываемое оборудования от сети и предотвратить дальнейшее поступление в него напряжения; -вывесить оповещение: «Не включать — работают люди»; -заземлить сеть с помощью переносного заземлителя и вывесить оповещение: «заземлено»; -заземлить фидер антенны; -оградить место выполнения испытаний и вывесить предупредительные плакаты: «Работать здесь», «Испытание опасно для жизни». Закончив подготовку, ответственное лицо в бригаде обеспечивает безопасность испытаний путём выполнения соответствующих организационно-технических мероприятий. Они заключаются, в первую очередь, в оформлении наряда-допуска, в котором указываются все параметры работ – включая место, время начала и завершения, условия безопасного проведения, информацию о составе бригады и ответственных лицах. 5.2. Подготовка рабочего места Помещения, которые предназначены для испытаний и измерений, должны удовлетворять требованиям санитарных норм и пожарной безопасности и обеспечивать эвакуации персонала при пожарных и авариях. 63 Место, где работает оператор испытательной установки должно быть отдельно от той части, которая имеет напряжение выше 1000 кВ. По технике безопасности испытательная установка, напряжением выше 1000 В, должна быть снабжена блокировкой. Блокировка снимет напряжение с испытательной схемы в случае нарушения техники безопасности. На каждом рабочем месте оператора должна быть световая сигнализация ,которая будет извещать о включении высокого напряжения, а так же звуковая сигнализация, которая будет оповещать о подаче испытательного напряжения. Так же на рабочем месте под ногами оператора обязательно должен находиться изолирующий коврик. Передвижные испытательные установки так же должны быть оснащены наружной световой сигнализацией, которая будет автоматически включаться при наличии напряжения на выводе испытательной установки, и звуковой сигнализацией, кратковременно извещающей о подаче испытательного напряжения. Все испытательные установки и оборудования обязательно должны быть ограждены щитами и канатами с плакатом "Испытание. Опасно для жизни", обращенным наружу. Ограждение должны устанавливать работники, проводящие испытание. При необходимости следует выставлять охрану, состоящую из членов бригады, имеющих группу II, для предотвращения приближения посторонних людей к испытательной установке, соединительным проводам и испытываемому оборудованию. Сотрудники, несущие охрану, должны находиться вне ограждения, покинуть пост они могут только с разрешения производителя работ. Когда испытательное оборудования или установки находятся в разных помещениях или на разных участках, то разрешается нахождение членов бригады с III группой и ведущих контроль за состоянием изоляции отдельно от производителя работ. Перед тем как приступить к работе на испытательных установках, 64 необходимо заземлить корпус установки отдельным заземляющим проводником из гибкого медного провода сечением не менее 10 мм 2 Все присоединения выполняются через коммутационные аппараты или через штепсельную вилку, которые располагаются на мете управления установкой. Все коммутационные аппараты должны оборудоваться устройствами, которые предотвращают самопроизвольное включение, так же между подвижными и неподвижными контактами аппарата должна быть установлена изолирующая накладка. Питающий установку провод или кабель должен быть оборудован защитным предохранителем или автоматическим выключателем. Соединительный провод или кабель должен быть обязательно присоединен к заземленному выводу высокого напряжения. Присоединять соединительный провод к фазе, полюсу испытываемого оборудования или к жиле кабеля и отсоединять его разрешается по указанию руководителя испытаний и только после их заземления, которое должно быть выполнено включением заземляющих ножей или установкой переносных заземлений. 5.3. Правила ТБ во время проведения высоковольтных испытаний При работе необходимо придерживаться правил, указанных в нормативной документации Каждый член бригады должен выполнять только ту работу, которая ему поручена Все параметры испытаний – от величины напряжения и сопротивлений изоляции до продолжительности работ – следует брать из действующих нормативов (ПУЭ) для данного вида электроустановок. При выполнение испытаний запрещается делать следующее: - проводить какие либо изменения в испытательной установке ,когда 65 заземление с вывода снято; - с момента подачи напряжения на вывод испытательной установки находиться на испытываемом объекте, а так же прикасаться к корпусу испытательной установки, стоя на земле; - отвлекаться самому и отвлекать других членов бригады; - входить и выходить из передвижной лаборатории; - прикасаться к кузову передвижной лаборатории; Если в процессе проведения испытаний электролабораторией были обнаружены проблемы в работе инструментов или проверяемого оборудования, работа прекращается, а бригада принимает меры (самостоятельно или, обращаясь к руководству) по устранению неполадок. Останавливать проверку требуется и при наступлении несчастного случая. Кроме остановки работ, такая ситуация требует ещё и вызова «скорой», оказания первой помощи или отправки пострадавшего работника в медпункт, а также информирования о происшествии руководства и сохранения обстановки без изменений до начала расследования. После окончания испытаний производитель работ должен снизить напряжение испытательной установки до нуля, отключить ее от сети напряжением 380/220 кВ, заземлить вывод установки и сообщить об этом членам бригады словами "Напряжение снято". Только после этого разрешается отсоединить провода или в случае полного окончания испытания отсоединять их от испытательной установки и снимать ограждения. После испытания оборудования со значительной емкостью (кабели, генераторы) с него должен быть снят остаточный заряд специальной разрядной штангой. Работу с электроизмерительными клещами должны проводить работники IV группы (из числа оперативного персонала) и III группы (разрешено быть из числа ремонтного персонала). При измерении следует пользоваться диэлектрическими перчатками. Запрещается наклоняться к прибору для 66 отсчета показаний. В электроустановках напряжением до 1000 кВ работать с электроизмерительными клещами разрешается одному работнику, имеющему группу III. Указанная работа должна проводиться по распоряжению либо в порядке текущей эксплуатации. Работу с измерительными штангами должны проводить не менее двух работников: один - имеющий группу IV, остальные - имеющие группу III. Подниматься на конструкцию или телескопическую вышку, а также спускаться с нее следует без штанги. Данная работа проводиться по наряду Присоединять импульсный измеритель линий разрешается только к отключенной и заземленной ВЛ. Присоединение выполняется в следующем порядке: - соединительный провод сначала необходимо присоединить к заземленной проводке, идущей от защитного устройства, затем с помощью изолирующих штанг - к проводу ВЛ. При работе со штангами необходимо пользоваться диэлектрическими перчатками; - снять заземление с ВЛ на том конце, где присоединен импульсный измеритель. При необходимости разрешается снятие заземлений и на других концах поверяемой ВЛ. После снятия заземлений с ВЛ соединительный провод, защитное устройство и проводка к нему должны считаться находящимися под напряжением и прикасаться к ним не разрешается; - снять заземление с проводки импульсного измерителя. Присоединение проводки выполняет только тот персонал, который имеет IV группу или персонал лаборатории под наблюдением оперативного персонала. Подключение импульсного измерителя через стационарную коммутационную аппаратуру к уже присоединенной к ВЛ стационарной проводке и измерения могут проводить единолично оперативный персонал 67 или по распоряжению работник, имеющий группу IV, из персонала лаборатории. По окончании измерений ВЛ должна быть снова заземлена, и только после этого разрешается снять изолирующие штанги с соединительными проводами сначала с ВЛ, а затем с проводки импульсного измерителя. Измерения импульсным измерителем, не имеющим генератора импульсов высокого напряжения, разрешается без удаления с ВЛ работающих бригад. Разрешается измерение мегомметром сопротивления изоляции электрооборудования выше 1000 кВ, включаемого в работу после ремонта, выполнять по распоряжению двум работникам из числа оперативного персонала, имеющим группу IV и III при условии выполнения технических мероприятий, обеспечивающих безопасность работ со снятием напряжения. Измерение сопротивления изоляции мегомметром должно осуществляться на отключенных токоведущих частях, с которых снят заряд путем предварительного их заземления. Заземление с токоведущих частей следует снимать только после подключения мегомметра. После завершения всех проверок измерительная аппаратура отключается, убирается защитное заземление, удаляются ограждения. Рабочую схему оборудования восстанавливают, а место проведения работ убирают. На этом высоковольтные испытания считают полностью завершёнными. 68 ЗАКЛЮЧЕНИЕ В данной выпускной квалификационной работе произведён расчёт высоковольтного вода конденсаторного типа с бумажно-масляной изоляцией на номинальное напряжение 150 кВ и номинальный ток 1000А. Расчет проводился в два этапа. Электрический расчет был произведен с учетом наименьшей неравномерности радиальной напряженности. В результате было рассчитано число слоёв изоляции равное 7, их толщина, а также емкость и падение напряжения на каждом слое, максимальные и минимальные напряженности слоев. Максимальная напряжённость составила 3,012 кВ/мм, что не превышает допустимую. В ходе электрического расчета были получены следующие размеры: диаметр изоляционного остова – 108 мм, длина токоведущего стержня – 2,273 м, длина первой конденсаторной обкладки – 1,624 м. Диаметр токоведущего стержня 30 мм. Между фарфоровой покрышкой и изоляционным остовом предусмотрен масляный канал для обеспечения циркуляции масла, что приводит к лучшему охлаждению ввода. Предусмотрен вывод для измерения напряжения. В ходе теплового расчета были определены тепловые сопротивления и емкости слоев изоляции, построена зависимость тангенса диэлектрических потерь, определено распределение температуры по слоям. В тепловом расчёте определялось выделяемое и отводимое тепло. В результате была построена зависимость тепловой устойчивости ввода из которой следует что точка теплового равновесия равна 55 0 С 69 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 1. ГОСТ 1516.1–76. Электрооборудование переменного тока на напряжение от 3 до 500 кВ. Требования к электрической прочности изоляции (с Изменениями № 1, 2, 3, 4, 5, 6).-М.: ИПК Издательствово стандартов, 1999. 2. Электрический и тепловой расчет высоковольтных вводов. Методические указания к выпускной квалификационной работе. Составители: М. Е. Тихов, В.Б. Харьковский, Г.А. Филиппов – Иваново 2009. 3. Расчет выдерживаемых напряжений изоляционных промежутков в элегазе. Методические указания по курсовому и дипломному проектированию для студентов специальности 0314 «Техника высоких напряжений»; Составители: Ю.И. Страдомский, В.Б. Харьковский – Иваново: ИЭИ, 1987. 4. Изоляция установок высокого напряжения: Учебник для вузов / Г.С. Кучинский, В.Е. Кизеветтер, Ю.С. Пинталь; Под общ. ред. Г.С. Кучинского. – М.: Энергоатомиздат, 1987. – 368 с. 5. Приказ Минтруда России от 24.07.2013 N 328н (ред. от 15.11.2018) "Об утверждении Правил по охране труда при эксплуатации электроустановок" |