Схема электрических соединений подстанции "Новая"

Размещено на http://www.allbest.ru/

Отчёт

по производственной практике на АО "Липецкэнерго - ЛЭС"

студента группы ЭО-97

Романовского Р.Ю.

Руководитель от ЛГТУ асс

Плотников А.В.

Содержание

Введение

1. Общая часть

2. Правила технической эксплуатации

2.1 Техника безопасности

2.2 Пожарная безопасность

2.3 Соблюдение природоохранных требований

2.4 Силовые трансформаторы

2.5 Релейная защита и электроавтоматика

3. Электрические аппараты подстанции

3.1 Разъединители горизонтально-поворотного типа

3.2 Масляные баковые выключатели

3.3 Разрядники

Заключение

Введение

Подстанция 220/110/35, кВ ''Новая'' является одной из самых больших подстанций в Липецкой области. Эта подстанция понижает напряжение и питает электроэнергией в основном НЛМК, а также ''Тракторный завод'' и тракторный посёлок, а также имеет связь с ТЭЦ НЛМК. Электроэнергия от этой подстанции распределяется через распределительные подстанции: РП-13, РП-11, ГПП-15, ГПП-17. Питается эта подстанция от Липецкой-500 по линиям Новая - левая, Новая - правая и от Боринской - 500 по линиям Западная - левая, Западная - правая. На этой подстанции находятся два автотрансформатора мощностью 200, МВ.А, которые понижают напряжение от 220,кВ до 110,кВ и 35,кВ для собственных нужд. В качестве коммутационного оборудования на подстанции ''Новая'' находятся масляные баковые выключатели, служащие для отключения линии под напряжением и для отключения токов короткого замыкания. Для видимого разрыва служат разъединители типа РНДЗ - 2 -220/110. Для защиты электрооборудования от атмосферных перенапряжений и токов, возникающих в результате коммутации служат разрядники. На ''Новой'' применяются разрядники двух типов: вентильные (РВС) и магнитовентильные (РВМГ). Каждое распределительное устройство со стороны 220,кВ и со стороны 110,кВ имеют по три системы шин: 1 - система шин, 2 - система шин, и обходная система шин, которая вводится в эксплуатацию во время ремонта либо при аварийных режимах работы подстанции. Всё управление электрооборудованием подстанции выведено на щит управления. На подстанции также находится релейная защита электрооборудования. В качестве основной защиты является: АТ газовая, дифференциальная, а в качестве резервной: дистанционная, земельная, фильтровая, защита от потери обдува, В качестве телефонной связи используют высокочастотные заградители, которые представляют собой катушки индуктивности и служащие для увеличения индуктивности линии. Схема электрических соединений подстанции представлена на рис.А.

В представленном отчёте описывается принцип работы и устройства электрооборудования подстанции, а также приводится её схема. Рассказывается о структуре ''Электрических сетей '' и роли подстанций.

1. Общая часть

электрооборудование подстанция ток релейный

Электроустановками называют установки, в которых производится, преобразуется, распределяется и потребляется электроэнергия.

Электроустановки разделяют по назначению, роду тока и напряжению.

По назначению, как это видно из самого определения, электроустановки разделяют на генерирующие (вырабатывающие электроэнергию), потребительские (потребляющие электроэнергию) и преобразовательно-распределительные (для передачи, преобразования электроэнергии в удобной для потребителей вид и распределения её между ними).

По роду тока выделяют электроустановки постоянного и переменного тока.

По напряжению различают электроустановки напряжением до 1000, В и выше 1000, В. Электроустановки напряжением до 1000, В обычно разделяют на силовые и осветительные.

Для передачи и распределения электроэнергии служат электрические сети, связывающие электрические станции между собой и с потребителями электроэнергии.

В электрические сети входят линии электропередачи, распределительные сети и электропроводки. Линии электропередачи связывают электростанции между собой и с центрами питания потребителей электроэнергии. В распределительных сетях происходит распределение электроэнергии между отдельными потребителями и её преобразование. Поэтому распределительные сети характеризуются большой разветвлённостью и включают в себя множество электрических подстанций и распределительных устройств. На электрических подстанциях осуществляется преобразование электрической энергии по напряжению (повышение или понижение напряжения) или по роду тока (преобразование переменного тока в постоянный и наоборот).

Распределительные устройства (РУ) служат для распределения проходящей через них электроэнергии между отдельными потребителями и содержат всегда сборные шины, к которым подводится питание со множеством ответвлений для питания отдельных потребителей.

Электропроводки обычно используют для распределения электроэнергии между отдельными электроприёмниками в установках напряжением до 1000, В.

Любая электроустановка должна быть управляема и, следовательно, должна иметь кроме элементов, выполняющих энергетические функции (производство, передача, преобразование и потребление электроэнергии), элементы, осуществляющие информационные функции (управление, защита, измерение).

Рассмотрим участок электрической системы, где изображены основные элементы, необходимые для производства, преобразования и передачи электроэнергии. Электроэнергия, вырабатываемая на гидроэлектростанции по линии электропередачи передаётся в город.

Для энергетических преобразований служит первичное оборудование: гидрогенератор, преобразующий механическую энергию в электрическую, силовой трансформатор, преобразующий электрическую энергию в электрическую более высокого напряжения, что необходимо для передачи её с минимальными потерями по линии электропередачи, и высоковольтный выключатель.

Для контроля за состоянием первичного оборудования и управления им служат вторичные аппараты и приборы: привод высоковольтного выключателя, связанный с ним кинематически и управляемый со щита управления дистанционно воздействием на ключ управления или автоматически от реле защиты и автоматически; измерительный прибор (амперметр), подключённый ко вторичной обмотке трансформатора тока, первичная обмотка которого включена в первичную цепь; устройство телемеханики, один полукомплект которого установлен на щите управления гидроэлектростанции, а другой полукомплект на диспетчерском щите.

Все вторичные приборы и аппараты предназначены для информационных преобразований, входят преимущественно во вторичные цепи, в начале которых находится первичный преобразователь (трансформатор тока), непосредственно связанный с первичной цепью и получающий от неё нужную информацию, а в конце - элемент непосредственного управления (привод высоковольтного выключателя), через который осуществляется непосредственное воздействие на управляемую первичную цепь.

Распределительные устройства являются составными частями электрических сетей, т.е. узлами, к которым сходятся питающие и отходящие линии. Распределительные устройства имеются на электрических подстанциях со стороны каждого из её напряжений. Например, электроподстанция 110/35, кВ имеет распределительное устройство 110, кВ, входящее в электрическую сеть 110, кВ, и распределительное устройство 35, кВ от шин которого отходят линии 35, кВ. Кроме того, в электрических сетях есть распределительные устройства, не относящиеся к электрическим подстанциям, так называемые переключательные пункты дальних линий электропередач, сетевые помещения городских и сельских электрических сетей и т.п.

Распределительные устройства РУ, как и электрические подстанции, могут быть открытыми (ОРУ) и закрытыми (ЗРУ). Открытые распределительные устройства строят обычно на напряжение 35, кВ и выше, а на напряжение ниже 35, кВ применяют закрытые распределительные устройства.

Участки РУ, отводимые для одного присоединения, часто называют ячейками. Распределительные устройства, как и все электроустановки, различают по напряжению до 1000, В и выше 1000, В. Обычно в распределительные устройства входят сборные шины, которые связаны с различными присоединениями (подходящими и отходящими линиями, трансформаторами и др.), коммутационные аппараты, служащие для производства необходимых переключений в нормальных условиях эксплуатации, аппараты для защиты электрооборудования от сверхтоков и перенапряжений, а также измерительные трансформаторы тока и напряжения.

Открытые распределительные устройства ОРУ размещают на открытых ограждённых площадках, где оборудование в основном устанавливают на невысоких основаниях, а ошиновку выполняют гибкой, подвешивая её через изоляторы на стальных или железобетонных конструкциях.

Закрытое распределительное устройство ЗРУ представляет собой специально оборудованное помещение с рядом ячеек, в каждой из которых смонтированы электрические аппараты соответствующего присоединения.

2. Правила технической эксплуатации электрических станций, сетей, электроустановок и общие требования по технике безопасности

2.1 Техника безопасности

Вся работа по технике безопасности должна быть направлена на создание системы организационных мероприятий и технических средств, предназначенных для предотвращения воздействия работающих опасных производственных факторов. Устройство, эксплуатация и ремонт оборудования, зданий и сооружений энергообъектов должны отвечать требованиям нормативных актов по охране труда. Средства защиты, приспособления и инструмент, применяемые при обслуживании оборудования, зданий и сооружений энергообъектов, должны своевременно подвергаться осмотру и испытаниям в соответствии с действующими нормативными актами по охране труда. На предприятиях должны быть разработаны и утверждены инструкции по охране труда как для работников отдельных профессий так (электросварщиков, станочников, слесарей, электромонтёров, лаборантов и др.), так и на отдельные виды работ (работы на высоте, монтажные, наладочные, ремонтные, проведение испытаний и др.) согласно требованиям, изложенным в ``Положении о порядке разработки и утверждения правил и инструкций по охране труда'' и ``Методических указаниях по разработке правил и инструкций по охране труда''. Каждый работник должен знать и строго выполнять требования безопасности труда, относящиеся к обслуживаемому оборудованию и организации труда на рабочем месте. Организация работы по технике безопасности на энергопредприятиях должна соответствовать отраслевому положению о системе управления охраны труда. Общее руководство работой по технике безопасности и персональная ответственность за неё возлагается на первого руководителя энергообъекта. Руководители и должностные лица энергообъектов и организаций обязаны обеспечивать безопасные и здоровые условия труда на рабочих местах, в производственных помещениях и на территории энергообъектов и организаций, контролировать их соответствие действующим требованиям безопасности и производственной санитарии, а также своевременно организовывать обучение, проверку знаний, инструктаж персонала, контроль за соблюдением им требований по охране труда. При невозможности устранить воздействие на персонал вредных и опасных факторов руководящие и должностные лица обязаны обеспечить персонал средствами индивидуальной защиты. Каждый несчастный случай, а также любые нарушения требований безопасности труда должны быть тщательно расследованы: выявлены причины и виновники их возникновения и приняты меры к предупреждению подобных случаев. о несчастных случаях, их расследование и учёт должны осуществляться в соответствии с ``Положением о расследовании и учете несчастных случаев на производстве''. Ответственность за несчастные случаи, в том числе за случаи повреждения здоровья, связанные с исполнением работниками трудовых обязанностей, несут руководители и должностные лица энергообъекта, организации, не обеспечившие требования правил техники безопасности или инструкции по охране труда. По материалам расследования несчастных случаев со смертельным исходом и групповых несчастны случаев должны выпускаться обзоры несчастных случаев, прорабатываемые с персоналом энергообъектов, организаций а также проводиться мероприятия, предусмотренные этими обзорами. Весь персонал должен быть практически обучен способам оказания первой медицинской и экстремальной реанимационной помощи, а также приёмам оказания первой помощи пострадавшим непосредственно на месте происшествия. Ежегодно с применением современных тренажёров должно проводиться обучение персонала способом реанимации для поддержания навыков по оказанию первой медицинской помощи. В каждом цехе электростанции, на подстанциях, участках сетей, в лабораториях и на других объектах, а также в автомашинах выездных бригад должны быть аптечки или сумки первой помощи с постоянным запасом медикаментов и медицинских средств. Персонал должен быть обеспечен спецодеждой, спецобувью и другими средствами индивидуальной защиты в зависимости от характера выполняемых работ и обязан ими пользоваться во время работы. В случае неиспользования по назначению средств защиты, выданных для выполнения определённой работы, персонал несёт ответственность за происшедший в связи с этим несчастный случай.

2.2 Пожарная безопасность

Устройство и эксплуатация оборудования, зданий и сооружений должны соответствовать требованиям противопожарной безопасности (ППБ). Энергообъекты должны быть оборудованы сетями противопожарного водоснабжения, установками обнаружения и тушения пожара в соответствии с требованиями нормативно-технических документов. Каждый работник должен чётко знать и выполнять требования ППБ и установленный на энергообъекте противопожарный режим, не допускать лично и останавливать других лиц, которые могут привести к пожару или загоранию. Работники энергообъектов должны проходить противопожарный инструктаж, совершенствовать знания по пожарной безопасности при повышении квалификации, при регулярном участии в противопожарных тренировках и проходить периодическую проверку знаний ППБ в соответствии с требованиями действующих документов по подготовке кадров и настоящих правил. Периодичность тематики и объёмы противопожарных тренировок должны определяться с учётом того, что персонал должен приобрести практические навыки тушения пожаров во взаимодействии с пожарными подразделениями, не прекращая управления оборудованием. На каждом энергообъекте должен быть установлен противопожарный режим и выполнены противопожарные мероприятия исходя из особенностей производства, а также совместно работниками пожарной охраны и энергообъекта разработан оперативный план тушения пожара согласно ``Методическим указаниям по составлению оперативных планов и карточек тушения пожаров на энергетических предприятиях''. Оперативный план тушения пожара должен быть основным документом, который определяет действия персонала энергообъекта при возникновении пожара, порядок тушения пожара в электроустановках, находящихся под напряжением, взаимодействие с личным составом прибывающих пожарных подразделений, а также применение других средств пожаротушения. Руководителем тушения пожара а энергообъекте до прибытия первого пожарного является старший смены (начальник смены электростанции, дежурный инженер подстанции) или руководитель энергообъекта.

2.3 Соблюдение природоохранных требований

При работе энергоустановок должны приниматься меры для предупреждения или ограничения вредного воздействия на окружающую среду выбросов загрязняющих веществ в атмосферу и сбросов в водные объекты, шума, вибрации, электрических и магнитных полей и иных вредных физических воздействий, а также по сокращению безвозвратных потерь и объёмов потребления воды. Количество выбросов загрязняющих веществ в атмосферу не должно превышать предельно допустимых выбросов (лимитов), сбросов загрязняющих веществ в водные объекты - норм предельно допустимых или временно согласованных сбросов, установленных для каждого энергообъекта специально уполномоченными государственными органами Российской Федерации в области охраны окружающей среды. Напряжённость электрического и магнитного полей не должна превышать предельно допустимых уровней этих факторов, шумовое воздействие -норм звуковой мощности оборудования, установленных соответствующими санитарными нормами и стандартами. Каждая тепловая электростанция и отопительная котельная должна иметь план мероприятий по снижению вредных выбросов в атмосферу при объявлении особо неблагоприятных метеорологических условий, согласованный с региональными природоохранными органами. На каждом энергообъекте должны быть разработаны мероприятия по предотвращению аварийных и иных выбросов и залповых выбросов и сбросов в загрязняющих веществ в окружающую среду. Энергообъекты, на которых образуются токсичные отходы, должны обеспечивать их своевременную утилизацию, обезвреживание и захоронение на специализированных полигонах, имеющихся в распоряжении местной и региональной администрации. Складирование или захоронение отходов на территории энергообъекта не допускается. Эксплуатация электроустановок с устройствами, не обеспечивающими соблюдение установленных санитарных норм и природоохранных требований, запрещается. Установки для очистки и обработки загрязнённых сточных вод должны быть приняты в эксплуатацию до начала предпусковой очистки теплоэнергетического оборудования. При эксплуатации электрических сетей и подстанций необходимо руководствоваться ``Санитарными нормами и правилами защиты населения от воздействия электрического поля, создаваемого воздушными линиями электропередачи переменного тока'' и ``Методическими рекомендациями по обеспечению экологических нормативов при проектировании, строительстве и эксплуатации линий электропередачи и подстанций''. Энергообъекты обязаны контролировать и учитывать выбросы и сбросы загрязняющих веществ, объёмов, воды, забираемые и сбрасываемые в водные источники, а также контролировать напряжённость электрического и магнитных полей в санитарно-защитной зоне воздушных линий передач. Для контроля за выбросами загрязняющих веществ в окружающую среду, объёмами забираемой и сбрасываемой воды каждый энергообъект должен быть оснащён постоянно действующими автоматическими приборами. Электрические сети должны быть оснащены приборами измерения напряжённости электрического и магнитного полей.

2.4 Силовые трансформаторы

При эксплуатации трансформаторов (автотрансформаторов) должны выполняться условия их надёжной работы. Нагрузки, уровень напряжения, температура отдельных элементов трансформаторов, характеристики масла и параметры изоляции должны находиться в пределах установленных норм; устройства охлаждения, регулирования напряжения, другие элементы должны содержаться в исправном состоянии. Стационарные средства пожаротушения, маслоприёмники, маслоотводы и маслосборники должны быть в исправном состоянии. На баках трансформаторов наружной установки должны быть указаны станционные (подстанционные) номера. Такие же номера должны быть на дверях и внутренних трансформаторных пунктов и камер. На баки однофазных трансформаторов должны быть окрашены в светлые тона красой, стойкой к атмосферным воздействиям и воздействию масла. При масловодяном охлаждении трансформаторов давление масла в маслоохладителях должно давление циркулирующей в них воды не менее чем на 0,1 кг с/см^2 (10 кПа) при минимальном уровне масла в расширителе трансформатора. Должны быть предусмотрены меры для предотвращения замора При номинальной нагрузке температура верхних слоёв масла должна быть у трансформаторов с охлаждением ДЦ (принудительной циркуляцией воздуха и масла) - не выше 75 С, с естественным масляным, охлаждением М и охлаждением Д (принудительной циркуляцией воздуха и естественной циркуляцией масла) - не выше 95 С; у трансформаторов с охлаждением Ц (циркуляцией воды и масла) температура масла на входе в маслоохладитель должна быть не выше 70 С. Допускается продолжительная работа трансформаторов (при мощности не более номинальной) при напряжении на любом ответвлении обмотки на 10 % выше номинального для данного для данного ответвления. При этом напряжение на любой обмотке должно быть не выше наибольшего рабочего. Для автотрансформаторов допустимое повышение напряжения должно быть определено заводом-изготовителем. Для масляных трансформаторов допускается дополнительная нагрузка по току любой обмотки на 5 % номинального тока ответвления, если напряжение на ответвлении не превышает номинального. В аварийных режимах допускается кратковременная перегрузка трансформаторов сверх номинального тока при всех системах охлаждения независимо от длительности и значения предшествующей нагрузки и температуры охлаждающей среды в следующих пределах, указанных в табл.1. При аварийном отключении устройств охлаждения условия работы трансформаторов определяются требованиями заводской документации.

Таблица 1 Длительность перегрузок масляных трансформаторов

Перегрузка по току, %	30	45	60	75	100
Длительность перегрузки, мин.	120	80	45	20	10

Включение в сеть трансформатора должно осуществляться толчком на полное напряжение. Осмотры трансформаторов без отключения производятся в сроки, устанавливаемые техническим руководителем энергообъекта в зависимости от их назначения, места установки и технического состояния. Ремонты трансформаторов и их составных частей выполняются по мере необходимости в зависимости от их технического состояния, определяемого испытаниями и внешним осмотром.

2.5 Релейная защита и электроавтоматика

Силовое электрооборудование электростанций, подстанций и электрических сетей должно быть защищено от коротких замыканий и нарушений нормальных режимов устройствами релейной защиты, автоматическими выключателями или предохранителями и оснащено устройствами электроавтоматики, в том числе устройствами противоаварийной автоматики, по принципам действия, установкам, настройке и выходным воздействиям должны соответствовать схемам и режимам работы энергосистемы. В эксплуатации должны быть обеспечены условия нормальной работы аппаратуры РЗА и вторичных цепей. Все случаи срабатывания и отказа срабатывания устройств РЗА, а также выявляемые в процессе их эксплуатации дефекты должны тщательно анализироваться и учитываться в установленном порядке службами РЗА. О каждом случае неправильного срабатывания или отказа срабатывания устройств РЗА вышестоящая организация, в управлении или ведении которой находится устройство, должна быть проинформирована. Силовое электрооборудование и линии электропередачи могут находиться под напряжением только с включенной релейной защитой от всех видов повреждений. При выводе из работы или неисправности отдельных видов защит оставшиеся в работе устройства релейной защиты должны обеспечить полноценную защиту электрооборудования и линий электропередачи от всех видов повреждений. Если это не выполняется, должна быть осуществлена временная быстродействующая защита или введено ускорение резервной защиты, или присоединение должно быть отключено. Реле, аппараты и вспомогательные устройства РЗА, за исключением тех, установки которых изменяет оперативный персонал, разрешается вскрывать только работникам служб РЗА, электротехнической лаборатории электроцехов электростанций (ЭТЛ), эксплуатирующим эти устройства, или в исключительных случаях по их указанию оперативному персоналу. Для выполнения оперативным персоналом на панелях в шкафах устройств РЗА переключений с помощью ключей, накладок, испытательных блоков и других приспособлений должны применяться таблицы положения указанных переключающих устройств для используемых режимов и другие наглядные методы контроля,а также программ для сложных переключений. Об операциях по этим переключениям должна быть сделана запись в оперативный журнал. На щитах управления подстанций, а также на панелях и шкафах переключающие устройства в цепях РЗА должны быть расположены наглядно, а однотипные операции с ними должны производиться одинаково.

3. Электрические аппараты подстанции

3.1 Разъединители горизонтально-поворотного типа

Разъединитель-это контактный коммутационный аппарат, предназначенный для отключения и включения электрической цепи без тока или с незначительным током, и который для обеспечения безопасности имеет между контактами в отключенном положении изоляционный промежуток. При ремонтных работах разъединителем создаётся видимый разрыв между частями, оставшимися под напряжением, и аппаратами выведенными в ремонт. Разъединителями нельзя отключать токи нагрузки, так как контактная система их не имеет дугогасительных свойств и в случае ошибочного отключения токов нагрузки возникает устойчивая дуга, которая может привести к межфазному к.з. и несчастным случаям с обслуживающим персоналом. Перед операцией разъединителем цепь должна быть разомкнута выключателем. Однако для упрощения схем электроустановок допускается использовать разъединители для производства следующих операций :

-отключения и включения нейтралей трансформаторов и заземляющих дугогасящих реакторов при отсутствии в сети замыкания на землю;

-отключения и включения зарядного тока шин и оборудования всех напряжений (кроме батарей конденсаторов);

-отключения и включения нагрузочного тока до 15 А трёхполюсными разъединителями наружной установки при напряжении 10 кВ и ниже;

-разъединителем разрешается производить также операции, если он надёжно шунтирован низкоомной параллельной цепью;

-разъединителями и отделителями разрешается отключать и включать незначительный намагничивающий ток силовых трансформаторов и зарядный ток воздушных и кабельных линий.

Отключаемый разъединителем ток зависит от его конструкции (вертикальное, горизонтальное расположение ножей), от расстояния между полюсами, от номинального напряжения установки, поэтому допустимость такой операции устанавливается инструкциями и директивными указаниями. Порядок операций при отключении намагничивающего тока трансформатора также играет важную роль. Например, трансформаторы, имеющие РПН, необходимо перевести в режим возбуждения, так как ток намагничивания резко уменьшается при уменьшении тока в магнитопроводе, которая зависит от подведённого напряжения. Кроме того, при отключении нагруженного трансформатора необходимо предварительно эффективно заземлить нейтраль, если в нормальном режиме трансформатор работал с заземлённой нейтралью. Если к нейтрали трансформатора был подключён заземляющий реактор, то предварительно его следует отключить. Если в цепи имеются разъединитель и отделитель, то отключение и включение намагничивающего тока и зарядных токов следует выполнять отделителями, имеющими пружинный привод, который позволяет быстро произвести эту операцию. Разъединители играют важную роль в схемах электроустановок, от надёжности их работы зависит надёжность работы всей электроустановки, поэтому к ним предъявляются следующие требования :

-создание видимого разрыва в воздухе электрическая прочность которого соответствует максимальному импульсному напряжению;

-электродинамическая и электрическая стойкость при протекании токов к. з.;

-исключение самопроизвольных отключений;

-чёткое отключение и включение при наихудших условиях работы (обледенение, снег, ветер).

Разъединители по числу полюсов могут быть одно- и трёх- полюсными, по роду установки - для внутренних и наружных установок, по конструкции рубящего, поворотного, катящего, пантографического и подвесного типа. По способу установки различаются разъединители с вертикальным и горизонтальным расположением ножей. Рассмотрим разъединители для наружной установки. Разъединители устанавливаемые в открытых распределительных устройствах, должны обладать соответствующей изоляцией и надёжно выполнять свои функции в неблагоприятных условиях окружающей среды.

Разъединители горизонтально-поворотного типа выпускаются на напряжение 10-750 кВ. Широкое применение этих разъединителей объясняется значительно меньшими габаритами и более простым механизмом управления. В этих разъединителях главный нож состоит из двух частей. Они перемещаются в горизонтальной плоскости при повороте колонок изоляторов, на которых закреплены (рис.3.1.). Один полюс является ведущим, к нему присоединён привод. Движение к двум другим полюсам (ведомым) передаётся тягами. Разъединители могут иметь один или два заземляющих ножа. Контактная часть состоит из ламелей, укреплённых на конце одного ножа, и контактной поверхности на конце другого ножа. При включении нож входит между ламелями. Давление в контакте создаётся пружинами. В горизонт-поворотных разъединителях при отключении нож как бы ``ломается'' на две части, поэтому значительно облегчается работа привода в случае обледенения контактов. В разъединителях рубящего типа для разрушения корки льда ножу сообщалось поступательно-вращательное движение, чем усложнялась кинематика привода. Широко распространённые горизонтально-поворотные разъединители типа РЛНД в настоящее время заменяются усовершенствованной конструкцией РНД и РНД(З) (разъединители для наружной установки, двухколонковые с заземляющими ножами). В разъединителях 330-750 кВ предусмотрены лёдозащитные кожухи, закрывающие контакты.



Рис.3.1 Разъединитель горизонтально-поворотного типа РНД3-2-110/220 1,2,4 и 12 - ножи; 3 и 14 - неподвижные контакты;5 и 14 - изоляторы; 6 - подшипники; 7 - привод; 8 - вал; 9 и 10 - тяги; 11 - перемычка

3.2 Масляные баковые выключатели

Выключатель-это коммутационный аппарат, предназначенный для включения и отключения тока. Выключатель является основным аппаратом в электрических установках, он служит для отключения цепи в любых режимах: длительная нагрузка, перегрузка, короткое замыкание, холостой ход, несинхронная работа. Наиболее тяжёлой и ответственной операцией является отключение токов к.з. включение на существующее короткое замыкание. К выключателям высокого напряжения предъявляют следующие требования:

-надёжное отключение любых токов (от десятков ампер до номинального тока отключения);

-быстрота действия, т. е. наименьшее время отключения;

-пригодность для быстродействующего автоматического повторного включения, т. е. быстрое включение выключателя сразу же после отключения;

-возможность пофазового (полюсного) управления для выключателей 110 кВ и выше;

-лёгкость осмотра контактов;

-взрыво- и пожаробезопасность;

-удобство транспортировки и эксплуатации.

По конструктивным особенностям и способу гашения дуги различают следующие типы выключателей : масляные баковые, воздушные, элегазовые, вакуумные выключатели. К особой группе относят выключатели нагрузки, рассчитанные на отключение токов нормального режима. По роду установки различают выключатели для внутренней, наружной установки и для комплектных распределительных устройств. По степени быстродействия на отключение (t) выключатели могут быть : сверхбыстродействующие t < 0,06 с; быстродействующие t = 0,06 - 0,08 с; ускоренного действия t = 0,08 - 0,12 с; небыстродействующие t = 0,12 - 0,25 с. Рассмотрим масляные баковые выключатели.

В масляных баковых выключателях масло служит для гашения дуги и изоляции токоведущих частей. При напряжении 10 кВ (в некоторых типах выключателей до 35 кВ) выключатель имеет один бак, в котором находятся контакты всех трёх фаз, при большем напряжении для каждой фазы предусматривается свой бак. На рис.2 схематически показан баковый выключатель. Для наружных установок напряжением 35 кВ и выше баковые масляные выключатели благодаря простоте конструкции применяются достаточно широко. Они имеют специальные устройства - дугогасительные камеры. По принципу действия дугогасительные устройства можно разделить на три группы:

-с принудительным масляным дутьём, у которых к месту разрыва масло нагнетается с помощью специальных гидравлических механизмов;

-с магнитным гашением в масле, в которых дуга под действием магнитного поля перемещается в узкие каналы и щели.

Выполняются выключатели на номинальные токи от 50, А до 20, кА, номинальные напряжения от 3 до 750, кВ с мощностью отключения от 50 до 40000, МВА.

Основным фактором, определяющим конструкцию выключателя, является способ гашения дуги. Исходя из этого современные выключатели могут быть разделены на следующие основные группы:

- Масляные выключатели - гашение дуги происходит в масле: а) баковые выключатели - с большим объёмом масла, масло служит также изоляцией; б) маломасляные выключатели - с малым объёмом масла, масло служит только дугогасящей средой.

- Воздушные выключатели - гашение дуги осуществляется потоком сжатого воздуха, получаемого от специального источника.

- Воздушные автопневматические выключатели - сжатый воздух, необходимый для гашения дуги, создаётся за счёт энергии отключающей пружины.

- Автогазовые выключатели - гашение дуги осуществляется газами, которые выделяются из стенок камер под действием высокой температуры электрической дуги.

- Выключатели со сжатым элегазом - гашение дуги происходит в среде шестифтористой среды.

- Электромагнитные выключатели - гашение дуги осуществляется при помощи магнитного дутья в различного рода камерах.

- Вакуумные выключатели - гашение дуги происходит в вакууме.

Каждой из перечисленных групп свойственны свои достоинства и недостатки, определяющие области их применения.

Первые две группы выключателей позволяют осуществлять конструкции на всю шкалу напряжений, токов и мощностей отключения. Они выполняются как для внутренней, так и для наружной установки. Последние пять групп выключателей ограничиваются конструкциями на сравнительно малые мощности отключения (до 50...300, МВА), токи (до 300...600, А) и напряжения (до 6...15, кВ), за исключением вакуумных выключателей и выключателей со сжатым элегазом, которые позволяют создать конструкции на напряжения 35...220, кВ, но также с малыми мощностями отключения. Эти пять групп используются чаще всего в качестве выключателей нагрузки, т.е. аппаратов, осуществляющих включение и отключение цепи с рабочими токами нагрузки и не предназначенных для отключения токов короткого замыкания.

Каждая группа выключателей может подразделяться:

-по времени действия - быстродействующие, ускоренного действия и небыстродействующие;

-по числу фаз - однофазные и трёхфазные. В зависимости от числа мест разрыва цепи на фазу выключатели могут быть с одним разрывом, с двумя разрывами и многократным разрывом;

-по конструктивной связи с приводом - с отдельным приводом и со встроенным приводом, каждый из которых может выполняться либо с ручным, либо с двигательным включением;

-по роду установки - для внутренней и наружной установок и для взрывоопасной среды;

-по наличию автоматического повторного включения (АПВ) - однократного, многократного, пофазного и быстродействующего (БАПВ);

-по выполняемым функциям в схемах распределительных устройств - генераторные, распределительные: фидерные и подстанционные. Генераторные выключатели характеризуются большими значениями номинальных токов (до нескольких десятков тысяч ампер) и мощностей отключения (десятки тысяч мегавольт-ампер), сравнительно небольшими значениями напряжений (6...20, кВ) и времени отключения (0,1...0,2, с). Распределительные (фидерные) выключатели отличаются от генераторных малыми значениями номинальных токов (300...600, А) и мощностей отключения (100...300, МВА), несколько меньшими временами отключения и наличием АПВ. Подстанционные выключатели характеризуются высокими номинальными напряжениями (110...750, кВ), большой мощностью отключения, быстродействием (время отключения 0,01...0,008, с) и наличием АПВ однократного, многократного и пофазного действия.

Кроме номинальных напряжений и тока, высоковольтные выключатели характеризуются:

-током включения I вкл - наибольшим амплитудным значением тока, который выключатель способен включить без сваривания контактов;

-током отключения, Номинальным I откл. ном и предельным Iоткл. пред - током, который выключатель способен отключить, не повреждаясь, соответственно при номинальном и пониженном напряжении;

-номинальной мощностью отключения Роткл, определяемой при трёхфазном отключении как

;

-током динамической устойчивости Iдин - максимальным значением тока, который способен пропустить выключатель не повреждаясь и без отброса контактов;

-током термической стойкости Iтерм, отнесённым к определённой длительности времени (односекундный, пятисекундный), - током, который выключатель способен пропустить не повреждаясь;

-временем включения, собственным временем и полным временем отключения. Масляные баковые выключатели. Этот тип выключателей установлен на подстанции Новая. Рассмотрим их более подробно.

Масляные баковые выключатели - это выключатели с большим объёмом масла. Масло на всю шкалу номинальных токов (50...20000, А) и напряжений (3...750, кВ) и мощностью отключения 50...25000, МВА. Для напряжений 3...20, кВ они выполняются однобаковыми (три фазы в одном баке), с ручным, дистанционным или автоматическим управлением, с АПВ, на напряжения 35, кВ и выше - трёхбаковые (каждая фаза в отдельном баке), преимущественно для наружной установки, с дистанционным или автоматическим управлением, с АПВ и БАПВ многократного действия.

Масляный баковый выключатель (рис. 3.2) состоит из контактной и дугогасительной систем; расположенных в баке с маслом, и привода, расположенного снаружи бака.

Баки могут выполняться с круговым, эллиптическим или прямоугольным сечением. Первые два обладают более высокой прочностью, но и большим объёмом, последний - меньшей прочностью, но и меньшим объёмом. В последнее время находит применение так называемая чечевицеобразная форма бака, обладающая повышенной прочностью при небольшом объёме.

Бак заливается до определённого уровня трансформаторным маслом. Между поверхностью масла и крышкой бака должен остаться некоторый свободный объём (обычно 20...30, % объёма бака) - воздушная буферная



Рис. 3.2 Полюс масляного бакового выключателя на 220, кВ: 1 - бак; 2 - дугогасительная камера с неподвижными контактами; 3 - изоляция бака; 4 - ввод; 5 - приводной механизм; 6 - трансформатор тока; 7 - направляющее устройство; 8 - изоляционная штанга; 9 - траверса с подвижными контактами

Подушка, сообщающаяся с окружающим пространством через газоотводную трубку. Воздушная подушка снижает давление, передаваемое на стенки бака при отключении, исключает выброс масла из бака и предохраняет выключатель от взрыва при чрезмерном давлении.

Высота уровня масла над местом разрыва контактов должна быть такой, чтобы исключить выброс горячих газов, выделяющихся при разложении масла, в воздушную подушку при отключении. Прорыв этих газов может при определённых соотношениях привести к образованию взрывчатой смеси (гремучего газа) и взрыву выключателя. Высота уровня масла над местом взрыва контактов определяется номинальным напряжением и отключаемой мощностью. Например, в выключателях 6...10, кВ с отключаемой мощностью 200...400, МВА она составляет 300...600, мм, а в выключателе 220, кВ, 3500, МВА она равна 2300...2500, мм.

При напряжении 3...6, кВ и малых отключаемых мощностях применяется простой разрыв в масле, при напряжениях до 10, кВ и мощности отключения до 100, МВА - простейшие дугогасительные камеры. На напряжения 35, кВ и выше используются дугогасительные устройства с продольным, поперечным или продольно - поперечным дутьём с многократным разрывом.

Пример дугогасительной камеры с промежуточным контактом и продольным дутьём, применяемой в выключателях на 110 и 220, кВ, привдён на рис.3.2. При отключении сначала размыкаются контакты 2 и 1, а затем контакты 1 и 8. Дуга между контактами 2 и 1 (генерирующая) создаёт повышенное давление в верхней полукамере. Газопаровая смесь и частички масла устремляются в сообщающийся с объёмом бака полый контакт 8, создавая интенсивное продольное дутьё и гася дугу. При отключени больших токов давление в камере к моменту расхождения контактов 1 и 8 достигает 4...5, МПа. После отключения камера заполняется свежим маслом через нижнее отверстие полукамеры 7.

Масляные баковые выключатели на напряжение 35, кВ и выше имеют встроенные трансформаторы тока. На внутреннюю часть проходного изолятора надеты сердечники со вторичными обмотками (один или два на изолятор) и укреплены под крышкой выключателя. Токоведущий стержень проходного изолятора служит первичной обмоткой.

Выключатели на напряжение 110, кВ и выше могут иметь ёмкостные трансформаторы напряжения, для выполнения которых используются обкладки маслонаполненных вводов конденсаторного типа, и трансформаторы напряжения с индуктивной катушкой.

Основным недостатком баковых выключателей является большой объём масла. С целью уменьшения объёма применяют чечевицеобразные баки и вводы высокого напряжения конденсаторного типа, диаметр которых значительно меньше, чем маслобарьерных. Для уменьшения размеров бака вводы располагаются в специальных цилиндрах, приваренных к баку. Для уменьшения времени включения баковых выключателей применяют пневматические и пневмогидравлические приводы. Основные преимущества выключателей - это простота конструкции, высокая отключающая способность; пригодность для наружной установки; возможность установки трансформаторов тока. Недостатки баковых выключателей - это взрыво- и пожароопасность; необходимость периодического контроля за состоянием и уровнем масла в баке и вводах; большой объём масла, что обуславливает большую затрату времени на его замену, необходимость больших запасов масла; непригодность для выполнения быстрого АПВ; большая затрата металла, большая масса неудобство перевозки, монтажа и наладки.

3.3 Разрядники

При коммутациях, а также вследствие атмосферных разрядов в электротехнических установках часто возникают импульсы напряжения - перенапряжения, существенно превышающие номинальное. Электрическая изоляция оборудования не должна повреждаться при этом и выбирается с соответствующим запасом. Однако возникающие перенапряжения зачастую превосходят этот запас, и изоляция тогда повреждается - пробивается, что может привести к тяжёлым авариям. Для ограничения возникающих перенапряжений, а следовательно, и снижения требований к уровню электрической изоляции (снижение стоимости оборудования) применяются разрядники.

Разрядник - это электрический аппарат, искровой промежуток которого пробивается при определённом значении приложенного напряжения, ограничивая тем самым перенапряжения в установке.

Разрядник состоит из электродов с искровым промежутком между ними и дугогасительного устройства. Один из электродов присоединяется к защищаемой цепи, другой - заземляется.

При возникновении перенапряжения искровой промежуток разрядника пробивается раньше, чем изоляция оборудования. После пробоя линия (сеть) заземляется через сопротивление разрядника или накоротко. При этом напряжение на линии определяется значением тока через разрядник, сопротивлением разрядника и заземления.

Падение напряжения на разряднике при протекании импульсного тока данного значения и формы называется остающимся напряжением. Чем меньше это напряжение, тем лучше качество разрядника.

После пробоя разрядника от импульса напряжения его искровой промежуток ионизирован и легко пробивается фазным напряжением. Возникает короткое замыкание на землю, и через разрядник протекает ток промышленной частоты, который называется сопровождающим. Чтобы избежать срабатывания защиты и отключения оборудования, разрядник должен отключить сопровождающий ток в возможно малое время (порядка полупериода промышленной частоты). Вентильные разрядники. Вентильный разрядник (рис.3.3) состоит из двух основных частей: многократного искрового промежутка 4, в который входит несколько последовательно соединённых единичных искровых промежутков 3, шунтированных подковообразными нелинейными резисторами 9, предназначенными для выравнивания распределения напряжения, и рабочего резистора, составленного из набора последовательно включённых вилитовых дисков 2. Искровые промежутки заключены в фарфоровые цилиндры 5.

Многократный искровой промежуток соединён последовательно с рабочим резистором, закрыт фарфоровым кожухом 1, сжат спиральной пружиной 6 и герметизирован озоностойкой резиной 7. Необходимость герметизации обусловлена гигроскопичностью вилита, который меняет свои характеристики при увлажнении. Разрядник крепится при помощи фланцев 8 к чугунному основанию (на рисунке не показано).

Провод фазы линии высокого напряжения подключается к болту на крышке. Заземляющий проводник присоединяется к чугунному основанию разрядника непосредственно или через счётчик срабатываний.

Разрядник работает следующим образом. При возникновении перенапряжения пробиваются искровые промежутки и импульсный ток через рабочий резистор уходит в землю. Сопровождающий ток ограничивается рабочим резистором до значения, при котором дуга может погашена искровыми промежутками. Единичный промежуток способен отключить ток с амплитудой 80...100, А при действующем восстанавливающемся напряжении 1...1,5, кВ (данные экспериментальные). Число искровых промежутков и число дисков резистора выбираются исходя из указанных условий. Дуга при этом погаснет за один полупериод.



Рис. 3.3 Вентильный разрядник

Резистор из вилита характеризуется нелинейностью своего сопротивления. С ростом тока значение сопротивления падает. Это позволяет пропустить через резистор большой ток при малом падении напряжения (из-за этого разрядники получили название вентильных). Напряжение на разряднике практически мало меняется в широком диапазоне токов. По мере приближения тока к нулю сопротивление резко возрастает, снижая ток до нуля ранее его естественного перехода через нуль. Это обстоятельство облегчает гашение дуги в единичных промежутках.

Вентильные разрядники работают бесшумно и без какого-либо выброса газов и пламени. Для фиксации числа срабатываний устанавливаются специальные (электромагнитные, электромеханические и др.) счётчики. Вентильные разрядники выполняются на напряжения 220, кВ и предназначены для защиты изоляции электрооборудования от атмосферных перенапряжений. Они применяются в открытых и закрытых электроустановках с частотой 50, Гц. Разрядники на 3, 6 и 10, кВ отличаются друг от друга только числом искровых промежутков и числом велитовых резисторов, а также габаритами. Разрядники на номинальные напряжения 15, 20 ил 33, кВ состоят из одного стандартного элемента, аналогично изображённому на рис.3.3; разрядники на напряжение 60, кВ и выше - из трёх и более соединённых последовательно стандартных элементов номинальным напряжением 15, 20 или 33, кВ. Разрядники магнитовентильные (РВМГ). Эти разрядники выполняются на номинальные напряжения 150...500, кВ. Они комплектуются из стандартных блоков (на 30, кВ) с магнитными искровыми промежутками и соответствующего числа дисков вилитовых резисторов.

Блок магнитных искровых промежутков (рис.3.4) представляет собой набор (здесь четыре) единичных искровых промежутков 2, расположенных вперемежку с постоянными магнитами 3 кольцевой формы. Всё устройство размещено в фарфоровом цилиндре 1 и закрыто стальными крышками 5. Крепление всех элементов внутри цилиндра осуществляется за счёт давления пружины 4. Каждый блок шунтируется резисторами с высокоомным нелинейным сопротивлением.

Единичный магнитный искровой промежуток состоит из двух концентрических расположенных медных электродов 6 и 8. Щель 7 между ними образует искровой зазор. Кольцевые магниты 3 создают в щели магнитное поле (480...640, А/см).

Возникающая в щели дуга начинает вращаться по кольцевой щели с большой скоростью. По сравнению с обычными искровыми промежутками пропускная и дугогасительная способность магнитного искрового промежутка много выше

Рис. 3.4 Блок с магнитными искровыми промежутками 1 - фарфоровый цилиндр; 2 - искровой промежуток; 3 - магнитные кольца; 4 - пружина; 5 - стальная крышка; 6 - медный электрод; 7 - искровой зазор; 8 - электроды

Заключение

На производственной практике, на подстанции ''Новая'' я ознакомился со схемой её электрических соединений, с правилами технической эксплуатации электроустановок, электрических сетей, станций и общими требованиями по технике безопасности предприятия; эклектической аппаратурой подстанции, изучил более подробно принцип их работы и устройство. Я узнал куда распределяется электроэнергия от этой подстанции. Ознакомился с релейным зелом подстанции ''Новая'' и узнал какие защиты электрооборудования там применяются. Ознакомился с мероприятиями по охране окружающей среды.

Размещено на Allbest.ru