Эксплуатация электрических сетей, пускорегулирующей аппаратуры, аппаратуры защиты, управления и контроля

Размещено на http://www.allbest.ru/

Эксплуатация электрических сетей, пускорегулирующей аппаратуры, аппаратуры защиты, управления и контроля

Электрическая аппаратура отличается большим многообразием. К ней относятся выключатели, рубильники, контакторы, реле, магнитные пускатели, контроллеры, командоаппараты, реостаты, предохранители, комплектные устройства [4,13].

По уровню надежности все потребители электроэнергии разделяют на три категории. К первой категории относят электроприемники, перерыв электроснабжения которых может повлечь за собой опасность для жизни людей, значительный ущерб народному хозяйству, повреждение дорогостоящего основного оборудования, массовый брак продукции, расстройство сложного технологического процесса, нарушение функционирования особо важных элементов коммунального хозяйства. Питание таких электроприемников обеспечивается от двух независимых взаимно резервирующих источников. Перерыв в электроснабжении допускается лишь на время автоматического восстановления питания при отказе одного из источников.

Независимым называется источник питания, на котором в послеаварийном режиме сохраняется напряжение при исчезновении его на другом источнике питания.

Выделяется особая группа электроприемников, бесперебойная работа которых необходима для безаварийной остановки производства с целью предотвращения угрозы жизни людей, взрывов, пожаров и повреждения дорогостоящего основного оборудования. Электроснабжение этой группы осуществляется от трех независимых взаимно резервирующих источников питания.

Ко второй категории относят электроприемники, перерыв электроснабжения которых приводит к массовому недоотпуску продукции, массовым простоям рабочих, механизмов и промышленного транспорта, нарушению нормальной деятельности значительного количества городских и сельских жителей. Такие электроприемники рекомендуется обеспечивать электроэнергией от двух независимых источников питания. Перерыв допустим на время включения резервного питания дежурным персоналом или выездной оперативной бригадой. Питание допускается и по одной воздушной линии, но в этом случае необходимо обеспечить аварийный ремонт линии за время не более одних суток.

К третьей категории относят все остальные электроприемники, электроснабжение которых может выполняться от одного источника питания при условии, что его перерывы для ремонта не превышают одних суток.

Основными задачами обслуживания сетей и аппаратуры являются: обеспечение надежной работы оборудования и его режимов работы; соблюдение установленного порядка и последовательности выполнения оперативных переключений; контроль за своевременным проведением профилактических испытаний и ремонта оборудования; надзор и уход за вспомогательным оборудованием.

Техническое обслуживание и ремонт кабельных ЛЭП

В техническое обслуживание кабельных линий (КЛ) входят ревизии, осмотры и ремонты оборудования, а также осмотры вспомогательных сооружений [16]. Осмотры (обходы) бывают плановыми и внеочередными (специальными). Внеочередные осмотры производятся при появлении условий, которые могут вызвать повреждения линий, а также после их автоматических отключений. Техническое обслуживание и ремонт осуществляются на основе перспективных, годовых и месячных планов работ. Во время ревизий и осмотров проводят профилактические измерения и устраняют мелкие повреждения и неисправности.

К техническому обслуживанию относятся:

внеочередные обходы и осмотры КЛ (табл. 4.1);

установка, замена и осмотр концевых воронок и соединительных муфт КЛ;

измерение сопротивления соединений проводов -- болтовых, шашечных, переходных, а также жил кабелей:

проверка колодцев КЛ;

работы и измерения, связанные с проверкой конструктивных элементов КЛ при приемке их в эксплуатацию;

надзор за работами, проводимыми вблизи линий электропередачи;

контроль за знаками, обозначающими трассу КЛ;

контроль состояния и замена нумерации и предупредительных плакатов;

контроль за температурным режимом оболочек кабелей.

Кабельные линии, особенно проложенные в земле, необходимо защищать от коррозии. Большие разрушения оболочек кабелей возникают в почвах с низким электрическим сопротивлением и в местах, где функционирует электрифицированный транспорт на постоянном токе. Для защиты металлических оболочек кабелей применяют катодную поляризацию, электрический дренаж и протекторную защиту.

Чаще всего происходят механические повреждения кабельных линий при производстве земляных работ, пробой соединительных и концевых муфт.

Изоляцию кабельных линий испытывают с помощью специальных высоковольтных выпрямительных установок. Минус от источника постоянного тока подается на жилу кабеля, плюс -- на землю. Состояние кабеля определяют по току утечки. При удовлетворительном состоянии кабеля ток утечки при подъеме напряжения за счет зарядки его емкости резко возрастает, затем быстро снижается до 10...20% от максимального. Результаты испытания кабеля считаются удовлетворительными, если не наблюдалось скользящих разрядов, толчков тока утечки или нарастания его установившегося значения, а сопротивление изоляции, измеренное мегаомметром после испытания, оставалось неизменным. При наличии дефектов в кабеле пробой изоляции в большинстве случаев происходит в течение первой минуты после подачи испытательного напряжения.

При пробое изоляции с жилы на металлическую оболочку (однофазное повреждение) кабели ремонтируют без их разрезания при условии, что изоляция не увлажнена сверх нормы. При повреждении жил кабеля этот участок вырезают, вставляют новый отрезок и монтируют две муфты.

Основной причиной повреждений кабельных муфт являются неисправности монтажа: дефекты пайки горловины муфты или некачественная пайка заливочных отверстий, в результате чего герметичность муфты нарушается; слишком крутой изгиб жил кабеля, из-за чего происходит разрыв бумажной изоляции и муфта теряет электрическую прочность; неправильное или недостаточное заполнение муфты заливочной массой; некачественная припайка соединительных гильз или проводника заземления, повреждения поясной изоляции у ее обреза и т.д.

При повреждении кабельной линии важно быстро и точно определить место неисправности. В этом случае удается ограничиться короткой вставкой кабеля, так как влага не успевает всосаться в его оболочку на значительную длину, и не нужно выполнять большой объем работ.

При аварии сначала определяют характер повреждения. В кабельных линиях возможны следующие повреждения:

пробой или нарушение изоляции, вызывающие замыкание одной жилы на землю;

замыкание двух или трех жил на землю;

замыкание двух или трех жил между собой в одном месте:

замыкание двух или трех жил между собой в разных местах;

обрыв одной, двух или трех жил без заземления;

обрыв одной, двух или трех жил с заземлением оборванных;

обрыв одной, двух или трех жил с заземлением необорванных;

заплывающий пробой изоляции.

Перед началом работ по выявлению характера повреждения кабельную линию отключают с обеих сторон, проверяют на отсутствие напряжения и выполняют ее разрядку наложением заземления на каждую фазу.

Большинство повреждений определяют измерением сопротивления изоляции каждой токоведущей жилы кабельной линии по отношению к земле и между каждой парой токопроводящих жил.

Для определения места повреждения кабельной линии сначала весьма приблизительно выделяется зона повреждения, а затем в ней уточняется место для вскрытия линии.

Для обнаружения зоны повреждения используют относительные методы, а точное место повреждения определяют абсолютными методами.

К относительным методам относятся методы: импульсный, колебательного разряда, петли и емкостной. К абсолютным -- индукционный и акустический.

Импульсный метод основан на посылке в поврежденную линию зондирующего электрического сигнала и измерении интервала времени между моментами его подачи в линию и возвратом отраженного импульса. Импульс отражается от места обрыва линии и по времени возврата импульса можно судить об удаленности места аварии от места приложения сигнала.

Метод колебательного разряда основан на измерении периода (или полупериода) собственных электрических колебаний в кабеле, возникающих в момент пробоя поврежденного кабеля при приложении к нему испытательного напряжения. Период колебаний пропорционален расстоянию до места повреждения.

Метод петли основан на измерениях сопротивлений жил кабеля с двух сторон с помощью моста постоянного тока. Разница в показаниях позволяет определить место повреждения.

Емкостной метод основан на измерении емкости частей оборванной жилы (между каждой частью жилы и оболочкой) с помощью моста переменного тока на частоте 1 кГц.

Индукционный метод основан на улавливании магнитного поля над кабелем, по которому пропускается ток звуковой частоты (800... 1000 Гц). Передвигая вдоль кабеля приемную рамку со стальным сердечником, в цепь которой через усилитель включены наушники, электромонтер находит место повреждения по максимальному уровню звукового сигнала.

Акустический метод основан на прослушивании с поверхности земли звуковых колебаний, вызываемых искровым разрядом в месте повреждения.

Существует множество приборов и устройств для обнаружения повреждений кабельной линии, основанных на реализации одного или нескольких указанных методов.

Анализ аварийных режимов и отказов оборудования. Выбор аппаратуры защиты

Анализ отказов работы электрических машин [4,5] позволяет выделить следующие типы аварий, часто встречающиеся на практике:

короткое замыкание (КЗ) на зажимах машины либо в обмотке статора;

заторможенный ротор при пуске двигателя (режим КЗ двигателя, особенно часто встречается при его прямом пуске);

обрыв фазы обмотки статора (часто встречается при защите обмоток плавкими предохранителями);

технологические перегрузки, возникающие при набросе нагрузки в процессе работы двигателя;

нарушение охлаждения, вызванное неисправностью системы принудительной вентиляции двигателя;

уменьшение сопротивления изоляции, происходящее в результате старения изоляции из-за циклических температурных перегрузок.

Аварийные режимы в цепи асинхронного двигателя могут вызвать либо кратковременное увеличение тока в 12... 17 раз по сравнению с номинальным, либо длительное протекание тока, в 5 ...7 раз превышающего его номинальное значение.

Для защиты от КЗ широко применяются автоматические выключатели, токовые реле и предохранители.

При перегрузке по току требуется защитное оборудование.

При обрыве одной из фаз двигателя эффективными являются минимальная токовая и температурная защиты; менее эффективной -- тепловая защита (тепловые реле).

При заторможенном роторе весьма эффективны максимальные токовые реле и температурная защита, менее эффективна -- тепловая защита.

При перегрузке лучшие результаты дает температурная защита. Эффективны также тепловые реле.

При нарушении охлаждения двигателя только температурная защита может предотвратить аварию.

Уменьшение сопротивления изоляции статорной обмотки двигателя может спровоцировать как перегрузку в цепи, так и КЗ. Защита при такой аварии осуществляется специальными устройствами контроля сопротивления изоляции обмотки двигателя.

Основным аварийным режимом в осветительных установках является КЗ. Защита от перегрузки требуется для осветительных установок внутри помещений и во взрыво- и пожароопасной среде. Защита осветительных установок осуществляется автоматическим выключателем. При включении ламп накаливания появляется кратковременный бросок тока, в 10...20 раз превышающий номинальный ток. Примерно за 0,06 с ток снижается до номинального. Значение броска тока определяется мощностью ламп.

Для защиты силовой полупроводниковой техники требуется применение эффективных устройств. Недостатком силовых полупроводниковых приборов является их низкая перегрузочная способность по току, что накладывает жесткие условия на аппаратуру защиты (по быстродействию, селективности и надежности срабатывания). Для защиты силовых полупроводниковых приборов от КЗ применяются быстродействующие автоматические выключатели, полупроводниковые выключатели, вакуумные выключатели, импульсные дуговые коммутаторы, быстродействующие плавкие предохранители и др.

. Особое место занимает защита электрических цепей. В настоящее время широко используются сети напряжением от 0,4 до 750 кВ. Наиболее опасными и частыми видами повреждений в сетях являются КЗ между фазами и замыкание фазы на землю.

Основная масса потребителей получает питание от распределительных сетей напряжением 0,4; 6 и 10, 0,66 кВ). Для питания стационарных силовых потребителей и осветительных установок применяются трехфазные четырехпроходные сети напряжением 380/220 В с глухозаземленной нейтралью. Силовые потребители подключены к линейным напряжениям сети, а осветительные приборы -- к фазным.

Основными аварийными режимами в таких сетях являются: однофазное КЗ (до 60% аварий), трехфазное КЗ (до 10%), двухфазное КЗ на землю (до 20%), двухфазное КЗ (до 10%).

Защита электрических сетей напряжением до 1000 В осуществляется аппаратами защиты, а свыше 1000 В -- релейной защитой.

Самыми распространенными аппаратами защиты сетей являются автоматические выключатели и предохранители. Защита с высоким быстродействием, чувствительностью или селективностью выполняется на базе реле и автоматических выключателей.

Электрические сети напряжением до 1000 В внутри помещений должны иметь также защиту от перегрузки, выполненную, как правило, на базе автоматических выключателей с тепловым или комбинированным расцепителями.

Основной задачей, стоящей при выборе аппаратуры защиты потребителей и электрических сетей, является согласование характеристик устройств защиты с предельными нагрузочными характеристиками (зависимостями допустимого тока от длительности его протекания) различных потребителей и сетей (проводов и кабелей).

Эксплуатация и ремонт электрического оборудования распределительных устройств

Осмотр электрооборудования распределительных устройств (РУ) следует проводить регулярно, в соответствии со сроками, указанными в табл. 4.1. При осмотре РУ проверяются [6,7,8]:

исправность отопления и вентиляции;

исправность освещения и сети заземления;

наличие переносных заземлений, средств защиты и средств по оказанию первой медицинской помощи, противопожарных средств;

уровень и температура масла в маслонаполненных аппаратах, отсутствие течи масла;

состояние изоляции (запыленность, трещины, следы разрядов, выпадение росы на поверхности изоляторов);

состояние контактов, нагрев контактных соединений;

целостность пломб счетчиков и реле;

состояние помещения (исправность дверей и окон, отсутствие течи в кровле и перекрытиях, наличие и исправность замков).

Внеочередные осмотры открытых РУ проводят при неблагоприятных погодных условиях -- сильном тумане, мокром снеге, гололеде или усиленном загрязнении изоляции. Контроль контактных соединений. Контактные соединения -- самые уязвимые места в электрической цепи и при эксплуатации на них следует обращать особое внимание. Состояние соединений шин и аппаратов определяют внешним осмотром и при помощи специальных измерений. При внешнем осмотре обращают внимание на цвет поверхности контактных соединений и испарение влаги с них (при дожде или снеге), а также на наличие свечения или искрения контактов.

Качество контактных соединений определяется их переходным сопротивлением, падением напряжения и температурой.

Переходное сопротивление измеряют микроомметрами на отключенном и заземленном оборудовании и сравнивают его с сопротивлением целого участка шины (отличие должно быть не более чем в 1,2 раза). Падение напряжения на контактном соединении определяют под напряжением с помощью измерительной штанги и милливольтметра, укрепленного на ней. Температуру нагрева определяют с помощью электротермометров, термоуказателей (термопленок) одно- или многократного действия, термосвечей, тепловизоров и пирометров.

Если контактное соединение не удовлетворяет определенным требованиям, его ремонтируют. Для этого его разбирают, очищают поверхности от окислов и загрязнений и защищают от коррозии смазкой. Затяжку болтовых соединений выполняют ключом с регулируемым крутящим моментом.

Изоляторы осматриваются на целостность фарфора, арматуры, глазури. В процессе эксплуатации изоляторы очищают, протирая их вручную, используя пылесос с фигурными изоляционными щетками или обмывая струей воды под давлением. Состояние изоляции изоляторов и вводов определяют по значению тангенса угла диэлектрических потерь (tg5).

В процессе эксплуатации КРУ выполняется следующий комплекс работ:

надзор и уход за электрооборудованием, установленном в КРУ;

надзор за помещениями КРУ;

устранение неисправностей, которые могут привести к отказу в работе;

профилактические испытания и измерения;

поддержание в помещениях КРУ температурного режима.

При осмотрах КРУ обязательно проверяют резервные шкафы и выдвижные элементы. Все работы на выдвижных элементах КРУ производят после выдвижения их в ремонтное положение.

электрический сеть обслуживание распределительный

Техническое обслуживание электрических аппаратов

Основными элементами коммутационных аппаратов являются электромагнит, дугогасительное устройство и контактная система [1].

Электромагниты преобразуют электрическую энергию протекающего по обмотке тока сначала в магнитную энергию, создающую магнитное поле, а затем в механическую, вызывающую появление электромагнитной тяговой силы или вращающего момента.

Линейные перемещения или углы поворота элементов магнитных систем невелики и измеряются в сантиметрах или градусах соответственно.

Электромагнитные системы для низковольтных аппаратов показаны на рис.4.1, где а -- клапанная; б -- броневая; в -- Ш-образная; г -- открытый соленоидный электромагнит; д -- с поворотным якорем; е -- открытая с ферромагнитными токоведущими пластинами; ж -- плоская для многоконтактных реле; з -- с Z-образным якорем для реле зашиты.

Для дугогасительных систем используют дугогасительные камеры(рис. 4.2, где а, б, в -- щелевые (соответственно с одной щелью, с несколькими параллельными щелями, лабиринтная); г -- дугогасительная решетка из металлических пластин; д -- с магнитным дутьем и щелевой камерой (1 -- электромагнит; 2-- щелевая камера)), со следующими способами гашения дуги:

удлинение (чем длиннее дуга, тем большее напряжение необходимо для ее поддержания);

деление на ряд коротких дуг в металлических решетках;

гашение в узких щелях из дугостойких материалов;

движение в магнитном поле, созданном током i, а также быстрое вращение и перемещение.

Контактные группы (рис.4.3, где а -- мостиковые; б -- розеточные; в -- щеточные; г -- пальцевые; д -- с плоскими пружинами) наиболее подвержены износу и требуют регулярного технического обслуживания. Выполняются следующие виды работ:

внешний осмотр аппаратов (наличие внешних повреждений корпуса и навесного оборудования);

удаление пыли, грязи, масляных пятен с поверхности аппарата;

частичная разборка отключенных аппаратов (для проверки и обслуживания внутренних механизмов);

контроль состояния контактных групп (осмотр, зачистка, замена или ремонт);

контроль состояния дугогасительных устройств (очистка, замена или ремонт);

контроль работы механических частей привода подвижных элементов (очистка, смазка трущихся и подвижных частей, замена пружин в необходимых случаях);

контроль номинальных параметров аппаратов (если возможно).

Технология ремонта электрических аппаратов рассмотрена в разд. IV.

Контрольные вопросы

1. По какому принципу потребители электроэнергии разделяются на категории?

2. Объясните, почему в городах отдается предпочтение кабельному электроснабжению.

3. На что следует обращать внимание при работах на трассе кабельной линии и'как контролируются нагрузка и температура кабельной линии?

4. Назовите способы защиты металлических оболочек кабелей от коррозии.

5. Перечислите основные виды повреждений на кабельных линиях. Как заменить поврежденный участок кабеля?

6. Каковы задачи обслуживания распределительных устройств и на что следует обращать внимание при их осмотре?

7. Перечислите работы, которые выполняют при эксплуатации изоляторов распределительных устройств.

8. Назовите причины возможных неисправностей комплектных распределительных устройств.

9. Перечислите основные элементы коммутационных аппаратов и дайте их краткие характеристики.

10. Назовите основные виды работ, осуществляемые при техническом обслуживании электрических аппаратов.

Размещено на Allbest.ru