- Метод компенсации постоянной составляющей напряжения фазы относительно земли.

- Метод наложения сигналов постоянного двухполярного тока.

- Метод наложения сигналов постоянного однополярного двухступенчатого тока.

2.4 Назначение и устройство аппаратов релейной защиты и элементов автоматики

Релейная защита и автоматика - совокупность электрических аппаратов, осуществляющих автоматический контроль за работоспособностью Электроэнергетической системы (ЭЭС).

Релейная защита (РЗ) осуществляет непрерывный контроль за состоянием всех элементов электроэнергетической системы и реагирует на возникновение повреждений и ненормальных режимов. При возникновении повреждений РЗ должна выявить повреждённый участок и отключить его от ЭЭС, воздействуя на специальные силовые выключатели, предназначенные для размыкания токов повреждения.

При возникновении ненормальных режимов РЗ также должна выявлять их и в зависимости от характера нарушения либо отключать оборудование, если возникла опасность его повреждения, либо производить автоматические операции, необходимые для восстановления нормального режима (например, включение после аварийного отключения с надеждой на самоустранение аварии или подключение резервного питания), либо осуществлять сигнализацию оперативному персоналу, который должен принимать меры к ликвидации ненормальности.

Релейная защита является основным видом электрической автоматики, без которой невозможна нормальная работа энергосистем. Гамма Sepam предназначена для защиты электрических аппаратов и распределительных сетей всех уровней напряжения. Гамма включает 3 серии устройств, отвечающих самым разнообразным требованиям:

от самых простых до наиболее сложных.

Sepam 1000+ серии 40 обеспечивает высокоэффективные решения для наиболее востребованных видов применения, связанных с измерением тока и напряжения и выполняет следующие функции:

- Защита сетей с параллельными вводами путем направленной фазовой токовой защиты и/или направленной защиты по питанию.

- Защита от замыканий на землю для всех систем заземления с изолированной, компенсированной или импедантнойнейтралью путем направленной защиты от замыканий на землю.

- Защита сетей с изменяющейся конфигурацией путем переключения различных групп уставок и использования логической селективности.

- Проведение всех необходимых электрических измерений: фазного тока и тока нулевой последовательности, напряжения между фазой и нейтралью, междуфазного напряжения и напряжения нулевой последовательности, частоты, мощности и энергии.

- Проведение полной диагностики сети: регистрация до 20 случаев нарушения в энергосистеме, запись подробной информации о 200 последних срабатываниях аварийной сигнализации, регистрация контекста 5 последних отключений.

- Адаптация функций контроля с помощью программы редактирования логических уравнений.

- Адаптация системы аварийных сообщений к требованиям заказчика по каждому виду применения или составление программы на языке пользователя.

Sepam серии 80. Интеллектуальные решения для всех типов применения. Специально разработанное по требованиям применения на крупных промышленных объектах, устройство Sepam серии 80 обеспечивает надежную защиту распределительных сетей и электрических машин.

Основные характеристики:

- защита замкнутых кольцевых сетей и сетей с параллельными вводами с использованием направленной защиты и функции логической селективности;

направленная защита от замыканий, адаптированная ко всем системам заземления нейтрали: изолированной, компенсированной или заземленной через резистор;

- защита трансформаторов и блоков "электрическая машина & трансформатор";

- дифференциальная защита, чувствительная и стабильная благодаря ограничениям, вводимым нейронной сетью;

- полная защита двигателей и генераторов от внутренних повреждений;

дифференциальная защита электрических аппаратов, чувствительная и стабильная, с ограничением при пуске и при потере датчиков;

потеря возбуждения, 100% защита статора и т.д.;

- от повреждений, связанных с работой сети или процессом: потеря синхронизма, контроль скорости, ошибочное включение и т.д.;

- измерение коэффициента гармоник по току и напряжению для оценки качества электроэнергии;

- 42 входа и 23 выхода для реализации функций управления и контроля;

редактор логических уравнений, осуществляющий специальные функции управления;

- 2 порта связи Modbus используются для интеграции Sepam в 2 различные сети или для резервирования;

- съемный картридж для быстрого ввода в эксплуатацию после замены поврежденного базового устройства;

- резервный элемент питания для сохранения записей осциллограмм аварийных режимов.

3. Индивидуальное задание

Порядок оформления протоколов испытаний и наладки электроприёмников и аппаратуры. Каждую, фазу электрических проводов, шинопроводов, кабелей, обмоток и контактов электрических аппаратов необходимо тщательно изолировать одну от другой и от заземляющих конструкций. Однако с течением времени при эксплуатации электрооборудования диэлектрические характеристики изоляции изменяются. На старение изоляции влияют температура нагрева проводников и наружного воздуха, влажность помещения, коммутационные перенапряжения, возникающие в электрических цепях с индуктивными и емкостными элементами, продолжительность времени эксплуатации и т.д. Такая изоляция иногда не выдерживает даже номинальных напряжений, вследствие чего происходит электрический пробой.

Поэтому для того чтобы электрическое оборудование и аппараты не выходили из строя в связи с тем, что сопротивление их изоляции оказывается ниже допустимой нормы, а также чтобы в электрических сетях не происходило коротких замыканий из-за электрических пробоев изоляции, все ее виды проверяют и испытывают в определенные сроки в соответствии с "Правилами технической эксплуатации электрических станций и сетей".

Эти испытания проводятся, как правило, при текущих и капитальных ремонтах электрооборудования. Кроме того, проводятся межремонтные, т, е. профилактические испытания, которые позволяют выявить возникшие в процессе монтажа или эксплуатации оборудования или кабельных линий дефекты, что дает возможность своевременно устранить эти дефекты, предотвратить аварию или не допустить уменьшения выдачи электроэнергии потребителям.

Для каждого оборудования, аппаратов и сетей существуют нормы сопротивления изоляции, которые устанавливаются "Правилами устройств электроустановок".

Для определения состояния изоляции применяются два метода: измерение сопротивления данного участка электроустановки или аппарата с помощью мегомметра или проверка состояния изоляции повышенным, строго нормированным напряжением.

При измерении сопротивления изоляции мегомметром стрелка его шкалы показывает сопротивление изоляции испытываемого аппарата или участка, цепи. Рамки 1магнитоэлектрической системы питаются током от индуктора 2, вращаемого рукой. Когда зажимы Х1 и 2 разомкнуты, ток проходит только через рамку с добавочным резистором R2 и подвижная часть магнитоэлектрической системы устанавливается в одном из своих крайних положений со знаком, что обозначает бесконечно большое сопротивление. Если замкнуть зажимы Х1 и Х2, ток пойдет через вторую рамку с добавочным резистором R1. Подвижная система в этом случае установится в другом крайнем положении, отмеченном на шкале "0", т.е. измеряемое сопротивление будет равно нулю. При подсоединении измеряемого сопротивления Rx к зажимам Х1 и Х2 подвижная система установится в промежуточное положение между и 0 и стрелка на шкале будет указывать на значение этого сопротивления. Шкалу мегаомметра градуируют в килоомах и мегомах: 1 кОм = 1000 Ом; 1 МОм = 1000 кОм. В качестве источника постоянного тока в мегаоммеграх применяют индукторные генераторы постоянного тока с ручным приводом от рукоятки.

Напряжение на внешних зажимах генератора зависит от частоты вращения ручки. Для сглаживания колебаний во время вращения в привод вмонтирован центробежный регулятор. Номинальная частота вращения генератора мегаомметра равна 2 об/с или 120 об/мин. Для подключения мегаомметра используют соединительные провода ПВЛ с влагостойкой изоляцией, иначе показания мегаомметра могут быть существенно искажены.

Мегаомметры выпускаются с номинальным напряжением на зажимах: Ml 101M - 500 и 1000 В, МС-05 - 2500 В.

При измерении сопротивления изоляции длинных кабельных линий и обмоток электрических машин и трансформаторов показания мегаомметра в начале вращения рукоятки резко снижаются. Это объясняется наличием значительной емкости у кабельных линий и электромашин, по которым проходит ток заряда. Поэтому в таких случаях при использовании мегаомметра для измерения сопротивления изоляции засчитываются показания прибора только через 60 с. с момента начала вращения рукоятки.

Прикосновение к измеряемой цепи во время вращения рукоятки подсоединенного к цепи мегаомметра опасно и может привести к поражению током. Поэтому при измерениях принимают необходимые меры безопасности, исключающие возможность прикосновения людей к электрическим цепям.

В установках большой емкости (длинных кабельных линиях, трансформаторах большой мощности) измеряемая цепь может приобрести значительный электрический заряд. Поэтому после снятия напряжения от мегаомметра такие цепи разряжают с помощью гибкого медного провода на землю, используя изолирующую штангу для подсоединения к каждой его фазе. В установках напряжением выше 1000 В разрядку кабелей и крупных машин выполняют в диэлектрических перчатках и галошах.

Для испытания изоляции повышенным напряжением применяют различные аппараты выпрямленного и переменного тока. Наиболее часто при испытании изоляции применяется кенотронная установка, принципиальная схема которой представлена. Она монтируется в кузове автомашины и имеет собственный источник электроэнергии. Положительный полюс кенотронной лампы (анод) заземляется, а отрицательный полюс (катод) соединяется с одной из фаз испытываемой электроустановки (например, кабеля), в то время как две другие фазы и оболочка заземлены. Кенотронный испытатель изоляции КИИ-70 представляет собой установку, состоящую из передвижного пульта управления и кенотронной приставки. Он предназначен для испытания твердых жидких диэлектриков напряжением постоянного тока до 70 кВ. Изменение испытательного напряжения от 0 до 70 кВ производится с помощью регулятора с дополнительной обмоткой для питания цепи сигнальных ламп. Кенотронная приставка состоит из трансформатора и кенотронa, размещенных в бакелитовом цилиндре, наполненном трансформаторным маслом. В верхней части приставки установлен трехпредельный микроамперметр со шкалой на 200, 1000 и 5000 мкА и переключателем пределов, предназначенным для измерения токов утечки. Приставка имеет выводы для присоединения цепей постоянного тока высшего напряжения и испытываемого объекта. Кроме того, аппарат снабжен прибором максимально-токовой защиты с двумя уставками: грубой и чувствительной.

Рис. 3. Схемы кенотронной установки: а - принципиальная, б - испытания кабеля со свинцовой оболочкой; 1 - кенотронная лампа, 2 - трансформатор накала, 3 - выключатель накала, 4 - переключатель питания, 5 - рубильник питания, 6 - регулировочный трансформатор, 7 - контактор, 8 - испытательный трансформатор, 9 - жилы кабеля, 10 - оболочка кабеля

Чувствительная уставка отключает аппарат при коротком замыкании на стороне высшего напряжения трансформатора. В этом случае защита не должна срабатывать при напряжении 70 кВ и вторичном токе 5 мА.

На крышке пульта управления испытателя размещены прибор максимально-токовой защиты, переключатель максимальной защиты, сигнальная лампа, киловольтметр.

Для испытания постоянным током кенотронную приставку устанавливают на откидной дверце пульта управления и к ней подключают испытываемый объект. На пульт управления с помощью регулятора подают напряжение, постепенно повышая его до испытательной величины. Напряжение контролируют по шкале прибора, отградуированного в киловольтах (максимальных). На последней минуте испытательного времени по микроамперметру измеряют ток утечки.

Испытание переменным током промышленной частоты производится путем присоединения испытываемого объекта к выводу переменного тока, после чего поднимают напряжение регулятором до испытательного. Контроль за напряжением осуществляется по шкале киловольтметра, отградуированной в киловольтах.

Напряжение при испытаниях плавно поднимают до испытательного и поддерживают неизменным в течение всего периода испытания. Время испытания определено "Правилами технической эксплуатации электроустановок потребителей и правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей" для каждого вида оборудования, аппаратов и сетей и колеблется от 1 до 10 мин.

Во время капитального ремонта распределительных устройств напряжением до 1 кВ, который проводится один раз в 3 года, сопротивление изоляции элементов приводов выключателей, разъединителей, вторичных цепей аппаратуры, силовых и осветительных проводок испытывают напряжением промышленной частоты 1 кВ в течение 1 мин или мегаомметром напряжением 1000 В. При измерении сопротивления изоляции в силовых цепях должны быть отключены электроприемники, аппараты и приборы, а в осветительных сетях - вывернуты лампы, отсоединены штепсельные розетки выключатели, групповые щитки от электроприемников.

Наименьшие допустимые значения сопротивления изоляции вторичных цепей управления, защиты, сигнализации релейно-контактных схем, силовых и осветительных электропроводок, распределительных устройств, щитов и токопроводов напряжением до 1000 В составляют 0,5 МОм, а шин оперативного тока и шин цепей напряжения на щите управления - 10 МОм.

Повышенным напряжением 1000 Вв течение 1 мин испытывают вторичные цепи схем защиты, управления, сигнализации со всеми присоединенными аппаратами (катушки приводов, автоматов, магнитные пускатели, контакторы, реле и т.п.). Сопротивление изоляции аккумуляторной батареи после eё монтажа должно быть, не менее:

Измерение нагрузок и напряжения в контрольных точках сети освещения производится один раз в год; сопротивление изоляций переносных трансформаторов с вторичным напряжением 12 - 42 В испытывают один раз в 3 мес, а стационарных - один раз в год.

Выключатели, разъединители, заземляющие ножи, короткозамыкатели, отделители и их приводы испытывают не реже одного раза в 3 года одновременно с капитальным ремонтом. Наименьшие допустимые величины сопротивления опорной изоляции, измеренной мегаомметром на напряжение 2,5 кВ, при номинальном напряжении до 15 кВ составляют 1000 МОм и свыше 20 кВ - 5000 МОм. Испытание этой изоляции выключателей напряжением до 35 кВ повышенным напряжением промышленной частоты производят в течение 1 мин. Одновременно измеряется сопротивление контактов постоянному току, которое составляет для: ВМГ-133 (1000 А) - 75 мкОм; ВМП-10 (1000 А) - 40 мкОм; ВМП-10 (1500 А) - З 0 мкОм; ВМП-10 (600 А) - 55 мкОм.

Сопротивление изоляции подвесных и многоэлементных изоляторов измеряется мегаомметром на напряжение 2,5 кВ только при положительных температурах окружающего воздуха, причем сопротивление изоляции каждого подвесного изолятора или элемента штыревого изолятора должно быть не менее 300 МОм.

Испытание повышенным напряжением промышленной частоты вновь установленных опорных многоэлементных и подвесных изоляторов проводится напряжением 50 кВ. Каждый элемент керамического изолятора подвергают испытанию в течение 1 мин, из органического материала - 5 мин. Опорные одноэлементные изоляторы внутренней и наружной установок испытывают повышенным напряжением, указанным в табл.24, в течение 1 мин.

Штыревые изоляторы шинных мостов напряжением 6 - 10 кВ, опорные и подвесные фарфоровые тарельчатые изоляторы, а также контактные соединения шин и присоединений к аппаратуре при отсутствии термоиндикаторов испытывают один раз в 3 года. Испытание сопротивления изоляции вводов и проходных изоляторов производится мегаомметром на напряжении 1000 - 2500 В у вводов с бумажно-масляной изоляцией. Сопротивление изоляции должно быть не менее 1000 МОм. Изоляторы вводов и проходные напряжением до 35 кВ испытываются повышенным напряжением, величина которого указана в табл.5.

Измерение сопротивления изоляции подвижных и направляющих частей, выполненных из органических материалов, масляных выключателей всех классов напряжений производится мегаомметром на напряжение 2500 В. Причем наименьшие допустимые сопротивления изоляции должны быть не менее: для напряжения до 10 кВ - 1000 МОм, от 15 до 150 кВ - 3000 МОм.

Испытание изоляции масляных выключателей напряжением до 35 кВ повышенным напряжением промышленной частоты производится в течение 1 мин.

Сопротивление постоянному току контактов масляных выключателей не должно отличаться от данных завода-изготовителя.

При испытаниях масляных выключателей проверке подлежат также его скоростные и временные характеристики. Эти измерения производятся для выключателей всех классов напряжения. Измеренные характеристики должны соответствовать данным завода-изготовителя.

После ремонта изоляцию обмоток силовых трансформаторов вместе с вводами подвергают испытаниям повышенным напряжением переменного тока промышленной частотой 50 Гц. Испытательное напряжение зависит от вида ремонта и объема работ (со сменой или без смены обмоток трансформатора).

Изоляцию каждой обмотки, электрически не связанной с другой, испытывают отдельно.

Результаты испытаний заносят в протокол. Эти данные необходимы для сопоставления полученных результатов с результатами предыдущих испытаний, проведенных в различное время до данного ремонта.

Испытания трансформаторов после ремонта выполняются по всей программе и в объеме, предусмотренном действующими правилами и нормами. При профилактических испытаниях изоляция обмоток силовых трансформаторов испытывается повышенным напряжением промышленной частоты в течение 1 мин.

Сопротивление обмоток постоянному току измеряется на всех ответвлениях и может отличаться не более чем на 2% от данных завода-изготовителя.

Проверка коэффициента трансформации трансформатора производится на всех ступенях переключения. Допустимые отклонения могут составлять не более 2% от величин, полученных на том же ответвлении на других фазах, или от данных завода-изготовителя.

Минимальное пробивное напряжение масла, определяемое в стандартном сосуде перед заливкой в трансформаторы и изоляторы, на напряжение до 15 кВ должно быть 30 кВ, а от 15 до 35 кВ - 35 кВ.

Для свежего масла перед заливкой вновь вводимого в эксплуатацию трансформатора делают полный химический анализ по специальной программе.

Измерение сопротивления изоляции поводков и тяг, выполненных из органических материалов, производится мегаомметром на напряжение 2500 В. Наименьшее допустимое сопротивление изоляции из органических материалов при номинальном напряжении до 10 кВ должно быть 1000 МОм, при напряжении от 15 до 150 кВ - 3000 МОм.

Измерение сопротивления изоляции первичных обмоток измерительных трансформаторов производится мегаомметром на напряжение 2500 В, а вторичных обмоток - на 500 или 1000 В. Сопротивление изоляции первичной обмотки не нормируется, а сопротивление вторичной обмотки вместе с присоединенными к ней цепями должно быть не менее 1 МОм.

В зависимости от сопротивления изоляции первичных обмоток трансформаторов тока и напряжения до 35 кВ проверка производится при следующих значениях испытательного напряжения. Если сопротивление изоляции рассчитано на напряжение 6 кВ, испытательное напряжение принимают равным 28,8 кВ, на напряжение 10 кВ - 37,8 кВ, на напряжение 20 кВ - 58,5 кВ.

Продолжительность приложения испытательного напряжения для первичных обмоток измерительных трансформаторов - 1 мин. Только для трансформаторов тока с изоляцией из твердых керамических материалов или кабельных масс продолжительность приложения испытательного напряжения составляет 5 мин.

У сухих реакторов сопротивление изоляции обмоток относительно болтов крепления измеряется мегаомметром на напряжение 1000 - 2500 В. Его значение должно быть не менее 0,5 МОм.

Фарфоровая изоляция реактора, а также предохранителей выше 1000 В испытывается повышенным напряжением промышленной частоты в течение 1 мин следующими значениями испытательного напряжения: при номинальном напряжении 6 кВ - 32 кВ, при 10 кВ - 42 кВ, при 20 кВ - 65 кВ.

Сопротивление изоляции силовых кабельных линий измеряют мегаомметром на напряжение 2500 В. На рис.48 приведена схема включения мегаомметра при измерении сопротивления кабеля. Для силовых кабельных линий напряжением до 1000 В сопротивление изоляции должно быть не менее 0,5 МОм, а при напряжении выше 1000 В сопротивление изоляции не нормируется.

Измерения мегаомметром следует производить до и после испытания кабеля повышенным напряжением. Силовые кабели напряжением выше 1000 В испытываются повышенным напряжением выпрямленного тока.

Данные всех испытаний и измерений заносят в журнал испытаний электрооборудования и в протоколы испытаний и измерений.

Схема включения мегомметра при измерении сопротивления кабеля: а - схема для измерения изоляции относительно земли, б - схема при наличии поверхностных токов утечки, в - измерение изоляции между жилами, 1 - мегаомметр, 2 - кабель

Эти данные используются для сравнения при последующих испытаниях и измерениях. Они дают возможность проанализировать состояние и работоспособность оборудования, запланировать время проведения необходимого ремонта для увеличения сопротивления изоляции или уменьшения токов утечек и таким образом увеличить время эксплуатации оборудования в безаварийном режиме.

Заключение

В ходе производственной практики был решен ряд задач:

- Закрепление и совершенствование знаний и практических навыков, полученных во время обучения;

- Подготовка к осознанному и углубленному изучению общепрофессиональных и специальных дисциплин;

- Формирование умений и навыков в выполнении электромонтажных работ;

Овладение первоначальным профессиональным опытом.

При изучении раздела "Характеристика предприятия" ознакомились со структурой управления предприятия, правилами внутреннего трудового распорядка, охраной труда при эксплуатации электроустановок и должностными обязанностями электромонтера III разряда.

При выполнении практических заданий на предприятии производились электромонтажные работы, при выполнении которых познакомились с устройством ряда инструментов, приспособлений, оборудования, устройств и аппаратов, эксплуатируемых на предприятии.

Так же был изучен материал для выполнения индивидуального задания.

Список литературы

1. Правила устройства электроустановок: 7-е изд., перераб. И дополн. - М.: Энергоатомиздат, 2003. - 776 c.: ил

2. Электротехнический справочник: В 3 т. - М.:Энергоатомиздат, 1996. - Т.2.: Электротехнические изделия и устройства / Под. общ. ред. профессоров МЭИ (гл. ред. И.Н. Орлов) и др. 1996. - 712 с.

3. Фалилеев Н.А., Ляпин В.Г. Проектирование электрического освещения. / Учебное пособие - М.: Всесоюзн. с.-х. ин-т заоч. образования, 1999. - 97с.

4. Правила работы с персоналом в организациях электроэнергетики Российской Федерации. Госстрой России. М.: 2000

5. CD-ROM Справочник электрика

6. Кацман М.М. Электрические машины. - М.: Высшая школа, 1991.

7. Кацман М.М. Руководство к лабораторным работам по электрическим машинам и электроприводу. - М.: Высшая школа, 2000.

8. Конюхова Е.А. Электроснабжение объектов. - М.: Мастерство,

9. Нейштадт Е.Т. Лабораторный практикум по предмету "Монтаж, эксплуатация и ремонт электрооборудования предприятий и установок". - М.: Высшая школа, 1991.

10. Некленаев Б.Н., Крючков И.П. Электрическая часть электростанций и подстанций. - М.: Энергоатомиздат, 1997. - 608 с.

11. Постников Н.П., Петруненко Г.В. Монтаж электрооборудования промышленных предприятий. Курсовое и дипломное проектирование. - Л. - Стройиздат, 1991.

12. Справочник по электроснабжению предприятий под ред. Федорова А.А. - М.: Энергоатомиздат, 1997.2001. - 320 с.

13. Токарев Б.Ф. Электрические машины. - М.: Энергоиздательство, 1999.

Размещено на Allbest.ru