Организация эксплуатации и ремонта электрооборудования электрических станций и сетей

Энергообъекты и другие организации электроэнергетики должны проводить работу по вовлечению и профессиональной ориентации молодежи и других социально-демографических групп населения для работы в отрасли.

Ответственность за работу с персоналом на энергообъекте несет лицо, осуществляющее управление имуществом этого энергообъекта.

Руководство процессом подготовки, поддержания и повышения квалификации персонала должны осуществлять технические руководители, а контроль за его осуществление - руководители предприятий (организаций).

В зависимости от категории работников устанавливаются следующие формы работы с персоналом:

подготовка по новой должности (профессии) с обучением на рабочем месте (стажировкой);

проверка знаний правил, норм и инструкций по технической эксплуатации, безопасности и охране труда, промышленной и пожарной безопасности;

дублирование;

контрольные противоаварийные и противопожарные тренировки;

инструктажи по технике безопасности (ТБ) и пожарной безопасности (ПБ): вводный, первичный, повторный (периодический), целевой (текущий), внеочередной;

спецподготовка;

занятия по пожарно-техническому минимуму;

непрерывное обучение для повышения квалификации.

Работа с персоналом организуется и проводится по утвержденным техническим руководителем энергообъекта или структурного подразделения планам:

на энергообъектах - многолетним или годовым;

в структурных подразделениях энергообъекта - квартальным или месячным.

Планы работ должны содержать следующие направления:

обучение новых рабочих;

переподготовка и обучение рабочих вторым и смежным профессиям;

повышение квалификации;

организация работы технических библиотек, технических кабинетов, кабинетов по ТБ и ПБ, полигонов, центров и пунктов тренажерной подготовки;

оснащение учебно-материальной базы;

предэкзаменационная подготовка руководителей и специалистов;

специальная подготовка;

проверка знаний;

проведение контрольных противоаварийных и противопожарных тренировок;

проведение инструктажей по ТБ и ПБ;

проведение мероприятий по ТБ и ПБ;

проведение соревнований по профессиональному мастерству;

проведение проверок рабочих мест;

выполнение санитарно-эпидемиологических, лечебно-профилактических и реабилитационных мероприятий;

коллективные формы работы с персоналом.

Все работники, за исключением лиц, непосредственно не принимающих участия в технологических процессах производства, обязаны проходить проверку знаний правил, норм и инструкций по технической эксплуатации, охране труда, промышленной и пожарной безопасности.

Проверку, в зависимости от должности работника, осуществляют комиссии энергообъектов, их структурных подразделений, вышестоящего органа управления, а также региональные комиссии и центральная экзаменационная комиссия органа по государственному энергетическому надзору и контролю.

Список лиц, освобожденных от прохождения проверок знаний, или перечень должностей и профессий, для которых такая проверка не требуется, должен быть утвержден руководителем энергообъекта.

Проверка знаний и допуск к самостоятельной работе рабочих и отдельных категорий специалистов, обслуживающих объекты, подконтрольные центральному исполнительному органу Республики Казахстан по чрезвычайным ситуациям, производятся в соответствии с требованиями правил этого центрального органа.

Персонал ремонтных, наладочных и других специализированных организаций проходит подготовку, проверку знаний и получает право самостоятельного производства работ в комиссиях своих организаций.

Проверка знаний работника состоит из первичной, периодической и внеочередной.

Первичная проверка знаний производится при приеме работника на работу после его обучения или подготовки по новой должности, при переводе с другой работы (должности) или другого предприятия.

Первичная проверка знаний руководителей и специалистов должна производиться не позже 1 месяца со дня назначения их на должность, работников других категорий - в сроки, установленные программами и планами их подготовки.

Периодическая проверка знаний работников всех категорий должна производиться не реже 1 раза в 3 года.

Для оперативных руководителей и руководителей оперативно-ремонтного персонала периодичность проверки знаний правил и норм по безопасности и охране труда должна быть не реже 1 раза в год.

Периодическая проверка знаний правил и норм по безопасности и охране труда и правил центрального исполнительного органа Республики Казахстан по чрезвычайным ситуациям рабочих всех категорий должна производиться 1 раз в год.

Проверке подлежат:

знание отраслевых Правил технической эксплуатации (ПТЭ), Правил техники безопасности (ПТБ) и Правил пожарной безопасности (ППБ);

знание межотраслевых правил безопасности и других специальных правил, если это требуется при выполнении работы;

знание должностных и производственных инструкций, планов (инструкций) ликвидации аварий, аварийных режимов;

знание устройства и принципов действия технических средств безопасности, средств противоаварийной защиты;

знание устройства и принципов действия оборудования, контрольно-измерительных приборов и средств управления;

знание технологических схем и процессов энергопроизводства;

знание условий безопасной эксплуатации энергоустановок, объектов подконтрольных центральному исполнительному органу Республики Казахстан по чрезвычайным ситуациям, а также иных органов государственного надзора;

умение пользоваться средствами защиты и оказывать первую помощь пострадавшим при несчастном случае;

умение управления энергоустановкой (на тренажерах и других технических средствах обучения).

Перечень руководящих и распорядительных документов, знание которых подлежит необходимой проверке, для руководителей и специалистов всех категорий определяется их должностными обязанностями и утверждается руководителем энергообъекта (организации), возглавляющим соответствующую экзаменационную комиссию.

Руководители и специалисты перед проверкой знаний должны проходить подготовку в специализированных учебно-производственных подразделениях, после чего проверка знаний может проводиться в региональных комиссиях по месту расположения учебно-производственных подразделений или в комиссиях энергообъектов (организаций).

Лицо, получившее неудовлетворительную оценку знаний должно пройти повторную проверку в течение одного месяца.

Вопрос о соответствии занимаемой должности специалиста, не сдавшего экзамен во второй раз, решается работодателем согласно трудовому законодательству.

Допуск к самостоятельной работе вновь принятого, или имевшего перерыв в работе более 6 месяцев работника из числа оперативного и оперативно-ремонтного персонала, производится только после инструктажа, стажировки, проверки знаний и дублирования; ремонтного и наладочного персонала - после инструктажа, стажировки и проверки знаний.

Условия допуска работника, имевшего перерыв в работе от 3 недель до 6 месяцев, определяются продолжительностью этого перерыва.

электрооборудование ремонт генератор трансформатор

«Техническая документация»

На каждом энергообъекте должны быть следующие документы:

акты отвода земельных участков;

генеральный план участка с нанесенными зданиями и сооружениями, включая подземное хозяйство;

геологические, гидрогеологические и другие данные о территории с результатами испытаний грунтов и анализа грунтовых вод;

акты заложения фундаментов с разрезами шурфов;

акты приемки скрытых работ;

первичные акты об осадках зданий, сооружений и фундаментов под оборудование;

первичные акты испытания устройств, обеспечивающих взрывобезопасность, пожаробезопасность, молниезащиту и противокоррозионную защиту сооружений;

первичные акты испытаний внутренних и наружных систем водоснабжения, пожарного водопровода, канализации, газоснабжения, теплоснабжения, отопления и вентиляции;

первичные акты индивидуального опробования и испытаний оборудования и технологических трубопроводов;

акты приемочных комиссий;

утвержденная проектная документация со всеми последующими изменениями;

энергетический паспорт в соответствии с законодательством об энергосбережении;

технические паспорта зданий, сооружений, технологических узлов и оборудования;

исполнительные рабочие чертежи оборудования и сооружений, чертежи всего подземного хозяйства;

исполнительные рабочие схемы первичных и вторичных электрических соединений;

исполнительные рабочие технологические схемы;

чертежи запасных частей к оборудованию;

оперативный план пожаротушения;

документация в соответствии с требованиями органов государственного надзора;

комплект действующих и отмененных инструкций по эксплуатации оборудования, зданий и сооружений, должностных инструкций для всех категорий специалистов и для рабочих, относящихся к дежурному персоналу, и инструкций по безопасности и охране труда.

Комплект указанной выше документации должен храниться в техническом архиве энергообъекта со штампом «Документы» и при изменении собственника передаваться в полном объеме новому владельцу, который обязан обеспечить ее постоянное хранение.

На каждом энергообъекте должен быть установлен перечень необходимых инструкций, положений, технологических и оперативных схем для каждого цеха, подстанции, района, участка, лаборатории и службы. Перечень утверждается техническим руководителем энергообъекта.

На основном и вспомогательном оборудовании электростанций, котельных и подстанций должны быть установлены таблички с номинальными данными согласно государственному стандарту на это оборудование.

Все основное и вспомогательное оборудование, в том числе трубопроводы, системы и секции шин, а также арматура, шиберы газо- и воздухопроводов, должно быть пронумеровано. При наличии избирательной системы управления (ИСУ) нумерация арматуры по месту и на исполнительных схемах должна быть выполнена двойной с указанием номера, соответствующего оперативной схеме, и номера по ИСУ. Основное оборудование должно иметь порядковые номера, а вспомогательное - тот же номер, что и основное, с добавлением букв А, Б, В и других. Нумерация оборудования должна производиться от постоянного торца здания и от ряда А. На дубль-блоках каждому котлу должен присваиваться номер блока с добавлением букв А и Б. Отдельные звенья системы топливоподачи должны быть пронумерованы последовательно и в направлении движения топлива, а параллельные звенья - с добавлением к этим номерам букв А и Б по ходу топлива слева направо.

Все изменения в энергоустановках, выполненные в процессе эксплуатации, должны быть внесены в инструкции, схемы и чертежи до ввода в работу за подписью ответственного лица с указанием его должности и даты внесения изменения.

Информация об изменениях в инструкциях, схемах и чертежах должна доводиться до сведения всех работников (с записью в журнале распоряжений), для которых обязательно знание этих инструкций, схем и чертежей.

Технологические схемы (чертежи) должны проверяться на их соответствие фактически действующим схемам (чертежам) не реже 1 раза в 2 года с отметкой на них о проверке.

В эти же сроки пересматриваются инструкции и перечни необходимых инструкций и технологических схем.

Комплекты необходимых схем должны находиться у диспетчера ЦДУ ЕЭС Казахстана, региональных диспетчерских центрах (РДЦ), тепловой и электрической сети, начальника смены электростанции, каждого цеха и энергоблока, дежурного подстанции, района тепловой и электрической сети и мастера оперативно-выездной бригады. Форма хранения схем должна определяться местными условиями.

Все рабочие места должны быть снабжены необходимыми инструкциями, составленными в соответствии с требованиями настоящих Правил на основе заводских и проектных данных, типовых инструкций и других нормативно-технических документов опыта эксплуатации и результатов испытаний, а также с учетом местных условий. Инструкции должны быть подписаны начальником соответствующего производственного подразделения (цеха, подстанции, района, участка, лаборатории, службы) и утверждены техническим руководителем энергообъекта.

Перечень инструкций, требующих согласования, определяют соответственно ЦДУ ЕЭС Казахстана и РДЦ.

В инструкциях по эксплуатации оборудования, зданий и сооружений, средств релейной защиты, телемеханики, связи и комплекса технических средств автоматической системы управления (АСУ) по каждой установке должны быть приведены:

краткая характеристика оборудования установки, зданий и сооружений;

критерии и пределы безопасного состояния и режимов работы установки или комплекса установок;

порядок подготовки к пуску;

порядок пуска, останова и обслуживания оборудования, содержания зданий и сооружений во время нормальной эксплуатации и при нарушениях в работе;

порядок допуска к осмотру, ремонту и испытаниям оборудования, зданий и сооружений;

требования по безопасности и охране труда, взрыво- и пожаробезопасности, специфические для данной установки.

В должностных инструкциях по каждому рабочему месту должны быть указаны:

перечень инструкций по обслуживанию оборудования, схем оборудования и устройств, знание которых необходимо для работников на данной должности;

права, должностные функции и ответственность работника;

взаимоотношения с вышестоящим, подчиненным и другим, связанным по работе персоналом.

У дежурного персонала должна находиться оперативная документация, объем которой представлен в таблице 1

В зависимости от местных условий объем оперативной документации может быть изменен по решению технического руководителя энергообъекта.

На рабочих местах оперативно-диспетчерского персонала в цехах электростанции, на щитах управления с постоянным дежурством персонала на диспетчерских пунктах должны вестись суточные ведомости.

Административно-технический персонал в соответствии с установленными графиками осмотров и обходов оборудования должен проверять оперативную документацию и принимать необходимые меры к устранению дефектов и нарушений в работе оборудования и персонала.

Оперативная документация, диаграммы регистрирующих контрольно-измерительных приборов, записи оперативно-диспетчерских переговоров и выходные документы, формируемые оперативно-информационным комплексом АСУ, относятся к документам строгого учета и подлежат хранению в установленном порядке:

носители с записями показаний регистрирующих приборов - 3 года;

записи оперативных переговоров в нормальных условиях - 10 суток, если не поступит указание о продлении срока;

записи оперативных переговоров при авариях и других нарушениях в работе - 3 месяца, если не поступит указание о продлении срока.

Таблица 1 Оперативная документация дежурного персонала

Дежурный персонал	Документ
1	2	3	4	5	6	7	8
Диспетчер ЦДУ ЕЭС Казахстана Диспетчер РДЦ ЦДУ ЕЭС Казахстана	Оперативная исполнительная схема (схема-макет)	Оперативный журнал	Журнал или картотека заявок на вывод из работы оборудования, находящегося в управлении и ведения диспетчера	Журнал релейной защиты, автоматики и телемеханики.	Карты установок релейной защиты и автоматики	Журнал распоряжений
Начальник смены электростанции	Суточная оперативная исполнительная схема или схема-макет	То же	Журнал или картотека заявок диспетчеру на вывод из работы оборудования, находящегося в ведении диспетчера	Журнал заявок главному инженеру на вывод из работы оборудования, не находящегося в ведении диспетчера	Журнал распоряжений
Начальник смены электроцеха	То же	То же	Журнал релейной защиты, автоматики и телемеханики	Карты установок релейной защиты и автоматики	То же	Журнал учета работы по нарядам и распоряжениям	Журнал или картотека дефектов и неполадок с оборудованием
Начальник смен тепловых цехов	Оперативная исполнительная схема основных трубопроводов	То же	Журнал распоряжений	Журнал учета работы по нарядам и распоряжениям	Журнал или картотека дефектов и неполадок с оборудованием
Начальник смены цеха тепловой автоматики	Оперативный журнал	Журнал технологических защит и автоматики и журнал технических средств АСУ	Карта установок технологических защит и сигнализации и карты заданий авторегуляторам	Журнал распоряжений	Журнал учета работы по нарядам и распоряжениям	Журнал или картотека дефектов и неполадок с оборудованием
Начальник смены химического цеха	Оперативная исполнительная схема химводоочистки	Оперативный журнал	Журнал распоряжений	Журнал учета работы по нарядам и распоряжениям	Журнал или картотека дефектов и неполадок с оборудованием
Диспетчер электросети	Суточная оперативная исполнительная схема (схема-макет)	Оперативный журнал	Журнал или картотека заявок на вывод из работы оборудования, находящегося в управлении и ведении диспетчера энергосистемы	Журнал релейной защиты, автоматики и телемеханики	Карты установок релейной защиты и автоматики	Журнал распоряжений
Дежурный подстанции с постоянным дежурством, диспетчер районной электросети	Суточная оперативная исполнительная схема или схема-макет	То же	Журнал заявок на вывод из работы оборудования	То же	То же	То же	Журнал дефектов и неполадок с оборудованием
Диспетчер теплосети	Оперативная исполнительная схема трубопроводов	То же	То же	Температурные и пьезометрические графики работы сетей	Журнал распоряжений	Журнал дефектов и неполадок с оборудованием
Дежурный инженер района тепловой сети	Суточная оперативная исполнительная схема	То же	То же			То же	Журнал учета работ по нарядам и распоряжениям

Тема 1.3 Приемка в эксплуатацию оборудования и сооружения

Перед приемкой в эксплуатацию энергообъекта должны быть проведены:

индивидуальные испытания оборудования и функциональные испытания отдельных систем, завершающиеся пробным пуском основного и вспомогательного оборудования;

комплексное опробование оборудования.

Во время строительства и монтажа зданий и сооружений должны быть проведены промежуточные приемки узлов оборудования и сооружений, а также скрытых работ.

Индивидуальные и функциональные испытания оборудования и отдельных систем должны быть проведены генподрядчиком с привлечением персонала заказчика по проектным схемам после окончания всех строительных и монтажных работ по данному узлу. Перед индивидуальным и функциональным испытаниями должно быть проверено выполнение: настоящих Правил, строительных норм и правил (СНиП), государственных стандартов (ГОСТ), включая систему стандартов безопасности труда (ССБТ), норм технологического проектирования, норм и требований законодательства по энергосбережению и экологического кодекса, предписаний органа по государственному энергетическому надзору и контролю и иных органов государственного надзора, правил устройства электроустановок, правил безопасности и охране труда, правил взрыво- и пожаробезопасности, указаний заводов-изготовителей, инструкций по монтажу оборудования.

Дефекты и недоделки, допущенные в ходе строительства и монтажа, а также дефекты оборудования, выявленные в процессе индивидуальных и функциональных испытаний, должны быть устранены строительными, монтажными организациями и заводами-изготовителями до начала комплексного опробования.

Пробные пуски энергоблоков до комплексного опробования должны быть проведены заказчиком. При пробном пуске должна быть проверена работоспособность оборудования и технологических схем, безопасность их эксплуатации; проведены проверка и настройка всех систем контроля и управления, в том числе автоматических регуляторов, устройств защиты и блокировок, устройств сигнализации и контрольно-измерительных приборов; проверена готовность оборудования к комплексному опробованию.

Перед пробным пуском должны быть подготовлены условия для надежной и безопасной эксплуатации энергообъекта:

укомплектован, обучен (с проверкой знаний) эксплуатационный и ремонтный персонал;

разработаны и утверждены эксплуатационные инструкции, инструкции по безопасности и охране труда и оперативные схемы, техническая документация по учету и отчетности;

подготовлены запасы топлива, материалов, инструмента и запасных частей;

введены в действие средства диспетчерского и технологического управления (СДТУ) с линиями связи, системы пожарной сигнализации и пожаротушения, аварийного освещения, вентиляции;

смонтированы и налажены системы контроля и управления;

получены разрешения на эксплуатацию энергообъекта от государственных надзорных органов.

Комплексное опробование должен проводить заказчик. При комплексном опробовании должна быть проверена совместная работа основных агрегатов и всего вспомогательного оборудования под нагрузкой.

Началом комплексного опробования энергоустановки считается момент включения ее в сеть или под нагрузку.

Комплексное опробование оборудования по схемам, не предусмотренным проектом, не допускается.

Комплексное опробование оборудования считается проведенным при условии нормальной и непрерывной работы основного оборудования в течение 72 часов:

для электростанций и котельных на основном топливе с номинальной нагрузкой и проектными параметрами пара;

для тепловой электростанции, напором и расходом воды;

для гидроэлектростанции, предусмотренными в пусковом комплексе параметрами, и при постоянной или поочередной работе всего вспомогательного оборудования, входящего в пусковой комплекс.

В электрических сетях комплексное опробование считается проведенным при условии нормальной и непрерывной работы оборудования подстанций под нагрузкой в течение 72 часов, а линий электропередачи - в течение 24 часов.

В тепловых сетях комплексное опробование считается проведенным при условии нормальной и непрерывной работы оборудования под нагрузкой в течение 24 часов с номинальным давлением, предусмотренным проектом.

Для газотурбинных установок (ГТУ) обязательным условием комплексного опробования является, кроме того, успешное проведение 10, а для гидроагрегатов гидроэлектростанций (ГЭС) и гидроаккумулирующих электростанций (ГАЭС) - 3 автоматических пусков.

При комплексном опробовании должны быть включены предусмотренные проектом контрольно-измерительные приборы, блокировки, устройства сигнализации и дистанционного управления, защиты и автоматического регулирования, не требующие режимной наладки.

Если комплексное опробование не может быть проведено на основном топливе или номинальная нагрузка и проектные параметры пара (для ГТУ -газа) для тепловой электростанции, напор и расход воды для гидроэлектростанции или нагрузка для подстанции, линии электропередачи при совместном или раздельном опробовании и параметры теплоносителя для тепловых сетей не могут быть достигнуты по каким-либо причинам, не связанным с невыполнением работ, предусмотренных проектом, решение провести комплексное опробование на резервном топливе, а также предельные параметры и нагрузки принимаются и устанавливаются приемочной комиссией и оговариваются в акте приемки в эксплуатацию энергообъекта.

Для подготовки энергообъекта к предъявлению приемочной комиссии заказчиком должна быть назначена рабочая комиссия, которая принимает по акту оборудование после проведения его индивидуальных испытаний для комплексного опробования. С момента подписания этого акта заказчик несет ответственность за сохранность оборудования.

Рабочая комиссия должна принять по акту оборудование после комплексного опробования и устранения выявленных дефектов и недоделок, а также составить акт о готовности законченных строительством зданий и сооружений для предъявления его приемочной комиссии.

В случае необходимости рабочие комиссии должны образовывать специализированные подкомиссии (строительную, турбинную, котельную, гидротехническую, электротехническую, по системам контроля и управления).

Подкомиссии должны составить заключения о состоянии соответствующей их профилю части объекта и готовности ее к комплексному опробованию оборудования и приемке в эксплуатацию, которые должны быть утверждены рабочей комиссией.

При приемке оборудования, зданий и сооружений рабочей комиссией, генеральная подрядная строительная организация должна представить заказчику документацию в объеме, предусмотренном действующими СНиП и отраслевыми правилами приемки.

Контроль за устранение дефектов и недоделок, выявленных рабочей комиссией, должен осуществлять заказчик, который предъявляет энергообъекты к приемке.

Приемка в эксплуатацию энергообъекта должна быть произведена приемочной комиссией.

Приемочная комиссия назначается управляющей компанией, инвестором или нижестоящими органами управления в зависимости от значения, сметной стоимости энергообъекта.

Приемка в эксплуатацию оборудования, зданий и сооружений с дефектами, недоделками не допускается.

После комплексного опробования и устранения выявленных дефектов и недоделок, приемочная комиссия должна оформить акт приемки в эксплуатацию оборудования с относящимися к нему зданиями и сооружениями.

Приемочная комиссия устанавливает длительность периода освоения серийного оборудования, во время которого должны быть закончены необходимые испытания, наладочные и доводочные работы и обеспечена эксплуатация оборудования с проектными показателями. Для головных образцов оборудования срок освоения устанавливается заказчиком (инвесторами) в соответствии с координационным планом работ по доводке, наладке и освоению этого оборудования.

Заказчик должен представить приемочной комиссии документацию, подготовленную рабочей комиссией в объеме, предусмотренном действующими СНиП и отраслевыми правилами приемки.

Все документы должны быть занесены в общий каталог, а в отдельных папках с документами должны быть заверенные описи содержимого. Документы должны храниться в техническом архиве заказчика вместе с документами, составленными приемочной комиссией.

Законченные строительством отдельно стоящие здания, сооружения и электротехнические устройства, встроенные или пристроенные помещения производственного, подсобно-производственного и вспомогательного назначения с смонтированным в них оборудованием, средствами управления и связи принимаются в эксплуатацию рабочими комиссиями по мере их готовности до приемки энергообъекта для предъявления их приемочной комиссии.

Опытные (экспериментальные), опытно-промышленные энерготехнологические установки подлежат приемке в эксплуатацию приемочной комиссией, если они подготовлены к проведению опытов или выпуску продукции, предусмотренной проектом.

Подводная часть всех гидротехнических сооружений (с закладной контрольно-измерительной аппаратурой и оборудованием), а также судопропускных и рыбопропускных устройств должна быть выполнена в объеме пускового комплекса и принята рабочей комиссией до их затопления. Окончательная их приемка в полном проектном объеме должна быть произведена при приемке в эксплуатацию энергообъекта в целом. Разрешение на затопление котлована и перекрытие русла рек (для гидроэлектростанций) дает уполномоченный орган в области охраны окружающей среды.

Датой ввода объекта в эксплуатацию считается дата подписания акта приемочной комиссией.

Тема 1.4 Общие вопросы нагрева электрооборудования. Измерение температур

«Нагревание электрооборудования»

При работе электрических машин, трансформаторов, аппаратов, проводов, кабелей и другого оборудования возникают потери энергии, превращающиеся в конечном счете в теплоту. Теплота повышает температуру обмоток, активной стали, контактных соединений, конструктивных деталей и одновременно рассеивается в окружающую среду. Нагревание оборудования ограничивает его мощность и является главной причиной старения изоляции. По нагревостойкости, т. е. по способности выдерживать повышение температуры без повреждения и ухудшения характеристик, применяемые в электрических машинах, трансформаторах и аппаратах электроизоляционные материалы разделены на классы. Ниже даются обозначения классов, указываются предельные температуры и кратко характеризуются основные группы изоляционных материалов, относящихся к данному классу:

Класс	Y	A	E	B	F	H	С
Длительно допустимая температура, °С	90	105	120	130	155	180	Свыше 180

Класс Y - волокнистые материалы из целлюлозы, хлопка и натурального шелка, не пропитанные и не погруженные в жидкий электроизоляционный материал.

Класс А - волокнистые материалы из целлюлозы, хлопка или натурального и искусственного шелка, в рабочем состоянии пропитанные или погруженные в жидкий электроизоляционный материал.

Класс Е - синтетические органические материалы (пленки, волокна, смолы, компаунды и др.).

Класс В - материалы на основе слюды, асбеста и стекловолокна, применяемые с органическими связующими и пропитывающими составами.

Класс F - материалы на основе слюды, асбеста и стекловолокна, применяемые в сочетании с синтетическими связующими и пропитывающими составами.

Класс Н - материалы на основе слюды, асбеста и стекловолокна, применяемые в сочетании с кремнийорганическими связующими и пропитывающими составами, кремнийорганические эластомеры.

Класс С -слюда, керамические материалы, стекло, кварц или их комбинации, применяемые без связующих или с неорганическими и элементоорганическими составами.

Если температура выдерживается в пределах, соответствующих данному классу изоляции, то обеспечивается нормальный срок службы оборудования (15-20 лет). Форсированные режимы сокращают нормальные сроки, и, наоборот, систематические недогрузки приводят к недоиспользованию материалов: оборудование морально устаревает и возникает необходимость в его замене раньше, чем износится изоляция. Таким образом, экономически нецелесообразны как слишком малые, так и большие (по сравнению с нормальными) сроки службы. Государственными стандартами предписывается поддержание в установившихся режимах работы оборудования следующих предельных значений температур. У генераторов с изоляцией класса В в зависимости от применяемого метода измерений температуры, системы охлаждения (косвенная или непосредственная), давления водорода и других факторов температура для обмоток ротора равна 100-130 °С, для обмоток статора 105-120 °С. Ограничение максимальных температур обмоток машин объясняется возможностью появления местных перегревов, а также условиями работы пропиточного компаунда, температура размягчения которого 105- 110°С. У трансформаторов и автотрансформаторов нормы установлены с таким расчетом, чтобы средняя предельная температура обмоток в наиболее жаркое время года не поднималась выше 105-110°С. В соответствии с этим допустимое превышение температуры отдельных частей трансформатора над температурой охлаждающей среды ограничено следующими пределами: обмотки 65°С, поверхности магнитопровода и конструктивных элементов 75°С. Превышение температуры верхних слоев масла при среднесуточной температуре охлаждающего воздуха 30 °С и воды у входа в охладитель 25 °С при системах охлаждения М и Д - 65 и при системах ДЦ и Ц - 45 °С.

«Старение изоляции»

С вопросом нагревостойкости электроизоляционных материалов связан вопрос старения изоляции, т. е. изменения ее структуры, развития местных дефектов, понижения электрической и механической прочности. Старение изоляции наиболее интенсивно идет под действием высоких температур. Аналитически зависимость среднего срока службы изоляции от температуры выражается формулой

где N - срок службы, лет; А - постоянная, равная сроку службы изоляции при температуре 0°С; а - коэффициент, равный 0,112; х - температура, при которой работает изоляция, °С.

Нормальному суточному износу изоляции трансформатора соответствует постоянная в течение суток температура наиболее нагретой точки обмотки 98 °С. При повышении температуры обмотки сверх указанной на каждые 6°С срок возможного использования изоляции сокращается вдвое. Эту зависимость называют шестиградусным правилом.

Таблица 2. Допустимые температуры нагрева токоведущих частей аппаратов, °С

Части аппаратов и КРУ	Наибольшая температура нагрева, °С	Превышение температуры над температурой окружающего воздуха, °С
	в воздухе	в масле	в воздухе	в масле
Токоведущие (за исключением контактных соединений) и нетоковедущие металлические части: -неизолированные и не соприкасающиеся с изоляционными материалами -соприкасающиеся с трансформаторным маслом	120 -	- 90	85 -	- 55
Контактные соединения из меди, алюминия или их сплавов (соединения болтами, винтами, заклепками и другими способами, обеспечивающими жесткость): без покрытия с покрытием оловом с гальваническим покрытием серебром	80 90 105	80 90 90	45 55 70	45 55 55



Нормы нагрева токоведущих частей аппаратов (выключателей, разъединителей, отделителей, токоограничивающих реакторов, проходных изоляторов, трансформаторов тока) приведены в табл. 2. Расчетная температура окружающего воздуха принята + 35 °С.

Температура элементов аппарата при длительной нагрузке складывается из температуры окружающей среды х₀ и превышения температуры т, т. е.

х= х₀ + ф.

«Установившийся тепловой режим трансформатора»

1- кривая превышения температуры при увеличении нагрузки в точке А; 2 - кривая превышения температуры при понижении нагрузки в точке Б

Рисунок 5 Двухступенчатый график нагрузки трансформатора (а) и превышение температуры трансформатора над температурой охлаждающей среды (б)

При неизменной нагрузке и температуре окружающего воздуха такой режим характеризуется постоянством температуры трансформатора и отдельных его частей. Практически он наступает через 7-18 ч после включения трансформатора под нагрузку. К этому времени наступает равновесное состояние: теплота, выделившаяся в трансформаторе за время ?t, полностью передается его поверхностью окружающему воздуху и превышение температуры трансформатора над температурой окружающего воздуха становится неизменным.

Полные потери мощности в трансформаторе Р складываются из потерь КЗ Р_к, возрастающих пропорционально квадрату тока нагрузки, и потерь холостого хода (XX) Р₀ примерно пропорциональных квадрату магнитной индукции в стали. Полные потери, Вт, и установившееся превышение температуры трансформатора ф_уст над температурой окружающей среды связаны соотношением

откуда

где в - коэффициент теплоотдачи или количество теплоты, отдаваемой в единицу времени 1 м² поверхности при превышении температуры на 1 °С; F - поверхность охлаждения трансформатора, м².

Таким образом, превышение температуры в установившемся режиме прямо пропорционально потерям в трансформаторе и обратно пропорционально коэффициенту теплоотдачи и площади поверхности охлаждения.

«Методы и средства измерения температуры трансформаторов и электрических машин»

Тепловой контроль заключается в обеспечении дежурного персонала информацией о тепловом состоянии оборудования. В зависимости от метода измерений контролируются местные и средние температуры и их превышения. Наибольшее распространение нашли три метода измерений: термометра, сопротивления и термопары.

Метод термометра применяется для измерения местных температур. При этом используются ртутные, спиртовые и толуоловые стеклянные термометры, погружаемые в специальные гильзы, герметически встроенные в крышки и кожухи оборудования. Ртутные термометры обладают более высокой точностью, но применять их в условиях электромагнитных полей не рекомендуется из-за погрешности, вносимой дополнительным нагревом ртути вихревыми токами.

При необходимости передачи измерительного сигнала на расстояние в несколько метров (например, от теплообменника, предусмотренного в крышке трансформатора, до уровня 2-3 м от земли) используются термометры манометрического типа (например, термосигнализаторы ТСМ-100).

Прибор состоит из термобаллона и полой трубки, соединяющей баллон с пружиной, показывающей части прибора. Прибор заполнен хлористым метилом. При изменении измеряемой температуры изменяется давление пара хлористого метила, которое передается стрелке прибора. Достоинство манометрических приборов заключается в их вибрационной стойкости. Прибор имеет контактное устройство, используемое для автоматического включения и отключения вентиляторов дутья и насосов циркуляции масла в системах охлаждающих устройств трансформаторов.

Метод сопротивления основан на учете изменения сопротивления металлического проводника от его температуры. Так как зависимость эта линейная, то

_где R_{0 -} сопротивление при 0°С; R₁ - сопротивление, измеренное при отсутствии тока и температуре проводника, равной температуре окружающей среды х₁, R₂ - сопротивление, измеренное при установившемся значении температуры х₂, г - температурный коэффициент сопротивления.

Решая выражение относительно х₂ и принимая во внимание, что для проводника из меди l/ г₁ = 235, получаем

При ремонте генератора на основе последней зависимости определяется средняя температура нагрева обмотки возбуждения. Значения сопротивлений R₁ и R₂ (соответственно в холодном и горячем состоянии ротора) измеряются по методу амперметра и вольтметра.

У работающих генераторов и синхронных компенсаторов средством для дистанционного измерения температур обмотки и стали статора, а также температур охлаждающего воздуха и водорода служат термометры сопротивления, в которых использована та же зависимость значения сопротивления проводника от температуры. Конструкции термометров сопротивления разнообразны. В большинстве случаев это бифилярно намотанная на плоский каркас тонкая медная проволока, имеющая входное сопротивление 53 Ом при О°С.

В качестве измерительной части, работающей в совокупности с термометрами сопротивления, применяются автоматические мосты и логометры, снабженные температурной шкалой. Установку термометров сопротивления в статор производят при изготовлении машины. Медные термометры сопротивления укладывают между стержнями обмотки и на дно паза.

Метод термопары. При измерении температуры используется термоэлектрический эффект, т. е. зависимость ЭДС в цепи от разности температур спая и свободных концов двух разнородных проводников, например, медь - константан, хромель - копель и др. Если измеряемая температура не превышает 100-120 °С, то между термо-ЭДС е и разностью температур нагретых и холодных концов термопары М существует пропорциональная зависимость



где j-постоянная термопары, В/°С.

Термопары присоединяют к измерительным приборам компенсационного типа, потенциометрам постоянного тока и автоматическим потенциометрам, которые предварительно градуируют. С помощью термопар измеряют превышения температур (и косвенно температуру) контролируемых элементов.

С помощью перечисленных выше средств теплового контроля у турбогенераторов измеряются температуры обмоток и активной стали статора, подшипников и уплотнений (вкладышей и охлаждающего масла), охлаждающих сред (газа, дистиллята в обмотках, воды в охладителях и теплообменниках).

Помимо температур контролируются также: давление водорода, общий расход и давление дистиллята в обмотке статора, расход и давление воды в охладителях и теплообменниках, так как от параметров охлаждающих агентов непосредственно зависит температура элементов статора и ротора.

«Нагревание неизолированных проводников и контактов»

Электрический ток в цепи нагревает проводники и контактные соединения. Количество теплоты, выделяющейся в одну секунду в контактном соединении, пропорционально I²R_K, где Rк - переходное сопротивление контакта, т. е. сопротивление в месте перехода тока о одной контактной поверхности на другую. Опытом установлено, что значение R_K плоского контакта зависит от удельного сопротивления и твердости металла, качества обработки и чистоты контактных поверхностей, а также от давления, сжимающего контактные части. Установлено также, что оно не зависит от общей площади соприкасающихся поверхностей, поскольку электрический контакт между ними всегда образуется лишь отдельными точками, размеры которых, как правило, невелики. С увеличением давления возрастает число контактных точек, поэтому значение переходного сопротивления уменьшается.

Переходное сопротивление контактного соединения при возрастании температуры может быть найдено с помощью формулы

где х₁ -начальная температура контакта; R_K- переходное сопротивление контакта при температуре х₁, х₂- температура, для которой определяется сопротивление контакта; г- температурный коэффициент сопротивления материала контакта.

Наибольшие температуры нагрева контактных соединений при длительном прохождении номинальных токов не должны превышать значений, указанных в табл. 2.

«Измерение и контроль температуры нагрева контактов»

Измерение температуры нагрева контактных соединений производится переносным электротермометром, представляющим собой компактный неравновесный мост, в одно из плеч которого включен медный термометр сопротивления. Питание моста производится от сухой батарейки. Прибор крепится к изолирующей штанге. При измерении головкой температурного датчика касаются контакта и через 20- 30 с температура контакта определяется по шкале прибора, включенного в диагональ моста.

Систематический контроль за нагревом контактов в эксплуатации производится при помощи термопленочных указателей многократного действия, термосвечей и термоуказателей с легкоплавким припоем.

Термопленочные указатели в виде узких полосок наклеивают на металлические части, образующие контактное соединение. В интервале температур 70-100°С термопленка изменяет цвет из красного в черный. При охлаждении контакта черный цвет переходит в красный. По цвету термопленки судят о температуре нагрева контакта.

Периодические проверки нагрева контактных соединений производят при помощи термосвеч, имеющих различные температуры плавления. Эксплуатационный комплект состоит из пяти свечей с температурой плавления 50, 80, 100, 130 и 160 °С. Свечой, закрепленной на изолирующей штанге, касаются отдельных элементов контакта. При температуре нагрева обследуемой части контакта, равной температуре плавления материала свечи, конец ее плавится.

Наблюдение за нагревом контактов, недоступных для измерений с помощью штанг (например, на ОРУ), производится по указателям нагрева однократного действия с легкоплавким припоем. Два куска медной проволоки спаиваются припоем с температурой плавления 95-160 °С. Один конец проволоки закрепляют под болт соединительного зажима, а другой, изогнутый в колечко, служит указателем. При нагреве контакта (а вместе с ним и указателя нагрева) до температуры, превышающей температуру плавления припоя, указатель отпадает и тем самым указывает на недопустимый нагрев контакта.

В последние годы для выявления перегрева контактов широко используются инфракрасные радиометры. Радиометр - прибор, фокусирующий тепловое излучение на чувствительный элемент, передающий соответствующий выходной сигнал на стрелочный индикатор. Радиометр типа ИК-10Р способен регистрировать температуру в диапазоне 35-200 °С. Наводка объектива радиометра на исследуемое контактное соединение производится через оптический окуляр. При измерении прибор устанавливается на расстоянии от 2 до 20 м от токопроводящей части.

«Контроль переходного сопротивления контактов»

Периодические измерения температуры и наблюдения за нагревом контактов не могут дать желаемых результатов, если они производятся не в период максимальных нагрузок. Кроме того, вследствие значительной теплоемкости и теплопроводности металла нагрев контакта не всегда соответствует его истинной дефектности. Поэтому в эксплуатации более точная оценка состояния контактов производится не по нагреву, а на основе измерения значения падения напряжения на участке цепи, содержащей контактное соединение, при прохождении по контакту рабочего тока или путем измерения значения переходного сопротивления контакта при помощи милливольтметра и амперметра (или микроомметра). В первом случае измерение производится под рабочим напряжением специальной измерительной штангой с укрепленным на ней милливольтметром. Метод измерения основан на сравнении падения напряжения на участке, имеющем контактное соединение, с падением напряжения на участке целого провода при неизменном значении тока нагрузки (рис. 6).

Во втором случае на отключенном и заземленном участке цепи (заземление не влияет на результат измерений) приборы подключаются по схеме, приведенной на рис 2.6. Питание производится от источника постоянного тока (батареи аккумуляторов). Переходное сопротивление подсчитывается по формуле

где ?U_K - падение напряжения на контакте; I- ток, проходящий через контакт.

Дефектность контактного зажима устанавливается на основании следующего соотношения:

где ?U_K и Rк - падение напряжения и сопротивление контакта; ?U_п и R_п -падение напряжения и сопротивление участка целого провода.

1-изолирующая часть измерительной штанги; 2 - милливольтметр; 3- головка измерительной штанги; 4-щупы, к которым подключен милливольтметр

Рисунок 6 Положение головки штанги при измерении падения напряжения на контакте (а) и на участке провода (б)

Рисунок 7 Схема измерения сопротивления контактного соединения по методу милливольтметра и амперметра

При хорошем состоянии контактного зажима К_деф<1. Если К_деф ? 2, то контактный зажим считается дефектным и его заменяют.

Во время ремонта выключателей, разъединителей и отделителей производится измерение сопротивления постоянному току контактной системы этих аппаратов. При этом измеряется сопротивление всей токоведущей цепи каждой фазы выключателя или разъединителя (вывод - вывод). Распространенным на практике методом измерения является метод амперметра и вольтметра (или микроомметра), однако более точные результаты дает измерение двойным мостом.

«Уход за контактами»

Контактное соединение в какой-то мере является ослабленным местом в электрической цепи. Поэтому необходимо выявлять и устранять при ремонте излишние контакты и по возможности заменять ненадежные разъемные соединения (болтовые, винтовые и клиновые) паяными, литыми и сварными контактами (включая холодную сварку).

При ремонте (ревизии) разъемных зажимов придерживаются следующих правил:

-соединяемые контактные поверхности очищают от окислов и загрязнений и защищают от коррозии смазкой (конденсаторным вазелином, смазкой ЦИАТИМ-221, кварцевазелиновой пастой); применяют крепежные изделия из стали (болты, гайки, шайбы, пружины), покрытые кадмием или цинком;

-затяжку болтовых соединений производят ключом с регулируемым крутящим моментом. Нормальное контактное давление устанавливается с таким расчетом, чтобы, не вызывая текучести материала шин, болтов, гаек при номинальных режимах и при прохождении токов КЗ, обеспечить более низкое сопротивление контактного соединения. Практикой установлено, что при соединении плоских алюминиевых шин расчетное контактное давление должно быть не менее 15 и не менее 10 кПа для медных шин;

-непосредственное соединение проводников и зажимов допускают в случае выполнения их из одинаковых или однородных материалов (например, из меди и ее сплавов), а также при покрытии контактных поверхностей зажимов и проводников кадмием, оловом или цинкооловянистым сплавом;

-при контактных соединениях меди с алюминием, образующих в присутствии влаги электролитическую пару, во избежание электролитической коррозии, разрушающей контактное соединение, применяют медно-алюминиевые переходные детали. Например, для присоединения алюминиевой шины к аппаратному зажиму, изготовленному из сплава меди, к шине приваривают наконечник из меди или конец алюминиевой шины армируют с помощью холодной сварки медными накладками толщиной 1 - 1,5 мм;

-после ремонта или ревизии контактного зажима измеряют его переходное сопротивление.

На станциях, подстанциях и воздушных линиях электропередачи на каждое контактное соединение и аппаратный зажим ведется специальная документация, в которой отмечаются результаты и даты измерения переходных сопротивлений, даты осмотров, ревизий, а также дата ремонта или замены контактов.

Тема 1.5 Работа изоляции электрооборудования и контроль за её состоянием

Электроизоляционные материалы (диэлектрики) не проводят электрический ток. Диэлектрики служат для изоляции друг от друга различных токопроводящих деталей, находящихся под разными потенциалами, или для создания электрической емкости в конденсаторах.

Диэлектрики бывают газообразными (воздух, водород, элегаз), жидкими (дистиллированная вода, различные масла), твердыми (бумага, керамика, резина и т.д.).

Опыт эксплуатации показал, что обычно электрические машины выходят из строя в первую очередь из-за износа или повреждения изоляции.

При работе электрической машины происходят необратимые изменения свойств изоляции; этот процесс называется старением изоляции. Сначала изменяются механические свойства изоляции; она становится хрупкой, в ней образуются трещины и поры, вследствие чего снижается электрическая прочность изоляции: может возникнуть поверхностный пробой, особенно при увлажненной изоляции. Снижается с течением времени и пробивная прочность трансформаторного масла.

Главными причинами старения изоляции являются: высокая температура; большие перепады температуры по толщине изоляции; электрическое поле; повышенная влажность; механические усилия, возникающие из-за вибрации.

Высокая температура вызывает химические изменения изоляции. При температуре выше 100°С происходит окисление органических изоляционных материалов - бумаги и хлопчатобумажной пряжи и лаков. Скорость химических реакций зависит от температуры: чем выше температура, тем быстрее стареет изоляция. Большие перепады температуры между отдельными частями машины вызывают перепады температуры и по толщине изоляции, что может создать в изоляции недопустимо высокие механические напряжения. Например, изоляция катушки, расположенной в пазах якоря, с одной стороны имеет температуру меди, а с другой - температуру стали паза. Обычно отвод теплоты происходит через вентиляционные каналы, проходящие по стали, что создает температурный перепад на 5...15°С по толщине изоляции катушки.

При повышении температуры медные стержни катушки удлиняются и перемещаются относительно стенок паза. При этом в изоляции катушки возникают механические напряжения, тем большие, чем больше перепад температуры между стержнями и стенками паза. При изменении нагрузки происходит изменение температуры машины и перепада температур между катушками и сталью. Следовательно, колебания нагрузки приводят к перемещению стержней относительно стенок паза, что может вызывать разрыв изоляции, если она недостаточно эластична.

Электрическое поле в высоковольтных машинах вызывает местные электрические разряды и ионизацию внутренних и поверхностных воздушных (газовых) включений. Ионизация воздушных включений вызывает: увеличение тепловых потерь в изоляции; механическое расщепление листов слюды; появление озона и оксидов азота, которые в присутствии влаги образуют азотистую и даже азотную кислоту.