Электроснабжение частного предприятия

Следовательно, защита будет чувствительной.

Максимально-токовая защита с блокированной по напряжению со стороны питания

Для надежности работы защиты и для повышения чувствительности со стороны питания применяем максимально токовую защиту с блокировкой по минимальному напряжению.

Обмотки реле напряжения присоединены к вторичной обмотке трансформатора напряжения. При нормальном режиме контакты реле разомкнуты, в случае понижения напряжения до напряжения срабатывания контакты реле замыкаются.

Благодаря указанной блокировке защита может действовать на отключение только при срабатывании реле напряжения. Благодаря этому защита не действует на включение короткозамыкателя, даже если токовые реле замкнут свои контакты вследствие перегрузки линии. При коротком замыкании напряжение сети понижается, и реле минимального напряжения срабатывают, разрешая действовать защите на отключение. Контакты реле тока МТЗ защищаемого элемента в нормальном режиме работы разомкнуты. При увеличении тока в обмотке реле до определенного значения оно срабатывает и замыкает своими контактами цепь обмотки реле времени. Последнее приходит в действие и через установленную на нем выдержку времени замыкает контактами цепь включающей катушки привода короткозамыкателя.

где К н - коэффициент надёжности.

К сх - коэффициент схемы.

К в-коэффициент возврата реле.

Принимаем ток реле равным 5 (А)

следовательно защита будет чувствительной.

Междуфазное минимальное напряжение:

2.8 Работа схемы релейной защиты

Аппараты релейной защиты - это специальные устройства (реле, контакторы, автоматы и др.), обеспечивающие автоматическое отключение поврежденной части электрической установки или сети. Если повреждение не представляет для установки непосредственной опасности, то релейная защита приводит в действие сигнальные устройства. Для обеспечения надежной работы релейная защита должна:

иметь избирательность (селективность), т.е. отключать высоковольтными выключателями или автоматами только поврежденный участок установки. Время срабатывания защиты характеризуется выдержкой времени, обеспечивающей избирательность действия защиты. Выдержка времени определяется временем действия выключателя поврежденного участка и временем срабатывания защиты;

обладать достаточно высокой чувствительностью ко всем видам повреждений на защищаемой линии и на линиях, питаемых от нее, а также к изменившимся в связи с этим параметрам нормального режима работы (току, напряжению и др.), что оценивается коэффициентом чувствительности;

быть выполнена по наиболее простой схеме с наименьшим числом аппаратов.

Реле, применяемое в релейной защите, классифицируют по следующим признакам:

по принципу действия - электромагнитные, индукционные, электродинамические, тепловые, электронные, магнитоэлектрические и др.;

по параметру действия - тока. напряжения, мощности, тепловые и др.;

по способу воздействия на отключение - прямого и косвенного действия.

Наиболее простой является максимально-токовая зашита и поэтому широко применяется для защиты трансформаторов, электродвигателей и линий электропередач с односторонним питанием.

Ток, возникающий в аварийных режимах, в отличие от тока, имеющего место в нормальном режиме, называется сверхтоком. При возникновении короткого замыкания действует максимально - токовая защита, которая на отдельных участках сети срабатывает при определенных токах и определенном времени срабатывания.

При использовании реле тока типа РТ-40 и реле времени типа ЭВ защита называется максимально-токовой с независимой характеристикой времени срабатывания. При использовании индукционно-токовых реле типа РТ-80 и реле времени типа РТВ защита называется максимально-токовой с зависимой характеристикой времени срабатывания.

Выбор токов и времен и срабатывания максимально

- токовой защиты. Ток срабатывания пусковых токовых реле

выбирают таким, чтобы обеспечить выполнение следующих условий:

защита не должна приходить в действие при прохождении по защищаемому элементу максимального тока нагрузки;

защита должна надежно действовать при коротком замыкании, происшедшем на защищаемом участке, и иметь коэффициент чувствительности в конце этого участка не менее 1,5;

защита должна действовать при коротком замыкании, происшедшем на смежном (резервируемом) участке и иметь коэффициент чувствительности в конце смежного участка не менее 1,2.

2.9 Автоматизация схем электроснабжения

Схема питающей сети системы автоматизации, выполненная в однолинейном изображении (на схеме даны только характерные надписи).

Схему распределительной сети выполняют в многолинейном изображении для каждого щита и сборки питания отдельно. На ней показывают аппараты управления (рубильники, выключатели, переключатели), аппараты защиты (автоматы, предохранители), преобразователи (выпрямители, трансформаторы, стабилизаторы и т.п.), лампы освещения, штепсельные розетки, схемы автоматического ввода резерва (АВР) и линии электрической связи между аппаратами.

Рис. 1.2 Магистральная схема

У изображения аппаратов указывают буквенно-цифровые обозначения, у трансформаторов - высшее и низшее напряжения, у выпрямителей и стабилизаторов - род тока, высшее и низшее напряжения. Технические характеристики рубильников, выключателей, автоматов и предохранителей на схемах распределительной сети не указывают, так как они даны в перечнях элементов электроаппаратуры.

2.10 Расчёт заземления подстанции

Заземлением называется преднамеренное гальваническое соединение металлических частей электроустановки с заземляющим устройством.

Заземляющее устройство - это совокупность заземлителя и заземляющих проводников.

Заземлителем называют металлический проводник или группу проводников, находящихся в соприкосновении с землей. Различают естественные и искусственные заземлители.

Естественные заземлители - это различные устройства и конструкции, которые по своим свойствам могут одновременно выполнять функции заземлителей: металлические трубопроводы (кроме трубопроводов горючих или взрывчатых жидкостей и газов, а также трубопроводов, покрытых изоляцией от коррозии), металлические и железобетонные конструкции зданий и сооружений, имеющие надежное соединение с землей.

Под искусственными заземлителями понимают закладываемые в землю металлические электроды, специально предназначенные для устройства заземлений. В качестве искусственных заземлителей применяют круглую, полосовую и угловую сталь, размеры которой берутся из справочника [6].

Заземляющие проводники служат для присоединения частей электроустановки с заземлителем. Помимо проводов соответствующего сечения, заземляющими проводниками могут служить металлические конструкции зданий и сооружений: колонны, фермы, каркасы распределительных устройств.

Заземляться должны все металлические части электрооборудования, нормально не находящиеся под напряжением, но могущие оказаться под ним при повреждении изоляции. Заземляют корпуса электрических машин, трансформаторов, аппаратов, светильников; каркасы щитов, щитков, шкафов, пультов управления; металлические конструкции линий электропередача - подстанций и распределительных устройств; броню и металлические оболочки кабелей; стальные трубы электропроводок и т.п. а также вторичные обмотки измерительных трансформаторов.

Электроды длиной 2,5-3 м изготовляют из угловой стали размером 50х50х5, 60х60х6 и 75х75х8 или из круглой стали диаметром 12-16 мм, длиной 5-б м. Соединительную полосу выполняют из полосовой стала размером 40 х 4 или из круглой стали диаметром 10-12 мм.

Углублённые горизонтальные заземлители из полосовой или круглой стали зазакладывают на дно котлованов на глубине 3-4 м при сооружении фундаментов цехов, подстанций и опор линий электропередачи. В плохо проводящих грунтах устраивают глубинные заземлители, закладывая электроды на глубине 15 - 20 м, а в районах вечной мерзлоты - до 50 м.

Для заземляющих защитных проводников используют металлические строительные конструкции, стальные трубы электропроводок, свинцовые н алюминиевые оболочки и заземляющие жилы кабелей, а также отдельно проложенные медные и алюминиевые провода, полосовую и круглую сталь.

Магистральные защитные проводники из полосовой стали прокладываются открыто; в установках до 1000 В они должны иметь сечение не менее 100 мм², а в установках свыше 1000 В-не менее 120 мм².

1) Сопротивление заземляющего устройства при использовании естественного и искусственного заземлителя определяется по формуле:

где Rе и Rи - сопротивления естественного и искусственного заземлителя, Ом.

2) Сопротивление естественного заземлителя:

3) Сопротивление заземлителя искусственных электродов, соединенных полосой:

что меньше допустимого значения 0,66 Ом.

4) Суммарное сопротивление всех вертикальных электродов:

5) Сопротивление горизонтальных электродов:

6) Сопротивление одиночного вертикального заземлителя:

7) Сопротивление горизонтального заземлителя:

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Сопротивление заземляющего устройства равно 0,031 Ом, что меньше располагаемого значения о, 66 Ом, значит применяем к установке 100 заземлителей длинной по 3 метра, длина заложения в землю 0,7 м, значит принимаем заземлителя из угловой стали размером 50х50х5 мм, общая длина горизонтального заземлителя 600 м.

3. Организация производства

3.1 Организация эксплуатации и ремонт электрооборудования подстанции

Формы обслуживания подстанций (ПС) и распределительных устройств (РУ) определяются их расположением и значением в энергосистеме, в промышленном предприятии и степенью автоматизации и телемеханизации. В промышленных предприятиях и сетевых районах имеются ПС и РУ с постоянным дежурством персонала и без него. В первом случае дежурный персонал находится постоянно на обслуживаемом объекте, во втором случае персонал не прикрепляют к одному объекту; он производит одновременное обслуживание нескольких ПС и РУ. На автоматизированных и телемеханизированных ПС и РУ обслуживание централизовано; на них отсутствует постоянный дежурный персонал промышленного предприятия или сетевого района, за которым закреплено несколько ПС и РУ.

Осматривать оборудование на ПС и РУ можно при наличии напряжения и при снятом напряжении одновременно с их ремонтом. При осмотре без снятия напряжения соблюдают необходимые меры предосторожности, например запрещается проникать за ограждения или заходить в камеры РУ и ПС. При осмотрах эксплуатируемых ПС и РУ следят за тем, чтобы температура воздуха внутри помещений не превышала (-40°С и не отличалась от температурь: наружного воздуха более чем на 15°С. Необходимость этого контроля обусловливается тем, что для оборудования и аппаратуры ПС и РУ опасен нагрев выше пределов, допускаемых ГОСТом. Важнейшее значение имеет тщательный уход за оборудованием и производственными помещениями; строгое выполнение указаний производственных и заводских инструкций. Необходимо поддерживать чистоту в помещении, так как запыление изоляции приводит к ее ускоренному износу; пыль, попадая во вращающиеся механизмы, ухудшает условия их работы. Очень важно следить за состоянием систем охлаждения трансформаторов, электродвигателей и выключателей. Для понижения температуры либо снижают нагрузку на оборудование и аппаратуру ПС и РУ, либо усиливают вентиляцию, с тем чтобы отвести избыток теплоты наружу. Вентиляция должна обеспечивать заданный температурный режим в помещении при различных колебаниях температуры окружающего воздуха.

Превышение допустимых температур нагрева сильно влияет на изоляцию оборудования и аппаратов, вызывая ее ускоренное старение, а при значительном перегреве может произойти разрушение и пробой изоляции. Повышение температуры разъемных контактных соединений ведет к усиленному окислению контактных поверхностей, увеличению их переходного сопротивления и к еще большему нагреву. Повышенные нагревы могут возникать не только в том аппаратов и оборудования.

При осмотрах маслонаполненных аппаратов следят за тем, чтобы они содержали необходимое количество масла. Это обстоятельство имеет особенно важное значение в тех случаях, когда масло является дугогасящей средой; отключение короткого замыкания при недостатке масла в аппарате приводит к аварии. Ответственное место в масляных выключателях контактная система, четкость работы которой может нарушиться при отключениях коротких замыканий. Поэтому после разрыва выключателем тока к. з. большой мощности производят осмотр выключателя и проверяют качество контактной системы как в отношении четкости работы, так и одновременности включения контактов. Качество состояния контактов признается удовлетворительным, если их переходное сопротивление соответствует данным завода-изготовителя.

Перед измерением несколько раз включают и отключают аппарат для того, чтобы вызвать самоочистку контактов. У правильно отрегулированных контактов разновременность их включения составляет не более 0,5-3% хода их траверсы. Для нормальной работы воздушных выключателей необходимо, чтобы подаваемый к ним сжатый воздух был свободен от механических примесей и не имел повышенной относительной влажности (более 50%). Воздух сушат редуцированием. Примеси в воздухе понижают четкость работы выключателя, а наличие повышенной влажности вызывает конденсацию влаги и перекрытие изоляции внутри выключателя. Обслуживающий персонал систематически следит за исправностью фильтров, очищающих воздух, и состоянием водопоглотителей (адсорбентов), своевременно заменяя их заполнителем. Магистральные воздухопроводы РУ и ПС продувают не реже одного раза в год.

График плановых осмотров РУ и ПС устанавливает главный энергетик предприятия. Кроме плановых осмотров все РУ и ПС подлежат внеочередным осмотрам после ликвидации короткого замыкания. Внеочередные осмотры открытых РУ и ПС проводят также при неблагоприятной погоде. Во время осмотров в журналах записывают показания приборов (вольтметров, амперметров и др.) и фиксируют выявленные при осмотрах неисправности, с тем, чтобы они могли быть устранены в кратчайший срок. Для контроля обнаруженных неисправностей в журнале имеется специальная графа, в которой отмечается время ликвидации неисправности. При эксплуатации РУ и ПС необходимо осматривать состояние резервного электрооборудования. Оно должно быть готово к включению в любой момент без предварительной подготовки. Такую проверку осуществляют периодически, включая резервное оборудование под напряжение. Сроки проверки резервного электрооборудования устанавливают местными инструкциями.

Периодические осмотры шкафов КРУ и вмонтированных в них аппаратов проводят также в зависимости от местных условий. При осмотрах КРУ проверяют состояние электрической изоляции устройства, выключателей, проводов, механизмов доводки и блокировки разъединяющихся контактов первичной и вторичной цепей и наличие смазки на трущихся частях механизмов. Периодически контролируют состояние резервных элементов КРУ (трансформаторов, кабельных муфт, шин), с тем чтобы они всегда находились в состоянии, допускающем их немедленное включение в эксплуатацию.

заземлитель и зонд соответственно на расстояниях 30 и 20 м от измеряемого заземления. При измерениях зажимы 1\ и Е1, замкнутые перемычкой, присоединяют к испытываемому заземлителю. К зажиму /₂ присоединяют вспомогательный заземлитель, а к зажиму Е₂ - зонд. Перед измерением производят компенсацию сопротивления зонда, для чего переключатель 3 ставят в положение Регулировка и, вращая рукоятку генератора с частотой вращения 135 об/мин, поворотом головки переключателя пределов измерения 2, устанавливают стрелку прибора на красную отметку шкалы. Если это не получается, необходимо уменьшить сопротивление зонда. Затем измеряют сопротивление заземляющего устройства, отсчитывая его по шкале (в омах), с учетом выбранного коэффициента измерения.

Рисунок 3.1 Проверка заземления

3.2 Неисправности высоковольтных выключателей и способы их устранения

Трансформаторы просты по конструкции, надёжны и удобны в эксплуатации. Случаи повреждения трансформаторов связаны с нарушением правил эксплуатации, аварийными и ненормальными режимами работы, старением изоляции обмоток, некачественной сборкой их на заводе или при монтаже и ремонте.

Наиболее серьёзная неисправность трансформаторов возникает при повреждении магнитопровода, вследствие нарушения изоляции между отдельными листами и стягивающими их болтами. В стыковых магнитопроводах причиной аварий бывает нарушение изоляции в стыках между ярмом и стержнями. Местные нагревы стали магнитопровода возникают в результате разрушения или износа изоляции стяжных болтов, повреждений между листовой изоляцией и плохого контакта электрических соединений.

Междувитковые замыкания в обмотках и секционные пробои и замыкания возникают при толчкообразных нагрузках или коротких замыканиях в результате деформации секций от изоляции, от механических усилий при токах короткого замыкания и при повреждении изоляции трансформатора от атмосферных перенапряжений. Обрывы заземления магнитопровода также приводят к повреждению трансформатора, поэтому все металлические части магнитопровода, кроме стяжных шпилек, соединяют с баком трансформатора, который надёжно заземлён. Способ заземления зависит от его конструкции. Обмотки наиболее уязвимая часть трансформатора, часто выходят из строя.

Наиболее распространённые повреждения обмоток - замыкания между витками и на корпус, межсекционные пробои, электродинамические разру-шения, обрыв цепи. Перечисленные повреждения происходят в результате естественного износа изоляции, нарушения его механической прочности при сроках работы выше 15 лет. Изоляция разрушается также при длительных пе-регрузках, сопровождаемых перегревом обмоток (около 105 град. С).

Основные неисправности выводов трансформаторов: трещины, сколы, разрушения изоляторов в результате атмосферных перенапряжений, наброса металлических предметов, загрязнения изоляторов, некачественная армировка и т.д.

Сведения о неисправности трансформатора получают в первую очередь от персонала ведущего эксплуатацию. Если в результате обследования будет установлено, что внутренних неисправностей в трансформаторе нет и масло в нём годно для дальнейшей эксплуатации, остальные видимые дефекты устраняют без выемки из бака сердечника с обмотками.

3.3 Приёмо-сдаточные испытания

При внешнем осмотре выключателей проверяют чистоту и целостность изоляции, уровень масла в баках, отсутствие течи масла, правильность присоединения ошиновки и др.

Первое измерение производят при выключенном положении масляного выключателя. При этом измеряется суммарное сопротивление изоляции вводов, подвижных и направляющих частей выключателя. Второе измерение производится при отключенном выключателе и замкнутых накоротко вводах каждого полюса. При этом измеряется сопротивление подвижных и направляющих частей, величина которого для напряжений до 10 кВ не должна быть ниже 1000 МОм.

Испытание изоляции повышенным напряжением производится путем подключения напряжения: к токоведущим и заземленным элементам выключателя, а также токоведущим частям соседних полюсов; к разомкнутым контактам одного и того же полюса при отключенном положении выключателя. Испытательные напряжения для масляных выключателей приведены в таблице 3.1.

Таблица №3.1 Испытательные напряжения для масляных выключателей

3.4 Монтаж и наладка высоковольтного оборудования

Высоковольтное оборудование представлено комплексом сложных устройств, работающих при напряжении более 1 кВ и отличающихся высокой функциональностью. Это электрощиты распределительные, опоры для линий электропередач, высоковольтные трансформаторы и подстанции, специализированные переключатели и пульты управления выключателями.

Необходимо обеспечить постоянную передачу высоковольтного тока. Ведь электричество стало неотъемлемой частью жизни. Серьезные экономические убытки приносит любое прекращение, либо приостановка электроснабжения. Только качественное высоковольтное оборудование позволит без потерь и ущерба передать электроэнергию. И только его надежность не допустит различных аварий. Именно эти устройства определяют безопасность, бесперебойность подачи и эффективность энергоснабжения разных объектов.

В действующих электроустановках в установленном порядке производятся периодические ремонты всех элементов оборудования. Проведение капитальных и текущих ремонтов оборудования позволяет вовремя обнаружить и предотвратить возникновение неисправностей или каких-либо отклонений от нормального режима работы оборудования электроустановки.

Сложность в выполнении операций в данном случае обусловлена наличием дифференциальной защиты шин. Рассмотрим порядок вывода в ремонт системы шин 110 кВ.

Вывод в ремонт системы шин означает, что один из трансформаторов напряжения 110 кВ отключается, поэтому в первую очередь следует все цепи вторичной коммутации, которые питаются от данного трансформатора напряжения, перевести на другой, остающийся в работе, трансформатор напряжения или, при необходимости вывести из работы.

Все присоединения, которые зафиксированы за данной системой шин необходимо перефиксировать на другую систему шин 110 кВ, которая остается в работе. В данном случае операции по переводу присоединений на другую систему шин включают в себя операции по переводу цепей напряжения, которые, как упоминалось выше, необходимо также перевести на другой трансформатор напряжения.

При перефиксации присоединений с одной системы шин на другую, необходимо также перефиксировать токовые цепи дифференциальной защиты шин данных присоединений. Если этого не сделать, произойдет ошибочное срабатывание ДЗШ в результате возникновения дифференциального тока (выхода защиты из баланса) и обесточению систем шин 110 кВ.

Поэтому, чтобы избежать ошибочной работы дифференциальной защиты шин, следует установить данную защиту в нефиксированный режим. Вывод защиты из данного режима производится только после перефиксации всех присоединений и проверке правильности выполненных операций. Отсутствие дифференциального тока ДЗШ является критерием правильности выполненных операций по перефиксации присоединений.

Список литературы

1. Липкин Б.Ю. Электроснабжение промышленных предприятий и установок. - М.: Высшая школа, 1990. - 363 с.

2. Постановление Правительства Республики Казахстан от 24 октября 2012 года №1353. Об утверждении Правил техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей.

3. В.И. Крюков Обслуживание и ремонт электрооборудования подстанций и распределительных устройств. Москва «Высшая школа» 1983 г.

4. Зюзин А.Ф., Поконов Н.З., Антонов М.В «Монтаж и ремонт

электрооборудования промышленных предприятий и установок»

1986 г. 411 стр.

5. Правила Устройства Электроустановок «ПУЭ» РК 2004 г. 560 стр.

Размещено на Allbest.ru