Организация эксплуатации и ремонта электрооборудования электрических станций и сетей

Рисунок 104 Схема приготовления и распределения сжатого воздуха

Для вентиляции внутренних полостей выключателей воздух подается через редукторный клапан, понижающий его давление. При небольшом избыточном давлении относительная влажность воздуха понижается до 5% и менее, что и способствует эффективному удалению влаги из внутренних полостей.

Эксплуатация компрессорной установки. Необходимое давление воздуха в воздухосборниках поддерживается периодическими пусками компрессоров. Время между остановкой и последующим пуском, определяемое расходом воздуха на утечки и вентиляцию, должно быть не менее 60 мин.

Операции включения и отключения компрессоров автоматизированы. Блокировки в цепи включения компрессоров исключают: одновременный пуск нескольких компрессоров, чтобы резко не снижать напряжение в сети с. н.; пуск при температуре масла в картере ниже 10 °С; включение электродвигателя компрессора прежде, чем произойдет включение электродвигателя вентилятора.

Автоматическая остановка резервного и рабочих компрессоров происходит при давлении воздуха в сети выше номинального (4,05 МПа).

Компрессорные установки снабжаются устройствами технологической защиты, действующими на остановку компрессоров.

В обязанности эксплуатационного персонала, обслуживающего компрессорную установку, входят: систематическое (не реже 1 раза в сутки) наблюдение за работой компрессора и электродвигателей, их температурой, давлением масла в системе смазки и воздуха в каждой ступени; проверка уровня масла в картере, доливка и смена его; наблюдение за давлением воздуха, запасенного в воздухосборниках; продувка водомаслоотделителей и мест сбора конденсата; содержание в чистоте оборудования и помещения компрессорной установки.

В компрессор заливается профильтрованное специальное масло. При пониженном уровне масла работа компрессора не допускается. Смену масла в картере производят через 800-1000 ч работы компрессора.

За работой редукторных клапанов и установленных на них манометров необходимо вести тщательное наблюдение. Об исправности редукторного клапана и правильности его регулировки судят по показаниям манометра.

Капитальный ремонт компрессоров производится по мере надобности, но не реже 1 раза в 2-3 года, а также после использования механического ресурса.

Вопросы для повторения

Какие требования предъявляются к РУ?

В чем состоят задачи эксплуатации РУ?

Что проверяется при внешнем осмотре КРУ?

Какими свойствами обладает элегаз?

На что обращается внимание при внешнем осмотре масляных выключателей?

С какой целью вентилируются внутренние полости изоляционных конструкций воздушных выключателей?

Как регулируется расход воздуха на вентиляцию воздушных выключателей?

Что произойдет, если давление воздуха в резервуарах воздушного выключателя понизится до 1,5 МПа при номинальном давлении 2,0 МПа?

Какие мероприятия должны проводиться с воздушными выключателями в процессе их эксплуатации?

10.Какие требования предъявляются к разъединителям?

Как проверяется механическая прочность опорно-стержневых изоляторов?

Как проверяется электрическая прочность опорно-штыревых изоляторов?

Для чего заземляются выводы вторичных обмоток измерительных трансформаторов тока и напряжения?

Для чего служат дугогасящие реакторы?

Допускается ли деблокировка разъединителей?

Перечислите требования к сжатому воздуху.



Тема 2.5 Эксплуатация устройств систем управления, контроля релейной защиты и автоматики

«Щиты управления и вторичные устройства»

Для управления и контроля за работой оборудования на станциях и подстанциях сооружаются щиты управления: главные и местные (блочные, агрегатные, цеховые).

На щитах управления сосредоточиваются аппараты дистанционного управления выключателями и разъединителями, аппараты регулирования режима работы генераторов и синхронных компенсаторов, контрольно-измерительные и сигнальные приборы, устройства аварийной сигнализации, средства связи. На главных щитах управления (ГЩУ) станций располагают также приборы, контролирующие основные параметры тепловой части станции (давление, температуру, расход острого пара). Обычно ГЩУ являются основным рабочим местом начальника смены станции и начальника смены электроцеха.

На тепловых станциях блочного типа помимо ГЩУ в непосредственной близости от турбогенераторов сооружаются блочные щиты управления (БЩУ), где размещают технические средства контроля и управления одним или двумя агрегатами.

На ГЭС управление электрооборудованием производится с ГЩУ или с агрегатных щитов, находящихся в машинном зале.

В помещениях щитов управления электростанций и подстанций или рядом с ними в отдельных помещениях размещают панели устройств релейной защиты и автоматики, регистрирующие приборы, осциллографы и пр. Все аппараты управления, сигнализации и регулирования, электроизмерительные приборы, реле защиты и автоматики относят к вторичным устройствам. Контрольно-измерительную информацию о режимах работы первичных цепей вторичные устройства получают от измерительных трансформаторов тока и напряжения, вторичные обмотки которых соединяются с вторичными устройствами контрольными кабелями. Таким образом, контрольные кабели относят к вторичным цепям.

Источники оперативного тока и их вторичные цепи, с помощью которых дистанционные и автоматические устройства воздействуют на приводы коммутационных аппаратов, сигнальные устройства и различные органы регулирования также относят к вторичным устройствам.

Панели щитов управления и релейных щитов снабжаются надписями, указывающими назначение вторичного устройства и его диспетчерское наименование. Установленные на панелях аппараты маркируются в соответствии с исполнительными схемами. На сигнальных реле, испытательных блоках, отключающих и переключающих устройствах для удобства обслуживания их оперативным персоналом также наносятся соответствующие надписи.

При обслуживании вторичных устройств придерживаются следующих правил. Все вновь смонтированные вторичные устройства перед включением в работу налаживают и испытывают повышенным напряжением. Изоляция относительно земли электрически связанных вторичных цепей должна выдерживать напряжение 1000 В переменного тока в течение 1 мин. В последующие периоды эксплуатации испытания повторяются.

Вторичные устройства, аппараты и соединяющие их цепи подвергают систематическому профилактическому контролю и восстановлению.

Находящиеся в эксплуатации приборы, реле защиты и автоматики должны быть закрыты и опломбированы. Вскрывать их разрешается только работникам местной службы релейной защиты, автоматики и измерений (МСРЗАИ), кроме реле, характеристики которых оперативный персонал изменяет в зависимости от режима работы оборудования и схемы первичных соединений. Персонал МСРЗАИ наряду с дежурным персоналом регулярно осматривает панели, пульты, вторичные устройства и их цепи. При этом аппаратура и панели очищаются от пыли и загрязнений.



«Обслуживание устройств релейной защиты, электроавтоматики и измерительных приборов»

Исправность и готовность к действию всех эксплуатируемых на станциях и подстанциях устройств релейной защиты, электроавтоматики, измерительных приборов и вторичных цепей поддерживается путем периодического обслуживания.

Обслуживание включает в себя: профилактический контроль, профилактическое восстановление, опробование, внеочередные и послеаварийные проверки.

Профилактическим контролем проверяется работоспособность вторичных устройств. При этом выявляются и устраняются возникающие в процессе эксплуатации внезапные отказы в работе этих устройств.

Профилактическим восстановлением устраняются естественные износы и старения отдельных элементов вторичных устройств, которые могут постепенно привести к возникновению отказов.

Опробованием проверяется работоспособность наименее надежных элементов вторичных устройств (реле времени, электромагнитов приводов коммутационных аппаратов и др.).

Внеочередные проверки проводятся при изменениях схем и реконструкциях вторичных устройств.

Послеаварийные проверки назначаются в случаях отказа или неправильной работы вторичных устройств при нарушениях нормальных режимов работы первичных цепей.

Периодичность профилактических восстановлений вторичных устройств от 3 до 8 лет.

Для обслуживания отключения устройств релейной защиты и электроавтоматики оформляется заявкой и выполняется по разрешению вышестоящего оперативного персонала. В зависимости от характера работ дежурный последовательно выполняет все те операции, которые были предусмотрены заявкой, и подготавливает рабочее место: с помощью накладок отключает вторичное устройство; на панелях вывешивает плакаты, разрешающие производство работ; соседние панели с лицевой и обратной сторон закрывает шторами из плотной ткани, исключающими случайный доступ к панелям. После этого дежурный проводит инструктаж и допускает к работе. Работы во вторичных устройствах производятся по исполнительным схемам с нанесенной маркировкой проводов, зажимов, кабелей. Работающим не разрешается отвлекаться на другие виды работ вплоть до окончания работ на отключенном для профилактики устройстве. О выполненных работах, изменениях характеристики реле и готовности вторичного устройства к включению в работу записывается в специальном журнале, и проводится инструктаж оперативного персонала. Ознакомившись с записью в журнале, дежурный осматривает рабочее место, обращая внимание на отсутствие отсоединенных и неизолированных проводов, положение рубильников, крышек испытательных блоков, отключающих устройств, сигнальных реле и пр. При отсутствии каких-либо замечаний и ненормальностей вторичное устройство включается в работу.

«Техническая и оперативная документация»

На всех электростанциях и предприятиях электрических сетей имеется следующая основная документация: технический паспорт всего энергообъекта с исполнительными чертежами оборудования и схемами первичных и вторичных электрических соединений; технические паспорта установленного оборудования; инструкции по обслуживанию оборудования и должностные инструкции по каждому рабочему месту; оперативная документация.

Технический паспорт составляется отдельно по каждому виду основного и вспомогательного оборудования. Он содержит параметры и технические характеристики этого оборудования.

В процессе эксплуатации в паспорт записываются результаты текущего и капитального ремонтов, испытаний и проверок. Эти сведения вместе с заключением, указывающим на исправность и пригодность оборудования к дальнейшей эксплуатации, вносятся в паспорт непосредственно после проведения ремонтных и профилактических работ. Записи подтверждаются актами и протоколами испытаний.

На грузоподъемные механизмы и сосуды, работающие под давлением, ведутся особые технические паспорта и документация, регистрируемая в органах Госгортехнадзора.

Инструкции разделяют на должностные, по эксплуатации оборудования и вторичных устройств; по выполнению оперативных переключений и ликвидации аварий; по тушению пожара и др. Ими снабжаются все рабочие места на станциях, подстанциях, диспетчерских пунктах.

В должностных инструкциях (положениях) излагаются требования к персоналу, занимающему определенное рабочее место, указываются его обязанности, подчиненность и ответственность.

В инструкциях по эксплуатации оборудования и вторичных устройств указывается порядок пуска, остановки и обслуживания оборудования, порядок допуска к ремонтным работам, порядок операций с устройствами релейной защиты и автоматики.

В инструкциях но переключениям и ликвидации аварий на станциях и подстанциях приводится последовательность действий оперативного персонала с коммутационными аппаратами в нормальном и аварийном режимах при изменениях схем электрических соединений и отделении очагов аварий.

Оперативную документацию ведет дежурный персонал станций и подстанций, диспетчеры предприятий электросетей и персонал ОВБ. К ней относится следующая документация:

оперативный журнал - для записи в хронологическом порядке оперативных распоряжений и сообщений об их выполнении. В нем фиксируются операции с коммутационными аппаратами и устройствами защиты и автоматики; операции по наложению и снятию заземлений; сведения о нарушении режимов работы оборудования. При отсутствии специального журнала допуска ремонтных бригад в оперативный журнал записывается время начала и окончания работы ремонтным и эксплуатационным персоналом;

журнал дефектов и неполадок оборудования - для записи обнаруженных дефектов, устранение которых является обязательным;

журнал релейной защиты, автоматики и телемеханики - для записи результатов профилактического контроля и восстановления, опробований и проверок вторичных устройств; карты уставок релейной защиты автоматики-для записи уставок, выполненных на реле защиты и автоматики;

журнал распоряжений - для записи руководящим персоналом распоряжений и указаний, имеющих длительный срок действия;

оперативная схема первичных соединений - для контроля положений коммутационных аппаратов;

суточные ведомости режима работы оборудования - для периодических записей показаний контрольно-измерительных приборов на щитах управления.

Перечисленная оперативная документация представляет возможность оперативному персоналу следить за состоянием схемы электрических соединений, режимом работы оборудования и вести учет ремонтных и эксплуатационных работ.

«Источники оперативного тока»

Применяются два вида оперативного тока: переменный- на подстанциях с упрощенными схемами и постоянный- на станциях и подстанциях, имеющих стационарные аккумуляторные установки.

Переменный оперативный ток. В качестве источника применяются трансформаторы тока и напряжения, а также трансформаторы собственных нужд. Каждый из этих источников в отдельности обладает характерными недостатками. Так, трансформаторы тока могут обеспечивать надежное питание оперативных цепей только лишь во время КЗ, когда резко возрастают ток и напряжение на их зажимах. Трансформаторы напряжения и собственных нужд, наоборот, непригодны для питания оперативных цепей при КЗ, так как при этом снижается напряжение в питающей сети, но они пригодны для питания оперативных цепей в режимах работы, близких к номинальным. В силу указанных недостатков область раздельного применения этих источников ограничена.

Широкое применение на подстанциях нашли источники комбинированного питания одновременно от трансформаторов тока ТТ и напряжения ТН (рис. 105). Выпускаемые заводами блоки питания БПТ и БПН подключаются к трансформаторам тока и напряжения (иногда к трансформаторам с. н.) соответственно. Установленные в блоках выпрямители питают оперативные цепи суммарным оперативным током.

Рисунок 105 Принципиальная схема комбинированного питания оперативных цепей

Комбинированное питание по указанной схеме хотя и универсально, но ограничено по мощности. Оно пригодно для питания оперативных цепей защит, автоматики и управления легкими приводами выключателей (пружинными, грузовыми).

Помимо непосредственного отбора мощности от трансформаторов тока и напряжения на подстанциях широко применяются конденсаторные устройства, позволяющие использовать предварительно запасенную в них электрическую энергию для питания реле, приводов отделителей и выключателей. Используются комплекты конденсаторов емкостью 40, 80 и 200 мкФ. Для их заряда применяются зарядные устройства (например, типа УЗ-401), получающие питание от трансформаторов напряжения или собственных нужд в условиях нормального режима работы подстанции. Схема включения конденсаторов показана на рис. 106

Рисунок 106 Схема включения конденсаторов с разделительными диодами

При замыкании контактов К1 и К2 реле или ключа управления к конденсаторам подключаются обмотки реле или электромагнитов управления Э01 и Э02, через которые проходит ток разряда, и электромагниты срабатывают. Диоды Д1 и Д2 обеспечивают разряд на каждую обмотку только своего конденсатора.

Для обеспечения надежной работы очень важно, чтобы конденсаторы постоянно находились в заряженном состоянии. Для этого необходимо следить за исправным состоянием как самих конденсаторов, так и изоляции подключенных цепей. Опасна потеря питания установки со стороны переменного тока, так как при этом происходит разряд конденсаторов: через 1,5-2 мин они уже не в состоянии обеспечить действие подключенных к ним электромагнитов приводов и реле. При снижении выходного выпрямленного напряжения зарядного устройства срабатывает специальное реле, которое подает сигнал персоналу подстанции.

Если на подстанции установлены электромагнитные приводы, то питание их электромагнитов включения осуществляется централизованно от специальных выпрямительных установок, питаемых от сети с. н.

Постоянный оперативный ток. Основным источником являются свинцово-кислотные аккумуляторные батареи с зарядными устройствами напряжением 110 и 220 В, а на небольших подстанциях - 24 или 48 В. Они обеспечивают питание оперативных цепей реле защит, автоматики, электромагнитов отключения и включения коммутационных аппаратов, а также цепей сигнализации. От аккумуляторных батарей питаются устройства связи, аварийное освещение, двигатели резервных маслонасосов турбин и т.д.

«Аккумуляторные батареи и их обслуживание»

На станциях и подстанциях применяются главным образом свинцово-кислотные аккумуляторы типа С (СК) в открытых стеклянных сосудах, а аккумуляторы большой емкости - в деревянных баках, выложенных внутри свинцом. Аккумуляторные пластины разной полярности, находящиеся в одном сосуде, отделяются друг от друга сепараторами из мипоры (мипласта). Сосуды заполняются электролитом (водным раствором чистой серной кислоты). Положительные пластины выполняются из чистого свинца и имеют сильно развитую поверхность. При формировании собранного аккумулятора (особом режиме первого заряда) на поверхности положительных пластин из металлического свинца основы образуется слой двуокиси свинца (РЬ0₂), являющийся активной массой этих пластин.

Отрицательные пластины изготовляются также из металлического свинца, но имеют коробчатую форму. Ячейки свинцового каркаса пластин заполняются активной массой, приготовленной из окислов свинца и свинцового порошка (РЬ). Чтобы эта масса не выпадала из ячеек, пластины покрываются с боков тонкими перфорированными свинцовыми листами. В процессе формирования на отрицательных пластинах образуется губчатый свинец.

Наряду с аккумуляторами С (СК) отечественные заводы выпускают аккумуляторы типа СН. Они имеют намазные пластины, сепараторы из стекловойлока, винипласта и мипоры, стеклянные сосуды с уплотненными крышками. Аккумуляторы СН компактны, имеют меньшие размеры и массу, не требуют частой доливки воды. Однако емкость их невелика. Они изготовляются четырнадцати типоразмеров.

Основными характеристиками аккумуляторов С (СК) являются их номинальная емкость, продолжительности и токи разряда, максимальный ток заряда. Эти величины определяются типом, размерами, числом пластин и получаются умножением соответствующих величин для аккумуляторов С-1 (СК-1) на типовой номер.

В эксплуатации емкость аккумулятора зависит от концентрации и температуры электролита, от режима разряда. С ростом плотности электролита емкость аккумулятора возрастает. Однако крепкие растворы способствуют ненормальной сульфатации пластин. Повышение температуры электролита также приводит к возрастанию емкости, что объясняется снижением вязкости и усилением диффузии свежего электролита в поры пластин. Но с повышением температуры увеличиваются саморазряд аккумулятора и сульфатация пластин.

Исследованиями установлено, что для стационарных аккумуляторов С (СК) оптимальным является удельный вес электролита в начале разряда 1,2-1,21 г/см³ при температуре 25 °С. Температура воздуха в помещении, где установлена аккумуляторная батарея, должна поддерживаться в пределах 15-25 °С.

Факторами, ограничивающими разряд, являются конечное напряжение на зажимах аккумулятора и плотность электролита в сосудах. При 3-10-часовом разряде снижение напряжения допускается до 1,8 В, а при 1-2-часовом- 1,75 В на элемент. Более глубокие разряды во всех режимах приводят к повреждению аккумуляторов. Слишком длительные разряды малыми токами прекращают, когда напряжение становится равным 1,9 В на элемент. При разряде контролируется как напряжение, так и плотность электролита. Уменьшение плотности на 0,03-0,05 г/см³ свидетельствует о том, что емкость исчерпана.

Ненормальная сульфатация пластин. В режиме разряда аккумулятора на его пластинах образуется свинцовый сульфат. При благоприятном режиме работы аккумулятора сульфат имеет тонкое кристаллическое строение и легко растворяется при заряде, переходя в окись свинца на положительных и в губчатый свинец на отрицательных пластинах.

Ненормальная сульфатация пластин с образованием крупных, не полностью растворяющихся во время заряда кристаллов сульфата возникает, как отмечалось выше, при работе аккумулятора с чрезмерно высокой плотностью электролита и высокой температуре; систематических глубоких разрядах и недостаточных зарядах; зарядах большими токами; длительном разряженном состоянии батареи. В этих условиях сравнительно быстро растет количество кристаллов сульфата, которые закрывают собой поры активной массы пластин, мешая доступу электролита. При этом увеличивается и внутреннее сопротивление аккумулятора. В результате емкость аккумулятора снижается. Внешними признаками ненормальной сульфатации являются образование на поверхности пластин беловатых пятен, выпадение светло-серого шлама в сосуде, коробление положительных и выпучивание отрицательных пластин.

В начальной стадии сульфатация устраняется длительным зарядом батареи малым током. В случае глубокой сульфатации аккумуляторы подвергаются десульфатационному заряду.

Саморазряд аккумулятора. Под саморазрядом аккумулятора понимается потеря им запасенной химической энергии вследствие паразитных химических и электрохимических реакций в пластинах. Эти реакции происходят как в работающих, так и в отключенных от сети аккумуляторах. При нормальном саморазряде новая батарея теряет в течение суток не менее 0,3% своей емкости. Со временем саморазряд возрастает. При некоторых условиях (высокие температура и плотность электролита) наблюдается повышение саморазряда. Наиболее часто причиной повышенного саморазряда является присутствие в электролите примесей железа, хлора, меди и других элементов. Практически невозможно получить электролит, свободный от примесей. Однако их содержание не должно превышать установленных норм. С этой целью применяемые для составления электролита кислота и дистиллированная вода проверяются на содержание вредных примесей.

Режимы работы и обслуживание аккумуляторов. Аккумуляторные батареи должны эксплуатироваться в режиме постоянного подзаряда. Сущность этого режима заключается в том, что полностью заряженная батарея включается параллельно с подзарядным устройством, которое питает нагрузку и в то же время подзаряжает малым током батарею, компенсируя ее саморазряд. В случае аварии на стороне переменного тока или остановки по какой-либо причине зарядного агрегата батарея принимает на себя всю нагрузку сети постоянного тока. После ликвидации аварии батарея заряжается от зарядного агрегата и переводится на работу в режиме постоянного подзаряда. При постоянном подзаряде режим батареи характеризуется напряжением на зажимах элемента в пределах 2,2 + + 0,05 В и током подзаряда 10-30 мА, проходящим через батарею, умноженным на номер элементов батареи. Более точные значения напряжения и тока подзаряда, определяемые индивидуальными свойствами каждой батареи, устанавливаются в зависимостей от плотности электролита. Если, например, плотность электролита снижается против начальной (1,2-1,21), то это свидетельствует о недостаточности тока подзаряда - напряжение подзаряда следует повысить. На чрезмерный ток подзаряда указывает усиленное выпадение в сосуде коричневого шлама. Измерение плотности электролита должно производиться с учетом его температуры, так как плотность изменяется на 0,0003 г/см³ на каждые 5 °С по отношению к температуре 25°С.

Аккумуляторные батареи могут работать в режиме постоянного подзаряда как без добавочных элементов и элементного коммутатора, так и при наличии этих устройств. При эксплуатации аккумуляторных батарей с элементными коммутаторами концевые элементы часто бездействуют, подвергаются саморазряду и сульфатируются. Наблюдается разная степень заряженности отдельных элементов. Для устранения сульфатации и выравнивания отстающих элементов батареи подвергают уравнительному заряду. При уравнительном заряде батарея предварительно разряжается током 10-часового режима до напряжения 1,8 В на элемент. Затем нормально заряжается тем же током (до появления признаков заряженности: сильного газообразования, возрастания напряжения до 2,6-2,8 В на элемент, увеличения плотности электролита до 1,20- 1,21 г/см³), и оставляется в покое на 1 ч. Заряды с такими перерывами продолжаются до тех пор, пока батарея не получит двух-трехкратной номинальной емкости.

Аккумуляторные батареи без элементных коммутаторов, работающие в режиме постоянного подзаряда, подвергаются профилактическим дозарядам. Дозаряды производятся без отключения нагрузки напряжением 2,3- 2,35 В на элемент длительностью 1-2 сут. Уравнительные заряды и дозаряды производятся не реже 1 раза в 3 мес.

1 - основные элементы; 2 - концевые элементы; 3 - подзарядное устройство; 4 - сопротивление нагрузки; R - балластный резистор

Рисунок 107 Принципиальная схема постоянного подзаряда концевых элементов батареи от общего подзарядного агрегата

Для поддержания работоспособности концевых элементов на подстанциях с неизменной нагрузкой сети постоянного тока применяются схемы подзаряда концевых элементов от самостоятельного источника тока, а также схемы подзаряда от общего подзарядного агрегата. Принципиальная схема включения подзарядного агрегата на всю батарею приведена на рис. 107. В схеме концевые элементы шунтируются балластным резистором, выбранным по току нагрузки батареи R= U_ном/I_нагр, что обеспечивает поддержание напряжения 2,2±0,05 В на элемент. При изменении нагрузки сети значение сопротивления балластного резистора соответственно изменяется.

Для заряда и подзаряда крупных аккумуляторных батарей применяются двигатели-генераторы, состоящие из трехфазных синхронных электродвигателей и генераторов постоянного тока с параллельным возбуждением. Генераторы, предназначенные для подзаряда, имеют автоматические регуляторы напряжения, поддерживающие заданное напряжение на шинах с точностью до 1%.

Обслуживание двигателей-генераторов состоит в поддержании правильных режимов их работы; наблюдении за температурой щеток, коллектора и других частей; смазке трущихся элементов и содержании их в чистоте.

В качестве подзарядных устройств применяются выпрямители, состоящие из разделительного трансформатора, комплекта управляемых кремниевых выпрямителей и устройств стабилизации выпрямленного напряжения или тока. Широкое распространение для подзаряда всех аккумуляторных батарей (а для аккумуляторов типов СК-1 и СК-20 также и для заряда) получили зарядно-подзарядные агрегаты ВАЗП-380/260-40/80.

При эксплуатации полупроводниковых выпрямительных устройств следят за нагревом полупроводниковых элементов, температурой окружающего воздуха, отсутствием кислотных паров и влаги в помещении, где установлены выпрямители.

При осмотре аккумуляторной батареи проверяются целость сосудов и уровень электролита в них, правильность положения покрывных стекол, отсутствие коробления пластин и их цвет, уровень и характер шлама; измеряются плотность и температура электролита, напряжение контрольных элементов; проверяются исправность элементного коммутатора, вентиляции и отопления (в зимнее время) аккумуляторного помещения. Результаты осмотра заносятся в журнал. Периодичность осмотра устанавливается местной инструкцией.

Основными неисправностями аккумуляторов являются: ненормальная сульфатация пластин; КЗ между пластинами; коробления положительных и отрицательных пластин; неисправность сепарации; рост положительных и уплотнение активной массы отрицательных пластин; чрезмерное образование шлама; ненормальный саморазряд; загрязнение электролита и понижение его плотности; течь электролита вследствие повреждения сосуда.

Текущие ремонты аккумуляторов производятся аккумуляторщиками или специально обученными электромонтерами. Плановые капитальные ремонты с заменой всех или значительной части пластин, сепарации и электролита назначаются, как правило, при сильном износе пластин и потере батареей емкости. Проведение крупных ремонтов поручается специализированным организациям.

Для питания устройств релейной защиты и автоматики сейчас применяют аккумуляторные батареи типа 6OPzS600LA.

Основные характеристики аккумуляторных батарей:

номинальное напряжение элемента 2 В

номинальная ёмкость С₁₀ 680 А/час

ёмкость при10-и часовом разряде 680 А/час

номинальный разрядный ток 68 А

рекомендуемый зарядный ток ? 34 В

конечное напряжение в конце разряда 1,8 В (189 В)

конечное напряжение в конце заряда 2,6-2,75 В (273-288 В)

номинальная плотность электролита 1,24 кг/л

напряжение в режиме подзаряда на элемент 2,23 В

напряжение в режиме подзаряда на батарею 234,2 В

Основные характеристики зарядного устройства:

Подзарядный выпрямительный агрегат тип - ВАЗП-380/260-40/80

Величина выпрямленного напряжения в режиме стабилизации напряжения плавно регулируется в пределах от 220В до 260В при нагрузке 80А и в пределах от 260В до 380В при нагрузке 40А. При этом агрегат автоматически поддерживает постоянство установленного напряжения с точностью до 2%.

Внешняя характеристика агрегата при перегрузках выше 10% - крутопадающая на глубину не менее 50% U_Н.

Агрегаты допускают длительную работу на холостом ходу и параллельную работу на общую нагрузку.

Потребляемая мощность агрегата в режиме 40А при 380В не более 20кВА. В режиме 80А при 260В не более 27кВА.

КПД агрегата не менее 90%.

«Эксплуатация аккумуляторной батареи»

1.1. Нормальный режим батареи является режим постоянного подзаряда. Эксплуатация батарей в режиме постоянного подзаряда осуществляется без тренировочных заряд-разрядов и перезарядов.

1.2. Подзарядный агрегат питает всю нагрузку и обеспечивает необходимый подзаряд батареи. Кратковременные толчки разгрузки воспринимаются аккумуляторной батареей. Величина подзаряда батареи при стабильном напряжении на каждый элемент поддерживается автоматически в зависимости от степени разряда аккумулятора.

1.3. Подзарядные устройства должны быть постоянно в работе.

1.4. РАЗРЯД.

Зависящее от величины разрядного тока конечное напряжение разряда не должно быть ниже 1,8 В на элемент. Без согласования с производителем запрещено снимать с батареи больше номинальной ёмкости. После полного или частичного разряда следует сразу же приступить к заряду батареи.

ЗАРЯД.

Рекомендуемая точность стабилизации зарядного напряжения ±1% (предельно допустимая ±2%). В режиме заряда батарея отключена от потребителя. Зарядное напряжение батареи может составлять в конце заряда 2,6-2,75 В на элемент или 273-288 В на батарею. Следует следить за процессом заряда (см. п. 2.7, 2.9).После достижения состояния полной зарядки следует прекратить заряд или переключить батарею в режим подзаряда.

1.5. РЕЖИМ ПОДЗАРЯДА.

Зарядное напряжение должно устанавливаться 2,23 В на элемент или 234,2 В на батарею, плотность электролита при этом не изменяется в течении длительного времени.

1.6. ВЫРАВНИВАЮЩИЙ ЗАРЯД.

Выравнивающий заряд необходимо проводить после глубокого разряда или после недостаточного заряда. Выравнивающий заряд может проводиться напряжением 252 В на батарею в течении до 72 часов.

При достижении температурой +55⁰С заряд следует прекратить или продолжать его уменьшенным током. Возможен также переход в режим подзаряда для того, чтобы температура снизилась. Выравнивающий заряд считается оконченным, если плотность электролита и напряжение на элементах не изменяются в течении 2 часов.

1.7. ЗАРЯДНЫЕ ТОКИ.

Зарядные токи не ограничены до напряжения 2,4 В/эл. При превышении зарядным напряжением 2,4 В/эл возникает повышенное разложение воды, поэтому запрещается превышение значений зарядного тока свыше 34 А.

1.8. ТЕМПЕРАТУРА.

Температурный диапазон для свинцово-кислотных аккумуляторов составляет от -30⁰С до +50⁰С. Рекомендуемая температура для эксплуатации батарей составляет +10⁰С - +30⁰С. Технические данные приведены при номинальной температуре +20⁰С. Идеальная температура для эксплуатации аккумуляторов +20 ±5⁰С. Более высокие температуры могут привести к сокращению срока службы аккумуляторов. Более низкие температуры не сокращают срок службы, но уменьшают отбираемую ёмкость. Превышение температуры +55⁰С недопустимо. Необходимо избегать длительную эксплуатацию аккумуляторов при температурах более +45⁰С.

1.9. ЭЛЕКТРОЛИТ.

Электролит представляет собой разбавленную серную кислоту. Номинальная плотность электролита приводится при 20⁰С номинальном уровне электролита и полностью заряженных аккумуляторов. Максимальное отклонение не должно быть больше ±0,01 кг/л при номинальных условиях. Высокие температуры уменьшают плотность электролита, низкие температуры увеличивают его плотность. Корректировочный фактор при этом составляет 0,0007 кг/л на каждый градус.

Обслуживание аккумуляторной батареи.

1.10. Для контроля и ухода за аккумуляторной батареей выделяется специальное лицо-аккумуляторщик или специально обученный работник.

1.11. Не реже чем два раза в месяц, батареи и все зарядные устройства должны осматриваться мастером участка.

1.12. ОПЕРАТИВНЫЙ ПЕРСОНАЛ ОБЯЗАН:

1.12.1. Контролировать ток подзаряда и напряжения на шинах ЩПТ не реже двух раз в смену. Напряжение на шинах должно поддерживаться 234,2 В.

1.12.2. Каждую смену производить осмотр аккумуляторных батарей. При осмотре следует проверять:

· целостность элементов и уровень электролита в них;

· отсутствие течи;

· чистоту элементов, стеллажей, стен и пола;

· прозрачность электролита;

· отсутствие механических дефектов мест соединений элементов, шин, стеллажей;

· исправность вентиляции и отопления.

1.12.3. Оказывать помощь аккумуляторщику при проведении зарядов разрядов батареи.

1.12.4. Производить осмотр всего оборудования установки постоянного тока каждую смену.

1.12.5. Вести эксплуатацию батарей и контроль за их работой во время отсутствия аккумуляторщика.

Уход за батареей и контроль

Необходимо регулярно проверять уровень электролита. Если уровень электролита опустился до минимальной отметки, следует долить дистиллированную воду. Батареи должны быть чистыми и сухими, чтоб избежать утечек тока. Очистка батарей должна осуществляться с соблюдением техники безопасности. Неметаллические части аккумуляторов должны очищаться с помощью воды без добавления каких-либо чистящих средств.

Каждые 6 месяцев необходимо измерять и записывать в аккумуляторный журнал:

· напряжение на батареи;

· напряжение контрольных элементов;

· плотность электролита контрольных элементов;

· температуру электролита на контрольных элементах;

· проверять уровень электролита и, в случае необходимости, доливать дистиллированную воду.

Ежегодно следует измерять и записывать в аккумуляторный журнал:

· напряжение на батареи;

· напряжение всех элементов;

· плотность электролита всех элементов;

· температуру электролита на контрольных элементах.

Ежегодно следует проводить визуальный контроль:

· соединителей;

· прочности узлов соединения;

· расположения аккумуляторов;

· вентиляции.

Испытания.

1.13. При необходимости, испытание и их методика должны быть согласованы с фирмой- производителем. После истечения срока службы, для обеспечения надёжного энергоснабжения, вся батарея должна быть заменена на новую.

Срок службы: 15-20 лет при температуре окружающей среды 20⁰С (остаточная ёмкость 80%).

1.14. КОНТРОЛЬНЫЙ ЗАРЯД-РАЗРЯД.

Контрольные разряды, предназначенные для определения фактической ёмкости батареи, должны выполняться по мере необходимости, при возникновении подозрения в том, что батарея потеряла плотность.

Разряд ведется при десятичасовом режиме разряда, фиксируется ежечасно в специальном журнале плотность электролита, температура электролита, напряжение на элементах батареи. Последние два часа замеры производятся через каждые полчаса. При десятичасовом разряде с батареи снимается 100% ёмкости, с учетом температурной поправки. В конце разряда напряжение на элементах должно быть не менее 1,8В.

После разряда батарея ставится на заряд, величина тока заряда такая же, как при разряде.

После сообщения батарее 80% ёмкости от номинальной, ток заряда снижается вдвое, и заряд ведется, для сообщения батарее 1,2-1,25 номинальной ёмкости, т.е. батарея на 15%-20% перезаряжается. Это делается с целью полного удаления сульфата с положительных пластин. Критерием окончания заряда является плотность электролита в элементах и напряжение на них, которые должны быть 1,24 и 2,6-2,75В соответственно и оставаться в течении 1,5-2 часов постоянным.

Регистрация параметров элементов батареи при заряде производится через каждые два часа.

Вопросы для повторения

1.Что понимается под обслуживанием вторичных устройств?

Когда назначаются внеочередные проверки устройств релейной защиты и автоматики?

Какую оперативную документацию ведет оперативный персонал станций и подстанций?

4.Что такое ненормальная сульфатация пластин аккумулятора?

5.В чем сущность режима постоянного подзаряда аккумуляторной батареи?

6.Назовите основные неисправности аккумуляторов.



Раздел 3. Эксплуатация кабельных линий

Тема 3.1 Эксплуатация кабельных линий

«Приемка кабельных линий в эксплуатацию»

Прокладка и монтаж кабельных линий всех напряжений, сооружаемых строительно-монтажными организациями других ведомств и передаваемых затем в эксплуатацию энергосистеме, производятся под техническим надзором эксплуатационного персонала энергосистемы. При этом обеспечивается контроль за качеством работ. Выполняющий надзор проверяет состояние прокладываемого кабеля на барабанах, качество применяемых муфт и монтажных материалов. Он принимает скрытые работы, к которым относятся осмотр проложенного кабеля, проверка соблюдения необходимых расстояний в местах сближений и пересечений сооружаемой линии с другими кабелями и подземными коммуникациями, монтаж муфт и др.

Приемка кабельной линии в эксплуатацию осуществляется специальной комиссией. Члены комиссии проверяют техническую документацию и производят обход трассы.

Для включения кабельной линии в работу производятся:

определение целости кабеля и фазировка его жил;

измерение сопротивления заземлений у концевых муфт;

проверка действия устройств защиты от блуждающих токов;

определение активного сопротивления жил кабеля и рабочих емкостей (для кабелей 20 кВ и выше);

измерение сопротивления изоляции мегомметром 2500 В и испытание повышенным напряжением выпрямительного тока. Для линий 110 кВ и выше взамен испытаний выпрямленным током допускается проведение испытаний повышенным напряжением частотой 50 Гц;

определение характеристик масла для всех элементов маслонаполненных кабельных линий 110 кВ и выше.

При приемке в эксплуатацию маслонаполненных кабелей кроме собственно самой кабельной линии принимается и весь комплекс сооружений, относящихся к маслонаполненной линии: маслоподпитывающие устройства, кабельные колодцы для муфт, туннели, каналы, антикоррозионная защита, система сигнализации и автоматики, установленная на линии.

«Надзор за кабельными линиями и организация их охраны»

За техническим состоянием кабелей и трасс кабельных линий ведется систематический надзор. К числу основных мероприятий по охране кабельных линий относятся периодические обходы и осмотры трасс кабелей, допуск к раскопкам на трассах и вблизи кабельных линий и надзор за ними, разъяснение населению и руководителям организаций недопустимости самовольных раскопок кабелей и их механических повреждений.

Осмотры кабельных линий производятся по графикам в зависимости от напряжения и условий прокладки кабелей. Например, периодичность осмотра трасс кабелей до 35 кВ, проложенных в городах с усовершенствованным покрытием, - 1 раз в 12 мес.; концевых муфт, расположенных в трансформаторных и других помещениях, - одновременно с осмотром остального оборудования и т. д.

Помимо периодических обходов и осмотров кабельных линий электромонтерами производятся выборочные обходы и осмотры инженерно-техническим персоналом. В периоды паводков и дождей, а также при отключениях линий релейной защитой назначаются внеочередные обходы и осмотры.

На электростанциях и подстанциях осмотр открыто проложенных кабелей в туннелях, шахтах и кабельных полуэтажах проводится эксплуатационным персоналом по местным инструкциям. При осмотре проверяются: исправность освещения и вентиляции; работа сигнализации о появлении дыма и наличие средств пожаротушения; состояние несгораемых перегородок и дверей между отдельными отсеками и помещениями, где проложены кабели; температура в помещениях и температура металлических оболочек кабелей; состояние опорных конструкций; защищенность соединительных муфт стальными или асбоцементными трубами; состояние концевых муфт, металлических оболочек кабелей и антикоррозионных покровов брони; отсутствие воды, исправность дренажных устройств и автоматической откачки; наличие маркировки кабелей; отсутствие посторонних предметов и горючих материалов, а также джута на кабелях.

Надзор за раскопками на кабельных трассах и вблизи них. Все виды работ на трассах кабельных линий могут производиться при условии предварительного согласования выполнения этих работ с организацией, эксплуатирующей кабельные сети, и получения от нее разрешения на производство работ.

Места производства земляных работ по степени возможного повреждения кабелей делятся на две зоны: 1-я зона -работы на трассах линий и на расстоянии до 1 м от крайнего кабеля; 2-я зона - работы на расстоянии от крайнего кабеля, превышающем 1 м.

При земляных работах в 1-й зоне представитель эксплуатирующей организации производит допуск к работам и ведет постоянный надзор за работами в течение всего времени их производства. При надзоре за работами во 2-й зоне представитель эксплуатирующей организации выдает разрешение на производство работ, присутствует при допуске к работам и затем периодически посещает место работ.

После окончания работ, производимых в 1-й зоне, вскрытые кабели осматриваются представителем эксплуатирующей организации, укладываются и засыпаются грунтом. Окончание работ оформляется соответствующим документом.



«Допустимые нагрузки»

Кабельные линии 1-35 кВ. Для каждой кабельной линии в зависимости от допустимых температур нагрева токопроводящих жил действующими стандартами и техническими условиями установлены длительно допустимые расчетные нагрузки. Этим нагрузкам соответствуют следующие максимально допустимые температуры жил кабелей:

Номинальное напряжение, кВ... 3 6 10 От 20 до 35

Максимально допустимая температура, °С,

кабелей с изоляцией:

бумажной пропитанной.... 80 65 60 50

пластмассовой 70 70 70 70/90

Допустимые нагрузки приняты по условию прокладки в траншее на глубине 0,7-1 м не более одного кабеля при температуре земли 15 °С, а для кабелей, прокладываемых на воздухе, если расстояние между ними не менее 35 мм (в каналах -не менее 50 мм), при температуре воздуха 25 °С.

Однако реальные условия прокладки кабелей могут отличаться от исходных. Поэтому при определении эксплуатационных нагрузок допустимые расчетные нагрузки из справочников пересчитывают путем применения соответствующих коэффициентов. Поправочные коэффициенты вводятся при прокладке рядом в земле или трубах более одного несущего нагрузку кабеля и изменении температуры окружающей кабель среды. Значения поправочных коэффициентов также приводятся в справочниках.

В городах при пересечении проездов и улиц с интенсивным движением транспорта прокладку кабелей в земле выполняют в трубах и блоках, что ухудшает тепловой режим кабелей и ограничивает пропускную способность линий. Если длина таких участков превышает 10 м, то длительно допустимая нагрузка всей кабельной линии определяется умножением длительно допустимой нагрузки на кабель, проложенный в земле, на поправочный коэффициент (для кабелей 10 кВ -0,88).

Тепловой режим кабелей, проложенных в блочной канализации, особенно тяжел. Поэтому при расчете эксплуатационных нагрузок таких кабелей вводится ряд коэффициентов, зависящих от сечения и расположения кабелей по ячейкам блока, номинального напряжения и среднесуточной нагрузки всех кабелей блока. Рассчитанные эксплуатационные нагрузки кабелей по нагреву не должны быть выше нагрузок, учитывающих допустимую экономическую плотность тока.

Кабельные линии до 10 кВ, несущие в нормальном режиме нагрузку меньше номинальной, разрешается кратковременно перегружать. В аварийном режиме перегрузка кабелей допускается на время прохождения максимумов нагрузок в течение 5 сут. Значения допустимых перегрузок указаны в табл. 13.

Таблица 13. Допустимые перегрузки кабелей до 10 кВ в нормальном и аварийном режимах

Коэффициент предварительной нагрузки	Прокладка	Допустимая перегрузка по отношению к номинальной при ее длительности, ч, в режиме
		нормальном	аварийном
		0,5	1	3	1	3	6
0,6	В земле	1,35	1,30	1,15	1,50	1,35	1,25
0,6	В воздухе	1,25	1,15	1,10	1,35	1,25	1,25
0,6	В трубах	1,20	1,10	1,00	1,30	1,20	1,15
	(в земле)
0,8	В земле	1,20	1,15	1,10	1,35	1,25	1,20
0,8	В воздухе	1,15	1,10	1,05	1,30	1,25	1,25
0,8	В трубах	1,10	1,05	1,00	1,20	1,15	1,10
	(в земле)

Перегрузка кабелей 20-35 кВ не разрешается.

Маслонаполненные кабельные линии 110-500 кВ. Их нагрузочная способность устанавливается заводами-изготовителями в зависимости от конструкции кабелей и материалов бронепокровов. При этом установлена длительно допустимая температура нагрева жил (равная 70°С) для линий всех, типов кабелей в любых условиях прокладки (в земле, воздухе, под водой). В аварийном режиме допустимая температура жил маслонаполненных кабельных линий может быть на 10 °С выше номинальной. Длительность непрерывной аварийной перегрузки допускается до 100 ч, а суммарной -500 ч в год с перерывами между перегрузками не менее 10 сут.

«Контроль за нагрузкой и нагревом»

Контроль за нагрузками кабельных линий, отходящих от электростанций и подстанций с постоянным дежурством персонала, ведется по показаниям щитовых измерительных приборов. На подстанциях, где нет постоянного дежурства персонала, контроль выполняется периодически. Измерение нагрузок и напряжений производится 2-3 раза в год: в летний период и в осенне-зимний максимум нагрузок. На основании результатов измерений разрабатываются мероприятия, обеспечивающие надежную и экономичную работу как отдельных кабельных линий, так и всей электрической сети.

Проверка температуры нагрева жил кабелей производится измерением температур их металлических оболочек. Для измерений рекомендуется применять терморезисторы или термопары и лишь в крайнем случае термометры. Температура жил t_ж определяется по формуле

где t_обол - температура на свинцовой оболочке или броне кабеля, ⁰С; ?t_каб - перепад температур от металлических оболочек до жил кабеля, °С.

Перепад температур ?t_каб может быть рассчитан или определен по номограммам (рис 108).



Рисунок 108. Тепловой перепад для кабелей 16-240 мм2 в зависимости от тока нагрузки:

а - для кабелей 10 кВ; б - для кабелей 6 кВ

По найденной температуре нагрева жил, току нагрузки I и температуре окружающей среды t_окр допустимая нагрузка на кабель может быть пересчитана для действительных эксплуатационных условий по формуле

где t_доп - длительно допустимая температура жил кабеля.

«Коррозия металлических оболочек кабелей и меры защиты их от разрушения»

Металлические оболочки кабельных линий проложенных в земле, подвергаются опасности разрушения вследствие электролитической и электрохимической коррозии

Первый вид коррозии вызван прохождением блуждающих токов, второй - агрессивными свойствами почв.



1-трамвайная подстанция; 2 - питающие линии; 3 - троллей; 4- рельсы; 5- отсасывающие линии; 6- кабель; А-Б и Д-Е - катодные зоны; В-Г - анодная зона; Б-В и Г-Д - нулевые зоны

Рисунок 109 Схема образования коррозионных зон блуждающими токами

Прохождение блуждающих токов в земле связано с работой рельсового электрифицированного транспорта. Известно, что в этих установках с положительным выводом источника постоянного тока соединяется подвешенный на изоляторах провод (троллей), а с отрицательным - рельсовые пути (рис. 109). Если вблизи участка токоведущих рельсов находятся кабели в металлических оболочках, то часть тока (блуждающий ток) может ответвиться и пройти по оболочке кабеля, как по параллельно проложенному проводнику. При этом рельсы и оболочки кабеля представляют собой электроды, а окружающая их влажная земля, содержащая растворенные соли, кислоты, - электролит. Зону, где блуждающий ток переходит с рельсов на кабель, называют катодной. В катодной зоне потенциал рельсов выше потенциала оболочки кабеля. Зону, где блуждающий ток уходит с кабеля в землю, называют анодной. Здесь оболочка кабеля находится под повышенным потенциалом. Интенсивное разрушение (растворение металла) оболочки кабеля происходит в анодной зоне. Для этого достаточна разность потенциала 0,1-0,2 В. Плотность уходящего с оболочек кабеля в землю блуждающего тока 15 мА/м² считается опасной для кабелей.

Защита кабелей от электролитической коррозии заключается в понижении положительного потенциала на их оболочках. Это достигается путем устройства электродренажей- металлических перемычек, с помощью которых блуждающие токи отводятся с оболочек кабелей непосредственно в рельсы или отсасывающие линии; применения катодной поляризации, т. е. подачей на оболочку кабеля отрицательного потенциала от постороннего источника тока (рис. 110).

1- трубопровод; 2 - источник переменного тока; 3 - выпрямитель; 4 - электрод заземления

Рисунок 110 Схема катодной поляризации трубопровода одиночной маслонаполненной кабельной линии

Отрицательный потенциал на оболочке защищаемого кабеля создается за счет тока катодной установки, проходящего по контуру земля - кабель.

Электрические методы защиты кабелей от воздействия блуждающих токов одновременно являются защитой и от почвенной коррозии, так как сообщаемый оболочкам кабелей отрицательный потенциал подавляет вредное действие веществ, образующихся на поверхности металла при электрохимической коррозии.