МДК 0102. Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования
 Скачать 78.11 Kb.
|
|
Вопросы для выполнения контрольной работы для студентов заочного отделения по дисциплине: “Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования” Вариант №4 В КАКИХ СЛУЧАЯХ ПРИМЕНЯЕТСЯ ЭЛЕКТРОПРОВОДКА С МЕДНЫМИ ЖИЛАМИ? 1) Когда нужны провода гибкие или ультра гибкие (выдерживающие большое число перегибов) (многожильные) 2) очень высокая температура окружающей среды 3) сильно ограничена площадь под закладку провода 4) необходимость в множестве паяных соединений (большинство других металлов требуют ядовитые флюсы) В наше время, мощного электропотребления, имеется самая разнообразная кабельная продукция, которая отличается множеством характеристик. Среди различных типов проводов широко используются медные, они на порядок дороже, чем алюминиевые, но имеют множество преимуществ. Медные проводники, отличаются большей электрической проводимостью и менее подвержены коррозии. Провода, сделанные из меди, более прочны и гибки, их можно гнуть значительно больше раз, чем алюминиевые, которые при нескольких изгибах могут сломаться, это очень важно при монтаже электропроводки. Медная проводка более долговечна. Медь не окисляется, что нельзя сказать об алюминии. Алюминиевые провода, в случае соприкосновения с воздухом, быстро окисляются, результатом служит, образование на их поверхности тугоплавкой окисной пленки, которая плохо проводит электрический ток, а следовательно, препятствует созданию хорошего контакта. Место с плохим контактом будет постоянно греться, искрить. Медные провода обеспечивают высокую надежность соединения и исключают замыкания в местах крепления к электрическим приборам и между собой. При креплении в винтовых зажимах, алюминиевые проводники, проявляют такой недостаток, как низкий предел текучести, в результате алюминиевые провода выскальзывают из-под зажима, ослабляя контакт и по этому, места крепления алюминиевых жил, требуют периодической проверки. Так же медные проводники, в отличии от алюминиевых, обладают меньшим удельным сопротивлением, имея меньший диаметр сечения. Соответственно, необходимо меньше изолирующего и защитного материала, что снижает ценовую привлекательность алюминия. Проводники из меди позволяют обеспечить необходимое качество контакта и надежное электроснабжение, электропитание. Отличающиеся большой гибкостью и виброустойчивостью, медные проводники, применяются, не только, в электрической проводке помещений, так же в бытовой технике, автомобилестроении и прочих современных отраслях. Очевидные преимущества меди, связанные с физико-химическими свойствами и ограничениями технических стандартов, не позволяют медные проводники, полноценно заменить алюминиевыми. СПОСОБЫ ПРОКЛАДКИ КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ НАПРЯЖЕНИЕМ ВЫШЕ 1000 В. Кабели прокладывают в кабельных сооружениях, траншеях, блоках, на опорных конструкциях, в лотках (в помещениях, туннелях). Монтаж кабельных линий выполняют в соответствии с проектно-технической документацией, в которой указаны трасса линии и ее геодезические отметки, позволяющие судить о разности уровней отдельных участков трассы. Линии электропередачи 6…10 кВ и выше выполняют специальным силовым кабелем. Конструкции силовых кабелей зависят от класса напряжения. Наиболее распространены трех- и четырехжильные силовые кабели с бумажной изоляцией. Для напряжения 10 кВ их выполняют с поясной изоляцией в общей свинцовой оболочке для всех жил, а для напряжений 20 и 35 кВ – с отдельно освинцованными жилами. Жилы кабеля состоят из большого числа обычно медных проводников малого сечения. Кабели напряжением до 6 кВ и сечением до 16 мм2изготовляют с круглыми жилами, напряжением выше 6 кВ и сечением более 16 мм2 – с секторными жилами (в поперечном разрезе жила имеет форму сектора окружности). На рис. 1 показан трехжильный кабель с секторными жилами на напряжение 10 кВ. Каждая жила изолирована от другой специальной кабельной бумагой 2, пропитанной специальной массой, в состав которой входят масло и канифоль. Все жилы от земли изолированы поясной изоляцией 4 также из пропитанной бумаги. Для обеспечения герметичности кабеля на поясную изоляцию накладывают свинцовую оболочку без швов. От механических повреждений кабель защищен броней 8 из стальной ленты, а от химических воздействий – асфальтированным джутом.  Рис. 1 Трехжильный кабель с поясной изоляцией из пропитанной бумаги (а) и его разрезы (б – с круглыми жилами; в - с секторными жилами): 1 – жилы; 2 – изоляция жил; 3 – заполнитель; 4 – поясная изоляция; 5 – защитная оболочка; 6 – бумага, пропитанная компаундом; 7 – защитный покров из пропитанной кабельной пряжи; 8 – ленточная броня; 9 – пропитанная кабельная пряжа В последнее время выпускают кабели, у которых свинцовое покрытие заменено алюминиевым либо пластмассовым (сопрен, винилит). Конструктивное обозначение силовых кабелей состоит из нескольких букв: если первая буква А – жилы кабеля алюминиевые, если таковой нет – жилы из меди; вторая буква обозначает материал изоляции жил (Р – резина, В-поливинилхлорид, П – полиэтилен, для кабелей с бумажной изоляцией буква не ставится); третья буква обозначает материал оболочки (С – свинец, А–алюминий, Н и HP – негорючая резина-найрит, В и ВР – поливинилхлорид, СТ – гофрированная сталь); четвертая буква обозначает защитное покрытие (А – асфальтированный кабель, Б – бронированный лентами, Г – голый (без джутовой оплетки), К – бронированный круглой стальной оцинкованной проволокой, П – бронированный плоской стальной оцинкованной проволокой). Буква Н в конце обозначения говорит о том, что защитный покров негорючий, Т – указывает на возможность прокладки кабеля в трубах, Шв или Шп означают, что оболочка кабеля заключена в поливинилхлоридный или полиэтиленовый шланг. Буква Ц в начале названия говорит о том, что бумажная изоляция пропитана массой на основе церезина. К монтажу кабельных линий применяется ряд требований. Кабели с пропитанной бумажной и поливинилхлоридной изоляцией можно прокладывать только при температуре окружающего воздуха выше 0°С, если температура в течение суток до начала прокладки падала ниже кабели перед прокладкой прогревают в отапливаемом помещении или электрическим током, пропускаемым по жилам, закороченным с одной стороны, при этом обязательно контролируют температуру нагрева. Значения силы тока и напряжения, время прогрева и срок прокладки нагретого кабеля в траншее строго регламентированы. Кабели раскатывают вдоль трассы с помощью движущегося транспорта (с барабана, расположенного на земле) или ручным способом. Монтаж кабелей в траншеях – наиболее распространенный и легко выполняемый способ их прокладки. Глубина траншей должна быть не менее 700 мм, а ширина – такой, чтобы расстояние между несколькими параллельно проложенными в ней кабелями напряжением до 10 кВ было не менее 100 мм, от стенки траншеи до ближайшего крайнего кабеля – не менее 50 мм. Глубину заложения кабеля можно уменьшить до 0,5 м на участках длиной до 0,5 м при вводе в здание, а также в местах пересечения кабеля с подземными сооружениями при условии защиты его асбоцементными трубами. Для предохранения от механических повреждений кабели напряжением 6…10 кВ поверх присыпки защищают красным кирпичом или железобетонными плитами; кабели напряжением 20…35 кВ – плитами; кабели напряжением до 1 кВ – кирпичами и плитами только в местах частых раскопок (их укладывают сплошь по длине траншеи с напуском над крайними кабелями не менее 50 мм). В местах будущего расположения кабельных соединений траншеи расширяют, образуя котлованы или колодцы для соединительных муфт. На кабельной линии длиной 1 км допускается установка не более шести муфт. Котлован для единичной кабельной муфты напряжением до 10 кВ выполняется шириной 1,5 м и длиной 2,5 м, а для каждой монтируемой параллельно с первой муфты его ширину увеличивают на 350 мм.Соединения в кабельной муфте должны быть герметичными, влагостойкими, обладать механической и электрической прочностью, а также противокоррозионной устойчивостью. Прокладка кабелей в блоках применяется для их защиты от механических повреждений. Блок представляет собой подземное сооружение, выполненное из нескольких труб (асбоцементных, керамических и др.) или железобетонных панелей с относящимися к ним колодцами. При монтаже кабелей в бетонных блоках или блоках из асбоцементных труб повышается надежность их защиты, однако усложняется прокладка, значительно увеличивается стоимость линии и возникают дополнительные затраты на эксплуатацию кабельных колодцев. Кроме того, допустимые токовые нагрузки кабелей, находящихся в блоках, меньше, чем у кабелей, проложенных открыто или в земле, из-за худших условий охлаждения. Кабели часто прокладывают в небольших железобетонных каналах, закрытых сверху плитами. При большом количестве параллельно идущих кабелей строят туннели, проходные каналы или прокладывают блоки из труб. Прокладка силовых кабелей в кабельных блоках выполняется редко. Прокладка кабелей на опорных конструкциях и в лотках выполняется в цехах производственных предприятий, по стенам зданий, в туннелях. Опорные кабельные конструкции изготавливают из листовой стали в виде стоек с полками, стоек со скобой, настенных полок. Специальные перфорированные и сварные лотки используют для прокладки проводов и небронированных кабелей по кирпичным и бетонным стенам на высоте не менее 2 м. Их обязательно заземляют не менее чем в двух местах и электрически соединяют между собой. Допускается совместная прокладка силовых кабелей, осветительных и контрольных цепей при условии разделения каждой из них стальными разделителями. Для кабельных муфт устраивают специальные лотки. Кабели должны быть жестко закреплены на прямых участках трассы через каждые 0,5 м при вертикальном расположении лотков и через каждые 3 м при их горизонтальном расположении, а также на углах и в местах соединений. Для соединения кабелей при монтаже выполняют разделку их концов и соединение жил. Разделка конца кабеля состоит из последовательных операций ступенчатого удаления защитных и изоляционных частей и является частью монтажа муфт. Размеры разделки, зависящие от конструкции муфты, напряжения кабеля и сечения его жил. Соединение и ответвление токоведущих жил кабеля выполняют с помощью специальных инструментов, различных приспособлений и принадлежностей с соблюдением технологии, обеспечивающей надежный электрический контакт и необходимую механическую прочность. При выборе способа соединения учитывают материал и сечение соединяемых жил, конструктивные особенности муфт. Пайку применяют для соединения жил кабелей классов напряжения 1,6 и 10 кВ. Пайку производят либо мощным, хорошо разогретым паяльником, либо путем помещения концов жил в специальные ванночки с расплавленным припоем. Для пайки кабелей используют обычно полужесткие и жесткие припои. Опрессовку применяют в основном для соединения алюминиевых жил кабелей до 1 кВ и выполняют с помощью гильз и опрессовочных механизмов – клещей и прессов. В гильзу с двух сторон помещают соединяемые жилы кабелей и гильзу сжимают. Под действием создаваемого прессующим механизмом давления металл гильз и жил спрессовывается, образуя монолитное соединение. Газовая и электрическая сварка служит для соединения алюминиевых жил кабеля сечением 16…240 мм2 . Термитная сварка – один из наиболее совершенных способов соединения алюминиевых жил кабелей, который выполняется с помощью специальных патронов типа А. Провода в патроне устанавливаются встык и его поджигают специальной спичкой. Внутри патрона находится термитный состав, при горении которого температура достигает нескольких тысяч градусов. Кабели перед введением в эксплуатацию должны быть заземлены. В чугунных соединительных муфтах заземление выполняют двумя отрезками гибкого медного провода, соответствующего жилам кабеля сечения. Оболочку и броню кабелей соединяют таким же проводом, присоединяя его к контактной площадке муфты. В свинцовых муфтах заземление выполняют одним куском гибкого медного провода, присоединяемого пайкой и проволочными бандажами к оболочкам и броне обоих кабелей, а также к корпусу муфт. В эпоксидных муфтах технология присоединения провода заземления между оболочками и броней кабелей и разъемными корпусами муфт зависит от конструкции последних, особенностей их монтажа и заливки компаундом. Для соединения участков кабельной линии применяют кабельные муфты. Кабельные муфты разделяют по напряжению (до 1, 6, 10, 35 кВ), назначению (соединительная, ответвительная, концевая), габаритным размерам (нормальная, малогабаритная), материалу (чугунная, свинцовая, эпоксидная), форме (У-образная, Т-образная, Х-образная), месту установки (внутренняя, наружная), числу фаз (концевая трехфазная или четырехфазная). Для оконцевания кабелей вне помещений применяют концевые кабельные муфты, а внутри помещений – концевые заделки. В качестве концевых муфт для кабелей напряжением до 10 кВ с бумажной изоляцией используют мачтовые муфты КМ с заливкой кабельной массы или эпоксидные КНЭ, при напряжении 20…35 кВ – однофазные КНО или КНЭО, а для кабелей с пластмассовой изоляцией – КНЭ или ПКНЭ. Концевые заделки бывают в стальных воронках (тип КВБ), в воронках из эпоксидного компаунда (КВЭ), из поливинилхлоридных лент (КВВ), в резиновых перчатках (КВР). Для оконцевания токопроводящих жил кабелей применяют наконечники, присоединяемые опрессовкой, сваркой или пайкой. Наиболее надежным и распространенным способом оконцевания жил является опрессовка. Алюминиевые жилы сечением 16…240 мм2 оконцовывают опрессовкой трубчатыми наконечниками ТА или ТАМ, а медные жилы сечением 4…240 мм2 – наконечником Т. Опрессовку выполняют местным вдавливанием трубчатой части наконечника с помощью специальных опрессовочных механизмов. При сварке применяют литые наконечники ЛА, а при пайке – медные наконечники серии П. Открыто проложенные кабели, а также все кабельные муфты должны быть снабжены бирками; на бирках кабелей в начале и конце линии должны быть указаны марка, напряжение, сечение, номер или наименование линии; на бирках соединительных муфт – номер муфты, дата монтажа. Бирки должны быть стойкими к воздействию окружающей среды. Они должны быть расположены по длине линии через каждые 50 м на открыто проложенных кабелях, а также на поворотах трассы и в местах прохода кабелей через огнестойкие перегородки и перекрытия (с обеих сторон). ПРОТИВОГОЛОЛЁДНЫЕ МЕРОПРИЯТИЯ НА ВЛ? Гололёд (устаревший синоним — ожеледь) — атмосферные осадки в виде слоя плотного стекловидного льда (гладкого или слегка бугристого), образующегося на растениях, проводах, предметах, поверхности земли в результате намерзания частиц осадков (переохлаждённой мороси, переохлаждённого дождя, ледяного дождя, ледяной крупы, иногда дождя со снегом) при соприкосновении с поверхностью, имеющей отрицательную температуру. Гололёд, то есть плотная ледяная корка, образуется при намерзании переохлаждённых капель дождя, мороси или тумана при температуре от 0 до –5°С на поверхности земли и различных предметов, в том числе проводах высоковольтных линий электропередач. Толщина гололёда на них может достигать 60—70 мм, существенно утяжеляя провода. Простые расчеты показывают, что, например, провод марки АС-185/43 диаметром 19,6 мм километровой длины имеет массу 846 кг; при толщине гололёда 20 мм она увеличивается в 3,7 раза, при толщине 40 мм — в 9 раз, при толщине 60 мм — в 17 раз. При этом общая масса линии электропередачи из восьми проводов километровой длины возрастает соответственно до 25, 60 и 115 тонн, что приводит к обрыву проводов и поломке металлических опор. За последние пятнадцать лет гололёд на высоковольтных линиях стал возникать всё чаще. При небольшом морозе, в условиях мягкой зимы, на проводах оседают капельки тумана или дождя, покрывая их плотной ледяной «шубой» весом несколько тонн на длине километр. В результате провода рвутся, а опоры линий электропередач ломаются. Участившиеся аварии на ЛЭП связаны, по-видимому, с общим потеплением климата и потребуют немало сил и средств на их предотвращение. Готовиться к ним нужно заранее, но традиционный способ плавления гололёда на проводах малоэффективен, неудобен, дорог и опасен. Поэтому в Московском институте радиоэлектроники и автоматики (МИРЭА) разработана новая технология не просто уничтожения уже намёрзшего льда, но позволяющая загодя предотвращать его образование. Подобные аварии приносят значительный экономический ущерб, на их устранение уходит несколько дней и затрачиваются огромные средства. Так, по материалам фирмы «ОГРЭС», крупные аварии по причине гололёда за период с 1971 по 2001 год многократно происходили в 44 энергосистемах России. Только одна авария в сочинских электросетях в декабре 2001 года привела к повреждению 2,5 тыс. км воздушных линий электропередач напряжением до 220 кВ и прекращению электроснабжения огромного района. Много аварий гололёдного происхождения было и минувшей зимой. Наиболее подвержены гололёду высоковольтные линии электропередач на Кавказе (в том числе и в районе предстоящей в 2014 году зимней сочинской Олимпиады), в Башкирии, на Камчатке, в иных районах России и других стран. При осмотре с земли не все дефекты могут быть выявлены. Поэтому на линиях напряжением 35 кВ и выше один раз в шесть лет проводят верховой осмотр проводов, тросов, гирлянд изоляторов на каждой опоре линии. При этом более тщательно проверяют состояние проводов, тросов, изоляторов, арматуры, деталей крепления проводов и тросов к опоре, наличие шплинтов и замков в арматуре. Верховые осмотры линий напряжением ниже .35 кВ проводят по мере необходимости. Предусматривают также проведение один раз в шесть лет проверки состояния антикоррозионного покрытия металлических опор и траверс железобетонных опор, металлических подножников опор и анкеров оттяжек с целью определения необходимости повторной защиты их от коррозии. Для этого подножники и анкеры оттяжек выборочно вскрывают на участках, где ожидается наибольшая коррозия (сырые места, места с агрессивными водами и т. п.). Если в процессе эксплуатации происходят повторные автоматические отключения ЛЭП, то проводят ее внеочередной верховой осмотр. Не реже одного раза в шесть лет осуществляют выборочную выемку проводов из зажимов. Цель этих проверок — выявление повреждений, которые без выемки проводов из зажимов остаются незамеченными. Чтобы предотвратить повреждения ЛЭП от гололедных отложений (в осенне-зимний период) и «пляски» проводов, необходимо принимать меры к удалению появившегося на проводах гололеда или предупреждать его появления. Средством обнаружения и сигнализации о величине гололедных отложений на проводах линий являются дистанционные сигнализаторы гололеда. Выпускаемые отечественной промышленностью дистанционные сигнализаторы гололеда состоят из трех блоков: датчика гололедных нагрузок, передатчика и приемника высокочастотных сигналов. Датчик нагрузок и передатчик устанавливают на опоре линии так, что нагрузка от провода передается на динамометр датчика и при увеличении массы провода под действием гололеда происходит замыкание контактов, включающих передатчик, который, в свою очередь, посылает сигнал в установленный, например, на подстанции приемник и последний сигнализирует о появлении гололеда. Однако область эффективного применения сигнализаторов гололеда ограничена. Они приспособлены для работы на ЛЭП напряжением не свыше 220 кВ. Кроме того, датчик гололедных нагрузок реагирует только на достаточно большие по массе отложения гололеда. В то же время «пляска» проводов обычно вызывается весьма небольшими по величине односторонними и неравномерными отложениями. Поэтому сигнализаторы гололеда неприменимы как средство сигнализации о появлении условий, могущих вызвать «пляску» проводов.
Защиту от гололеда проводят несколькими способами. Лед и снег можно расплавить теплотой электрического тока, для чего требуется увеличить электрическую нагрузку на провода. Требуемый эффект можно получить быстрее, если включить ЛЭП на короткое замыкание. При большой протяженности линии и большом индуктивном сопротивлении плавка гололеда переменным током требует очень высоких напряжений источника плавки и очень больших реактивных мощностей. Для плавки гололеда постоянным током разработаны специальные выпрямительные агрегаты ВУКН-1200-14000. Эти агрегаты подключают к источнику переменного тока напряжением до 10 кВ и дают выпрямленный ток напряжением до 14 кВ. Два таких агрегата, соединенных параллельно, могут обеспечить плавку гололеда ЛЭП 220 кВ протяженностью около 100—120 км. При последовательном соединении нескольких агрегатов, питающихся от отдельных трансформаторов или разделенных систем шйн, можно получить более высокое напряжение постоянного тока, т. е. увеличить длину участка плавки. К недостаткам агрегата относится довольно высокая стоимость самого агрегата и дополнительного оборудования, необходимого для его эксплуатации. Гололед с проводов можно удалять также механическим путем. Самый простой способ механического удаления гололеда — сбивание, которое проводится с земли с помощью длинных шестов или из корзины автовышки. Практикуют также срезание гололеда с помощью стального тросика и удаление гололеда с помощью специальных роликов-ледорезов. Эти методы требуют много времени и применяются только на коротких участках линий. Одним из мероприятий по предупреждению «пляски» является увеличение расстояний между проводами и между проводами и тросами, при которых вероятность замыкания при «пляске» весьма мала. Эти расстояния выбирают в соответствии с ПУЭ. Другое мероприятие — это применение рациональных конструкций линейной арматуры, гирлянд изоляторов и узлов крепления их к опорам, обеспечивающим необходимую шарнирность сопряжения всех элементов и снижающих их износ при «пляске». При эксплуатации ЛЭП возникает также вибрация проводов и тросов; она появляется при ветрах. Вероятность вибраций возрастает вместе с увеличением высоты подвеса проводов и тросов. Так как вибрация сопровождается обычно перегибами проводов и тросов в местах закреплений, они влекут за собой значительные перенапряжения в металле. В конечном итоге вибрации приводят к разрушению проводов и их отрыву. Снизить опасность, связанную с вибрацией проводов, возможно установкой на каждом проводе или тросе по обе стороны от места их подвеса специальных устройств — виброгасителей (демпферов), которые имеют чугунные грузы; их масса приводит к уменьшению вибрации, и применение их повышает срок службы проводов и тросов. Систематические осмотры проводов и своевременный ремонт их во многом способствуют тому, чтобы избежать повреждения проводов в результате вибрации. ЭКСПЛУАТАЦИЯ СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ. УСЛОВИЯ ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ РАБОТЫ ТРАНСФОРМАТОРОВ. Силовые трансформаторы - неотъемлемые элементы энергосистемы. Данные элементы выполняют очень важную функцию - они преобразуют электроэнергию из одного значения напряжение в другое значение, необходимое для дальнейшей передачи энергии или для питания конечных потребителей. Важнейшей задачей энергетики является поддержание нормального и бесперебойного режима работы оборудования, в том числе и силовых трансформаторов, который может быть обеспечен только при правильной его эксплуатации. В данной статье подробно рассмотрим особенности эксплуатации силовых трансформаторов. Требования к установке силовых трансформаторов Прежде всего, следует отметить, что правильная и безаварийная эксплуатация силовых трансформаторов возможна только при соблюдении требований при его установке. Трансформаторы, конструктивно имеющие газовую защиту, должны устанавливаться на фундамент оборудования под небольшим уклоном таким образом, чтобы верхняя крышка трансформатора поднималась в сторону газового реле на 1-1,5%, а маслопровод к расширителю на 2-4 %. Трансформаторы номинальной мощностью до 1000 кВА, как правило, не комплектуются газовой защитой, поэтому они устанавливаются без уклона. Наиболее важным условием правильной эксплуатации силового трансформатора является соблюдение нормированного температурного режима при его работе. Поэтому очень важно выполнить все требования завода-изготовителя относительно установки трансформатора. Основная задача в данном случае – обеспечить нормальную работу трансформатора под нагрузкой с учетом возможных изменений температуры окружающей среды. Температурный режим работы трансформатора Работа трансформатора в нормальном температурном режиме обеспечивается, прежде всего, предусмотренной конструктивно системой охлаждения. Соответственно нормальная эксплуатация силового трансформатора возможна только при условии исправности и эффективной работы системы охлаждения. Если трансформатор устанавливается в закрытой камере, то помимо штатной системы охлаждения должна быть обеспечена эффективная вентиляция в помещении. Для трансформаторов небольшой мощности, как правило, ограничиваются естественной вентиляцией. В зависимости от местных условий, характеристик работы силового трансформатора и его мощности, может быть предусмотрено наличие принудительной приточно-вытяжной вентиляции. Эффективность охлаждения трансформатора определяется по разнице температур приточного и отводимого воздуха – она не должна превышать 15 град. Отвод тепла от обмоток масляных трансформаторов обеспечивается при помощи трансформаторного масла, в которое помещены обмотки данного элемента оборудования. Во избежание повреждения обмоток в процессе эксплуатации должен быть соблюден требуемый уровень масла в баке трансформатора. Поэтому эксплуатация трансформатора предусматривает контроль уровня масла в расширителе бака трансформатора. Уровень масла должен находиться в пределах допустимых границ и примерно соответствовать температуре окружающей среды с учетом текущей нагрузки на трансформаторе. Также на трансформаторах устанавливаются термометры или датчики температуры, посредством которых осуществляется контроль над температурой верхних слоев масла трансформатора, которая должна соответствовать требованиям, предъявляемым к той или иной системе охлаждения. Нагрузочный режим работы трансформатора Контроль нагрузочного режима – одна из важнейших задач при эксплуатации силового трансформатора. Ток нагрузки каждой из обмоток трансформатора не должен превышать номинальное значение. Допускаются незначительные перегрузки, величина и продолжительность которых зависит от множества факторов – эти данные указываются в документации по эксплуатации. Продолжительная перегрузка трансформаторов выше допустимых норм негативно сказывается на сроке эксплуатации трансформатора. Поэтому в случае нехватки мощности трансформатор должен быть заменен на более мощный, который будет соответствовать текущим потребностям потребителей. В случае сезонных перепадов нагрузок при нехватке мощности вариантом решения проблемы будет установка дополнительного трансформатора, который при необходимости включается в параллельную работу. Включать на параллельную работу трансформаторы можно только при соблюдении нескольких условий:
Пожарная безопасность при эксплуатации силовых трансформаторов Силовые трансформаторы – это оборудование повышенной пожарной опасности. Поэтому в процессе эксплуатации силовых трансформаторов необходимо строго соблюдать правила пожарной безопасности. В закрытой камере или на территории открытого распределительного устройства, где установлен трансформатор, должны быть в наличии необходимые средства пожаротушения – ящики с песком, огнетушители. Для трансформаторов большой мощности монтируются специальные автоматические установки для тушения пожара. В данном случае эксплуатация трансформаторов предусматривает периодические проверки работоспособности и техническое обслуживание данных установок. Для трансформаторов с большим объемом трансформаторного масла во избежание растекания масла в случае нарушения герметичности бака устанавливаются специальные маслоприемники, которые связаны трубопроводами с резервуаром-маслосборником. В случае повреждения трансформатора весь объем масла попадет в маслосборник. На энергетических объектах особое внимание уделяется подготовке обслуживающего персонала в вопросах пожарной безопасности: организуется обучение, периодическая проверка знаний правил пожарной безопасности, проводятся противопожарные тренировки, разрабатываются специальные схемы пожаротушения с учетом местных условий. Защита силовых трансформаторов Эксплуатация силовых трансформаторов в пределах заявленного срока службы обеспечивается благодаря наличию защитных устройств, основная задача которых - защита трансформаторов от нежелательных перегрузок и внутренних повреждений. Поэтому эксплуатация трансформаторов также включает в себя своевременную проверку и техническое обслуживание элементов релейной защиты и автоматики трансформатора. Как осуществляется эксплуатация силовых трансформаторов на энергетических объектах Для обеспечения бесперебойной и продолжительной работы эксплуатация силовых трансформаторов на подстанциях включает в себя следующие мероприятия:
Периодичность осмотров трансформаторов зависит от типа электроустановки. В электроустановках с постоянным дежурством оперативного персонала осмотр осуществляется один раз в сутки, без постоянного персонала - не менее одного раза в месяц, а осмотр трансформаторов в распределительных пунктах - один раз в 6 месяцев. В зависимости от условий работы трансформатора, в частности нагрузочного режима, температуры окружающей среды, а также технического состояния элемента оборудования в целом периодичность осмотров может быть изменена. В случае возникновения аварийных ситуаций, после срабатывания защит или резкого изменения температуры окружающей среды производятся внеочередные осмотры трансформатора. Осмотры трансформаторов производятся без их отключения. При осмотре силового трансформатора проверяются:
Эксплуатация трансформаторов также включает в себя контроль над уровнями напряжений у потребителя. В случае отклонения напряжений за пределы допустимых значений осуществляется регулировка напряжения посредством переключений ответвлений обмоток устройствами ПБВ или РПН. Параллельная работа трансформаторов – подключение трансформаторов на совместную работу, при таком подключении соединяются между собой одноименные выводы обмоток со стороны высокого напряжения и выводы обмотки сторон низкого напряжения. При необходимости включения трансформаторов на параллельную работу во избежание негативных последствий для оборудования необходимо учитывать несколько факторов. Рассмотрим подробно условия включения силовых трансформаторов на параллельную работу. Равенство групп соединения обмоток Существует несколько групп соединений обмоток трансформатора. Каждая группа отличается своим углом сдвига фаз первичного и вторичного напряжений. Поэтому если включить два трансформатора с разными группами соединения обмоток на параллельную работу, то это приведет к возникновению больших уравнительных токов в обмотках, которые приведут к выходу из строя трансформаторы. Поэтому первым условием включения трансформаторов на параллельную работу является равенство их групп соединений обмоток. Номинальная мощность трансформаторов Второе условие, необходимое для возможности включения трансформаторов на параллельную работу – соотношение их номинальной мощности не более 1 к 3. Например, если номинальная мощность одного силового трансформатора 1000 кВА, то он может быть включен на параллельную работу с другим трансформатором, мощностью от 400 кВА до 2500 кВА – все величины из данного диапазона мощности в соотношении с мощностью 1000 кВА не более 1 к 3. Номинальное напряжение обмоток, коэффициент трансформации Третье условие – равенство номинальных напряжений обмоток подключаемых на совместную работу трансформаторов. Если напряжение на вторичных обмотках трансформаторов будет отличаться, то это приведет к возникновению уравнительных токов, которые в свою очередь приводят к падениям напряжения и нежелательным потерям. Допускается незначительное отклонение напряжений – разница коэффициентов трансформации в пределах до 0,5%. На трансформаторах, где предусмотрена возможность регулировки коэффициента трансформации путем увеличения или уменьшения количества витков обмотки, нужно учитывать положение переключающих устройств – ПБВ или РПН. При необходимости посредством применения данных устройств можно откорректировать напряжение на трансформаторе до требуемых значений, после чего можно соединять вторичные обмотки – включать трансформаторы на параллельную работу. Напряжение короткого замыкания На каждом трансформаторе в паспорте указывается такой параметр, какнапряжение короткого замыкания. Эта величина показывает процентное соотношение к номинальному напряжению первичной обмотки силового трансформатора, которое необходимо подать на первичную обмотку, чтобы по обмотке протекал номинальный ток, при замкнутых накоротко выводах вторичной обмотки. Напряжение короткого замыкания характеризует внутреннее сопротивление обмоток силового трансформатора. Поэтому если включить параллельно трансформаторы с разными показателями напряжения короткого замыкания, то внутренние сопротивления трансформаторов будут непропорциональны и при подключении нагрузки трансформаторы будут нагружены неравномерно: один из трансформаторов может быть перегружен, а другой недогружен. В данном случае нагрузка будет распределяться обратно пропорционально напряжению короткого замыкания – то есть трансформатор с меньшим значением напряжения КЗ будет перегружен. Поэтому четвертым условием включения трансформаторов на параллельную работу является равенство напряжений короткого замыкания. Допускается разница напряжений короткого замыкания на 10%. Распределение нагрузки между трансформаторами разной мощности При необходимости включения трансформаторов на параллельную работу возникает вопрос: а как будет распределена нагрузка между трансформаторами разной номинальной мощности? При соблюдении вышеперечисленных условий нагрузка на трансформаторах будет распределена пропорционально, в соответствии с их номинальными мощностями. Но, не смотря на соответствие паспортных данных вышеприведенным условиям, фактические параметры включаемых на параллельную работу трансформаторов могут немного отличаться. В первую очередь это связано с техническим состоянием трансформатора, возможными несоответствиями, допущенными на производстве либо внесенными изменениями в конструкцию при выполнении ремонтно-восстановительных работ. В таком случае при включении трансформаторов на параллельную работу может наблюдаться непропорциональное распределение нагрузки. Возможный вариант решения данной проблемы - изменение коэффициента трансформации переключением устройства ПБВ или РПН. В данном случае необходимо экспериментально откорректировать напряжение на вторичной обмотке трансформаторов таким образом, чтобы на обмотке недогруженного трансформатора напряжение было выше, чем на другом трансформаторе. После выбора трансформаторов с учетом вышеприведенным условий необходимо выполнить еще одно важное условие – соблюсти фазировку при подключении выводов вторичных обмоток во избежание создания аварийной ситуации в электросети – междуфазного короткого замыкания. То есть перед тем как соединить выводы вторичных обмоток необходимо убедиться в том, что будут подключены одноименные выводы – для этого выполняется пофазная проверка специальными указателями для фазировки. При включении трансформаторов на параллельную работу не менее важно правильно выбрать оборудование для их подключения к электрической сети. Выбор коммутационных аппаратов и соединительных токопроводов по стороне ВН и НН трансформаторов осуществляется по номинальному току обмоток трансформатора с учетом допустимых кратковременных перегрузок. Защитные аппараты – высоковольтные выключатели, автоматически выключатели или предохранители должны быть выбраны таким образом, чтобы обмотки не подвергались перегрузкам выше допустимых значений, были защищены от возможных коротких замыканий в электрической сети. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ РЕМОНТАХ И ОСМОТРАХ ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ. При осмотрах воздушных линий всегда считают, что линия находится под напряжением и принимают все меры осторожности, вытекающие из этого. Это требование обусловливается тем, что на отключенную линию в любое время может быть подано напряжение. Если при осмотре ВЛ будет обнаружен оборвавшийся провод напряжением до 20 кВ. к нему нельзя приближаться ближе, чем на 5 м, при напряжении линии выше 20 кВ – менее чем на 8 м. Обходчик линии обязан принять меры для предупреждения людей об опасности приближения к оборвавшемуся проводу. К числу таких мероприятий можно отнести установку ограждений, вывеску плакатов и т.п. При верховых осмотрах ВЛ без их отключения от источника напряжения лицо, выполняющее осмотр, должно находиться на безопасном расстоянии от токоведущих частей. Безопасным является осмотр с изолирующей площадки. Ремонтные работы на ВЛ, кроме выше отмеченных могут выполняться только после того, как с линии снято напряжение. Перед тем как приступить к ремонтным работам, необходимо на месте работ проверить указателем напряжения, укрепленным на изолирующей штанге, действительно ли линия обесточена и заземлить ее провода. Убедившись в том, что с линии напряжение действительно снято, ее заземляют. Для заземления ВЛ заземляющий проводник присоединяют сначала к заземлителю и лишь после этого прикрепляют к воздушным проводам с помощью специальных зажимов. По окончании работ наложенный на провод заземлитель должен быть снят. Операция эта осуществляется в обратном порядке. При выполнении ремонтных работ на ВЛ следят за тем, чтобы под опорой, на которой ведут работы, не находились люди (на случай падения сверху какого-либо предмета). Ремонтные работы на ВЛ, находящихся под напряжением проводят два человека. |