Будь умным!


У вас вопросы?
У нас ответы:) SamZan.net

СевероКавказский государственный технический университет МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ к выпо

Работа добавлена на сайт samzan.net:

Поможем написать учебную работу

Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.

Предоплата всего

от 25%

Подписываем

договор

Выберите тип работы:

Скидка 25% при заказе до 24.11.2024

46

Министерство образования и науки  Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Северо-Кавказский государственный технический университет»

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к выполнению лабораторных работ по дисциплине

«Электрическая часть станций и подстанций»

для студентов специальностей

140205 Электроэнергетические системы и сети,

140211 Электроснабжение (по отраслям) и

140200 Электроэнергетика

Часть 2

Ставрополь 2006

Настоящие методические указания составлены в соответствии с ГОС ВПО, рабочим учебным планом и программой дисциплины ««Электрическая часть станций и подстанций»» для студентов всех форм обучения специальности 140205 Электроэнергетические системы и сети, 140211 Электроснабжение (по отраслям) и 140200 Электроэнергетика .  

Указания включают в себя теоретическое обоснование, методику и порядок выполнения работ, литературу, требования к оформлению отчета.

Составитель: Мустафаев Х. М., Строкач С.В.

Рецензент:          Ивашина А.В

Указания по технике безопасности

В лаборатории “Электрическая часть станций и подстанций” напряжение переменного тока и постоянного 220 В. При несоблюдении правил по технике безопасности эти величины напряжений представляют собой серьёзную опасность.

  1.  Перед началом работы все студенты должны пройти инструктаж по технике безопасности и расписаться в книге инструктажа, которая находится в лаборатории.
  2.  Ознакомьтесь с теоретической частью методических описаний лабораторных работ, с инструкцией стендов и электрической схемой.
  3.  Подготовьте стенд к работе и измерениям, соберите схему. Пригласите преподавателя для получения допуска к работе.
  4.  Первые измерения проводите в присутствии преподавателя.
  5.  Не производите бесцельных переключений, не трогайте переключателей и рукояток приборов, назначение которых вам не понятно. Прежде чем произвести какое-либо переключение, подумайте, какой вы получите от этого результат.
  6.  Соблюдайте тишину и порядок в лаборатории.

После окончания работы

  1.  Отключите стенд от напряжения и, если потребуется, разберите  схему.
  2.  Наведите чистоту и порядок на рабочем месте.
  3.  Доложите преподавателю о завершении.

Лабораторная работа № 4

Изучение зависимости переходного сопротивления контактов от величины нажатия

Цель и содержание работы

Целью данной работы является исследование силы нажатия на величину переходного сопротивления контактов и сопротивление опытных данных с расчётными.

Теоретические обоснование

Контактное соединение представляет собой конструктивное устройство, в котором осуществляется электрическое и механическое соединение двух или нескольких отдельных проводников, входящих в электрическую цепь.

Поверхности проводников, предназначенные для соединения, представляют собой контактные поверхности: в месте соприкосновения проводников образуется электрический контакт- токопроводящее соединение, через которое ток протекает от одной части в другую. Назначение контакта – продлить путь электрического тока от одного участка цепи в другой. Контактные соединения в больших количествах имеются в шинных конструкциях, электрических аппаратах и машинах. От качества выполнения контактного соединения и его состояния в значительной мере зависит надёжность работы электрооборудования и электроустановок.

Электрический контакт - место соприкосновения двух или нескольких проводников, через которое протекает ток из одной цепи в другую.

По условиям работы различают три основных вида контактов: жёсткие (неподвижные), скользящие (токоснимающие) и подвижные (размыкающие).

При рассмотрении соприкосновения двух хорошо пригнанных друг к другу контактов видно, что в действительности контакты соприкасаются не по всей контактной поверхности, а только в небольшом числе точек (рисунок 1.1.). Объясняется это тем , что как бы хорошо не были зачищены контакты, на их поверхности всегда остаются очень малые выступы и впадины. При отсутствии силы сжатия плоские контакты обычно соприкасаются в одной или нескольких точках, а чем больше сила нажатия, тем больше площадок касания. Наличие контакта приводит к появлению добавочного сопротивления, вызываемое переходным сопротивлением контактов.

Очевидно, при протекании по контакту электрического тока в нём будет выделяться энергия, и как следствие этого, контакт может нагреваться до высокой температуры.

С повышением нагрева контактов увеличивается интенсивность образования на контактах плёнки окислов, которая в общем случае плохо проводит электрический ток. Переходное сопротивление при этом ещё больше возрастает. В конечном счете, может произойти расплавление металлоконтакта и его сваривание. Из этого можно сделать вывод, что величина переходного сопротивления контакта для определённого тока не должна превышать некоторой допустимой величины.

Так как соприкосновение поверхности происходит не по всей площади, а в отдельных точках, то происходит стягивание линий тока в точках соприкосновения и повышение вблизи них плотности тока (рисунок 1.1.)

Рисунок 1.1- Картина соприкосновения контактных поверхностей

При сжатии контактов происходит деформация материала выступов. В результате увеличивается как количество точек соприкосновения, так и их суммарная площадь. Опытным путём установлено, что действительная площадь соприкосновения контактов не зависит от их размеров. Определяется силой сжимающей контакты и временным сопротивлением смятию металла контактов:

       Sс=Fсм     см2                       

где  F - сила сжатия контактных поверхностей, Н

       δсм -  сопротивление материала смятию, Н/см2

Например: δсм для меди 39-52 Н/см2,        δсм для алюминия 90 Н/см2

Из формулы видно, что площадь соприкосновения не зависит от полной контактной поверхности, а определяется лишь силой сжатия и сопротивлением материала смятию.

В связи с наличием на контактных поверхностях плёнок различных окислов, как правило, плохо или совсем не проводят электрический ток, действительная площадь, через которую протекает электрический ток, будет ещё меньше, чем площадь соприкосновения.

Таким образом, ток в месте соединения токоведущих частей протекает лишь в нескольких точках, количество которых определяется конструкцией контакта, силой сжатия и сопротивлением материала смятию.

Для одноточечного контакта, если площадка соприкосновения представляет собой окружность, переходное контактное сопротивление

плотности тока

Rk =ρ/ra

где  ρ – удельное электрическое сопротивление материала контактов

                   r  -  радиус площадки соприкосновения

В случае пластической деформации точек соприкосновения

После подстановки получим получим:

Из выражения видно, как влияет ρ, δсм, F на величину переходного контактного сопротивления: чем меньше ρ и δсм, тем меньше Rк.

Зависимость Rк от силы F носит гиперболический характер. Вначале, при небольшом увеличении силы сжатия, имеет место значительное переходного контактного сопротивления. Затем по мере увеличения F эта зависимость уменьшается и при больших усилиях можно считать, что Rк не зависит от силы сжатия.

Для контактов с неопределённым количеством точек соприкосновения переходное контактное сопротивление :

R=ε/Fn

где ε - опытный коэффициент, зависит от состояния   контактных поверхностей, удельного электрического  сопротивления материала и его сопротивлению смятию.

n - учитывает количество точек соприкосновения. При пластической деформации значение n изменяется от 0,5 до 1,0.

Если принять ε=0,5ρ πδсм и n=0,5 (для одноточечного контакта), то получим формулу

При известном  Rэ, измерив U и Urэ при одном и том же токе в цепи, переходное контактное сопротивление

Rк =Rэ Uк/Urэ

где Rэ - 500 10-6 Ом – эталонное сопротивление

      Uк - падение напряжения на контакте ИК, мВ

      Urэ - падение напряжения на эталонном сопротивлении, мВ

С целью защиты милливольтметра от сгорания при больших напряжениях на контактах ИК последовательно включены с ним контакты двух поляризованных реле РП1 и РП2 и кнопка К. Реле РП1, к которому подводится падение напряжения  в сопротивлении Rдоб имеет замыкающие контакты. Если тока в цепи не будет, а на концах ИК появится большое напряжение, то цепь милливольтметра будет разомкнута. Кнопка К позволяет замыкать цепь лишь на время произведения замеров.

Аппаратура и материалы:

Двухсторонний лабораторный стенд, автоматический выключатель, тумблеры, переключатели, амперметр от 0 до 5 А, вольтметры от 0 до 30 В, реостат.

Программа работы и порядок её выполнения

  1.  Снять зависимость переходного контактного сопротивления в функции сжатия для контактов медь-медь, алюминий-алюминий.
  2.  Собрать схему по рисунок 1.1.
  3.  Зачистить мелкозернистой шкуркой контактные поверхности   исследуемых контактов  
  4.  Отжать вручную пластину (см. рисунок 1.2.) вверх и установить контакты на место.
  5.  Создать винтом  начальную силу нажатия на контакт, равную 3,0 Н.
  6.  Включить автомат А (см. рисунок 1.3.)
  7.  Отключить автомат и подключить к клеммам переключателя П милливольтметр.
  8.  Включить переключатель П на измерение падения напряжения Uк на исследуемых контактах. Нажав кнопку К, произвести измерение Uк, после чего кнопку необходимо отпустить. Значение Uк записать в таблицу 4.1.
  9.  Переключить переключатель П на измерение Uкэ. При токе I0 нажать кнопку К и произвести измерение Uкэ. Измеренную величину записать в таблицу 1.1.

Таблица 1.1- Результаты опытов

Материал контактов

Измерение величины

Сила нажатия

3,0   6,0  15  25   40   60

Cu-Cu

Uк, МВ

Uкэ, МВ

Rк, МВ

Al -Al

  1.  Найти величину Rк по формуле  и записать в таблицу 1.1.
  2.  Установить винтом новое значение силы нажатия в контакте. Повторить измерения начиная с п. 7.

Внимание!

Перед нажатием кнопки К необходимо проверить наличие тока в цепи

держать кнопку К в нажатом состоянии следует лишь во время замера.

 

Описание установки

Установка для исследования контактов приведена на рисунок 1.2.

Рисунок 1.2 - Установка для исследования контактов.

Каркас установки состоит из основания 1, изготовленного из гетинакса, шпилек 4 и верхней металлической плиты 7, в которую ввёрнут винт 6 с головкой 5, имеющий насечку.

Нажатие на сферические контакты 14 осуществляется пружиной 9, находящейся между пластинами 8 и 12. Пластина 8 при ввёртывании винта 6 может перемещаться по направляющим 10 вниз, сжимая пружину 9.

Контакты 14 укреплены на токоведущих проводниках 2, имеющих зажимы 13. Смена контактов проводится путём отжатия пластины 12 с помощью рукояток 11.

Принципиальная схема для измерения переходного контактного сопротивления приведена на рисунке 1.3.

Рисунок 1.3 - Принципиальная схема установка для исследования контактов.

К сети схема подключается автоматом А. Величина тока, протекающего по последуемым контактам ИК, регулируется с помощью автотрансформатора АТ.

Двухполупериодный выпрямительный мост, собранный на полупроводниковых кремниевых вентилях, выпрямляет переменный ток в постоянный. Сопротивление R1 является балластным, позволяющим устранить влияние контактного сопротивления на величину тока.

Падение напряжения на контактах ИК подводится к верхним клеммам, а падение напряжения на эталонном сопротивлении к нижним клеммам переключателя П.

Содержание отчета и его форма

Отчет выполняется в письменном виде:

  1.  Название и цель работы.
  2.  Эскиз установки, принципиальная схема установки, перечень используемого оборудования и приборов.
  3.  Краткое описание и обработка измерения.
  4.  График зависимостей Rк=f(F) и Rk=f(n) для контактов.

Контрольные вопросы и защита работы

Защита лабораторной работы проводится при наличии письменного отчета в форме опроса.

  1.  Что называется переходным сопротивлением контактов?
  2.  Что является основной причиной появления переходного контактного сопротивления?
  3.  Чем определяется общая площадь соприкосновения в контакте?
  4.  Как влияет удельное электрическое сопротивление и сопротивления материала смятия на величину переходного сопротивления контактов?
  5.  Как влияет сила нажатия и нагрев контакта на величину переходного сопротивления?
  6.  В чём отличие между действительной и кажущейся площадью соприкосновения контактов?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5

Изучение конструкции комплектного распределительного устройства серии K-VIУ

Цель и содержание работы

Целью данной работы является изучение комплектных распределительных устройств серии K-VIУ, пружинного привода выключателя типа ПП-67, принципов работы составных частей КРУ и привода, порядок операций и требования по технике безопасности.

Описание комплектного распределительного устройства серии К-VIУ

Представленное в лаборатории КРУ серии К-VIУ предназначенного для приема и распределения электрической энергии переменного трехфазного тока промышленной частоты 50 Гц, напряжением 10 кВ и применяется в открытых распределительных устройствах электростанций и подстанций. Они разработаны для схемы с одной системой шин. КРУ серии К-VIУ представляет собой шкаф с коммутационными аппаратами, приборами измерения, автоматики и защиты аппаратурой управления, сигнализации и другими вспомогательными устройствами.

Технические характеристики шкафов КРУ серии К-VIУ

Номинальное напряжение, кВ                          6 - 10           

Номинальный ток, А                                           400 - 600 – 100  

Номинальный ток отключения,  А                     20

Сквозной предельный ток к.з.,  кА                   52

Тип выключателя                                                   ВМИ - 10К

Тип привода к выключателю                                  ПП 67У

Габариты шкафов, мм—ширина                     1000

Глубина                                                                       1800

Высота                                                                             2450

Максимальное количество и сечение

силовых кабелей, мм2                                                            3(3x240)

Цена шкафа отходящей линии, руб.          1400

Завод изготовитель — Московский завод «Электрощит»

Устройство шкафов серии K-VIУ

Шкаф K-VIУ состоит из следующих основных элементов:

  1.  Корпус
  2.  Выкатной тележка
  3.  Отсека сборных шин
  4.  Релейного шкафа

Корпус шкафа состоит из отсека выкатной тележки и отсека шинного ввода. Отсеки разделены вертикальными защитными шторками складывающегося типа. Шторки при выкатывании тележки в ремонтное положение автоматически закрываются, а при вкатывании тележки - открываются.

В отсеке выкатной тележки находятся: направляющие для выкатывания тележки -5, полоса с двумя отверстиями для фиксации тележки в корпусе - 6, рычаги - 7 механизма доводки тележки в рабочее положение, привод заземляющего - разъединителя - 8, расположенный над направляющими с левой стороны шкафа и привод шторного механизма, укрепленный в верхней части отсека - 9.

В отсеке шинного ввода помещаются трансформаторы тока - 10 типа ТВЛМ-10-0,5/Р, шинный ввод на номинальный ток 600 А и заземляющий разъединитель - 11. Заземляющий разъединитель состоит из неподвижных ламелей, установленных на нижних неподвижных разъединяющих контактах, и вала с ножами; вал соединен с корпусом шкафа гибкой связью. В разомкнутом и замкнутом положении заземляющий разъединитель фиксируется при помощи фиксатора заземляющего разъединителя и имеет блокировку, предотвращающую включение разъединителя при нахождении тележки в рабочем и контрольном положениях. Включение разъединителя возможно только при полностью выкаченной из шкафа тележки.

Механизм фиксации тележки - 12 укреплен на правой стенке тележки и состоит из корпуса, в отверстиях которого перемещается стопор стержня с рычагами и ручки управления. Ручка фиксатора установлена на правой фасадной стороне тележки с нанесенными рядом с ней указателями о положении тележки «зафикс» (зафиксировано) и «расфикс» (расфиксировано) При повороте ручки по часовой стрелке стопор отжимается вправо, освобождая тележку от зацепления с фиксирующей полосой.

Обратный ход стопора и заход его в отверстие фиксирующей полосы происходит под действием пружины. В рабочем положении ее фиксация осуществляется с двух сторон шкафа.

На выкатной тележке находится выключатель типа ВМП-10 К-13, смонтированный на сварной раме. Полюса выключателя крепятся к раме с помощью фарфоровых изоляторов. Между полюсами установлены изолирующие перегородки, поскольку выключатели типа ВМП-10 К, используемые для КРУ, имеют уменьшенные габариты по ширину а следовательно, и уменьшенные расстояния между полюсами по сравнению с выключателями этого типа, предназначенными для станционных установок. Выключатель ВМП-10 К рассчитан на номинальное напряжение 10 кВ, номинальный ток 630 А, номинальный ток отключения 20 кА и предельный сквозной ток (амплитуда) 52 кА. Собственное время отключения с приводом не превышает 0,1 с , а полное время отключения не более 0,12 с.

Внутри сварочной рамы, на которой смонтирован выключатель, расположен приводной механизм, состоящий из главного вала выключателя, отключающих пружин, масляного демпфера и фиксатора включенного положения выключателя.

Передача движения главного вала к подвижным контактам выключателя осуществляется посредством тяг, выполненных из влагостойкого изоляционного материала.

Отсек сборных шин установлен на корпусе шкафа и закреплен болтами. В отсеке размещены опорные изоляторы, на которых с помощью шинодержателей крепятся сборные шины, рассчитанные на номинальный ток 1000 А.

Для ввода ошиновки в корпус шкафа установлены проходные изоляторы. Верх отсека сборных шин закрыт поворотной крышкой, что позволяет закладывать пакет сборных шин сверху после установки всех шкафов распредустройства.

Релейный шкаф представляет собой металлоконструкцию и установленным в ней поворотным блоком для релейной аппаратуры. Для возможность поворота блока необходимо отвернуть поворотную ручку расположенную на правой стенке релейного шкафа, и оттянуть ее вниз. Фасадная часть шкафа закрывается одностворчатой дверью, которая запирается натяжным замком. На двери размещены: амперметр, счетчики активной и реактивной энергии, ключ управления, аппаратура сигнализации и переключатель устройства АПВ.

Цепи вторичных соединений тележки и релейного шкафа соединены между собой гибкой связью - 14 о штепсельным разъемом, состоящим из неподвижной колодки, закрепленной в релейном шкафу и подвижной вставки, расположенной на конце металлического рукава. Сочленение колодки со вставкой возможно только при совпадении шпоночного выступа со шпоночным пазом в корпусе вставки.

Роль шинных и линейных разъединителей выполняют разъединяющие контакты втычного типа, неподвижная часть которых установлена в корпусе - 15, а подвижная - 16 на тележке.

Тележка может занимать три положения относительно корпуса:

а) рабочее положение, при котором первичные и вторичные цепи шкафа замкнуты; тележка находится в пределах шкафа в фиксированном положении;

б) контрольное положение, копа первичные цепи шкафа разомкнуты ,а вторичные замкнуты; тележка находится в пределах корпуса шкафа и фиксированном положении;

в) ремонтное положение, при котором первичные и вторичные цепи шкафа разомкнуты; тележка находится вне корпуса шкафа

Описание пружинного привода типа ПП-67

На фасадной части выкатной тележки укреплен пружинный привод выключателя типа ПП-67-17. Эти приводы выполняются специально для установок с переменным оперативным током. Поэтому электромагниты для дистанционного управления, а также электромагниты отключения, на которые воздействует релейная защита, выполняются в этих приводах для работы на переменном токе. Привод ПП-67 относится к категории привода косвенного действия. Операция включения осуществляется за счет предварительно натянутых пружин с помощью электродвигателя и редуктора, расположенных в правой части привода. После включения выключателя заводящее устройство привода обеспечивает автоматический взвод включающих пружин, подготавливая механизм к очередной операции включения выключателя.

Натяжение включающих пружин может быть выполнено и вручную при помощи заводной съемной рукоятки.

Включение выключателя происходит в две стадии: операции подготовки привода к включению и операции включения выключателя. При подготовке привода к включению запускается электродвигатель, который через систему зубчатых передач поворачивает рычаг - 18, свободно сидящий на валу привода - 29, против часовой стрелки. Рычаг связан через пружину и траверсу с включающими пружинами, и при его повороте происходит натяжение включающих пружин. В конечном положении рычаг - 18, а следовательно, и натянутые включающие пружины запираются роликом удерживающего устройства - 19. Привод готов к включению выключателя.

Для включения выключателя необходимо освободить рычаг - 18, удерживаемый роликом. Это, возможно, выполнить вручную, нажав на кнопку включения - 21 или дистанционно с помощью электромагнита включения - 17. При этом ролик удерживающего устройства - 19 под действием рычага включения - 18 поворачивается вокруг оси - 23. освобождая рычаг - 18. В начале поворота рычаг - 18 укрепленным на нем роликом - 19 упирается в стойку - 27 ударника расцепления - 30 и производит взвод ударника расцепления. Ударник запирается во взведенном положении посредством планки - 31 удерживающего механизма.

После поворота рычага - 18 примерно на 40° происходит захват рычага - 32 зацепом 20 и начинается поворот вала привода - 29, связанного с валом выключателя. При завершении операции включения выключателя вал привода - 29 запирается защелкой - 33 и происходит разобщение вала с силовым органом привода с помощью механизма сводного расцепления.

Отключение выключателя может быть выполнено вручную нажатием на кнопку отключения - 21, действующую на рычаг отключения - 16, дистанционно с помощью электромагнита отключения - 15 или от действия отключающих элементов защиты - 37.

Отключение осуществляется посредством релейной планки - 36 поворачивающейся в опорах. Поворот релейной планки может происходить от воздействия всех перечисленных выше элементов отключения. При воздействии па релейную планку происходит расцепление ее с механизмом удерживания. При этом механизм удерживания под действием ударника расцепления 30 поворачивается, освобождая последний от запирания. Ударник расцепления падает, освобождая рычаг 32 под защелки-33 и зацепа - 20. Вал привода под действием отключающих пружин выключателя поворачивается, и выключатель отключается.

В привод ПП-67 встроены отключающие элементы защиты - два реле максимального тока мгновенного действия (РТМ) с диапазоном токовых установок 5-150 А и два реле максимального тока мгновенного действия (РТМ) с диапазоном токовых установок 5-150 А и два реле максимального тока с выдержкой времени (РТВ) с диапазоном токовых установок 5-35 А и выдержек времени от 0 до 4° С.

На приводе установлено устройство однократного АПВ с выдержкой времени. Выдержка времени достигается с помощью часового механизма и может регулироваться. Устройство АПВ имеет заводную пружину. При включении привода АПВ заводится, а при отключении оно срабатывает под действием собственной пружины и подает импульс на включение выключателя. Однократность АПВ достигается тем, что его выдержка времени гораздо меньше, чем время подготовки привода к включению (завод включающих пружин). При неуспешном АПВ команда на включение по. дается на неподготовленный к включению привод.

Аппаратура и материалы:

Лабораторный стенд с выкатной тележкой, выключатель ВМП-10, пружинный привод ПП-67.

Порядок выполнения работы

  1.  Изучить указания по технике безопасности.
  2.  Изучить устройство КРУ серии К-У1У.
  3.  Изучить принцип работы привода типа ПП-67.
  4.  Ответить на контрольные вопросы.

Контрольные вопросы и защита работы

Защита лабораторной работы проводится при наличии письменного отчета в форме опроса.

  1.  Из каких элементов состоит шкаф КРУ?
  2.  Какие положения может занимать тележка относительно корпуса шкафа?
  3.  Какие элементы отсека выкатной тележки?
  4.  Для чего служат защитные шторки?
  5.  Какие элементы находятся в отсеке сборных шин?
  6.  Какие отключающие элементы защит предусмотрены в КРУ и где они помещаются?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 6

Изучение конструкций открытых распределительных устройств

Цель и содержание работы

Цель данной работы является изучить устройство трансформаторной подстанции напряжением 35/10 кВ с двумя трансформаторами типа ТМН 1600/35.

Теоретическое обоснование

Двухтрансформаторная открытая подстанция напряжением 35/6-10кВ. для приема электроэнергии трехфазного переменною тока частотой 50Гц на напряжение 35кВ, преобразования ее в электроэнергию напряжением 6-10 кВ и снабжение ею потребителей.

Трансформаторные подстанции предназначены для электрификации и сельскохозяйственных потребителей. Область применения подстанции - все районы с расчетной температурой наружного воздуха 40° + 40°С для ветровых (I-IV) и гололедных (I-IV) районов за исключением районов вечной мерзлоты, сейсмических районов с просадочными грунтами.

Распределение электроэнергии предусматривается по радиальным линиям напряжением 35 и 6-10 кВ. На подстанции устанавливается два трехфазных двухобмоточных трансформатора мощностью по 1600, 2500 4000 и 6300 кВА, напряжением 35/6-10 кВ.

Эксплуатация подстанции предусматривается без постоянного дежурства обслуживающего персонала на подстанции. Контроль за состоянием оборудования и нарушениями в его работе ведется с диспетчерского пункта, куда с помощью средств телемеханики подается два сигнала «Неисправность» или «Авария».

Предусмотрена также возможность эксплуатации подстанции обслуживающим персоналом на дому. Защита и управление подстанций осуществляется на переменном оперативном токе.

Устройство подстанции

Подстанция состоит из следующих основных элементов:

  1.  Открытого распределительного устройства напряжением 35 кВ (ОРУ -35 кВ).
  2.  Силовых трансформаторов типа ТМ или ТМН.
  3.  Распределительного устройства напряжением 6 или 10 кВ, состоящего из шкафов наружной установки типа КРН-11-10;

           4. Комплекта устройства высокочастотной связи и телемеханики.

Главная схема электрических соединений

Главная схема электрических соединений предусматривает подключение двух силовых трансформаторов к сети 35 кВ с двухсторонним питанием.

К шинам 35 кВ предусматривается подключение трансформаторов напряжения, в цепях линий устанавливаются масляные выключатели типа ВМ -35 600 или (ВБ -35-600.

Для контроля напряжения на линии 35 кВ резервного питания и возможности осуществления АВР предусматривается установка двух трансформаторов напряжения НОМ -35

Трансформаторы напряжения включены между линейным разъединителем и масляным выключателем 35 кВ. Каждый силовой трансформатор присоединяется к шинам 35 кВ через разъединитель типа РЛНД - 35/600 и масляный выключатель ВМ-35 - 600 или (ВБ 35 - 500).

К выводам 35 и 6 - 10  трансформаторов присоединяются разрядники типа РВС-35 и РВП - 10 (РВП-6) соответственно.

Главная схема электрических соединений подстанции предусматривает раздельную работу силовых трансформаторов на стороне 6-10 кВ принято с одной системой сборных шин, секционированной масляным выключателем.

Для питания потребителей собственных нужд предусматривается установка двух трансформаторов типа ТМ-25/10 (ТМ-25/6). Каждый трансформатор собственных нужд подключается к вводу 6-10 кВ силового трансформатора до масляного выключателя ввода.

К шинам 6-10 кВ каждой секции распределительного устройства предусматривается подключение разрядников типа РВП-10 (РВП-6), измерительного трансформатора напряжения типа НТМИ-6 и отходящих линий 6-10 кВ.

В цепях вводов от силовых трансформаторов в распредустройство 6-10 кВ и в цепях отходящих линий 6-10 кВ применяются масляные выключатели типа ВМП-10 с приводом типа ПП-61К (ПП-67).

Электрические защиты

Защита силовых трансформаторов

Согласно ПУЭ для трансформаторов предусмотрены следующие защиты:

а)  от повреждений внутри кожуха трансформатора, сопровождающихся выделением газа и от понижения уровня масла - газовая защита;

б) от повреждений на выводах трансформаторов, а также от внутренних повреждений - продольная дифференциальная защита, для трансформаторов мощностью 1600 и 2500 кВА, - отсечка, установленная со стороны основного питания;

в) от токов внешних коротких замыканий - максимальная токовая защита;

г) от токов в обмотках, обусловленных перегрузкой - максимальная токовая защита от перегрузки, включена на ток одной фазы.

Продольная дифференциальная защита и отсечка действует на отключение масляных выключателей 35 и 6-10 кВ.

Первая ступень газовой защиты и защиты от перегрузки выполняется с действием па сигнал.

Вторая ступень газовой защиты и максимальная токовая защита, установленная со стороны основного питания, действует на отключение масляного выключателя 35 кВ.

Предусмотрена также возможность действия второй ступени газовой защиты только на сигнал.

Максимальная токовая защита, установленная со стороны низшего напряжения, действует на отключение масляного выключателя ввода 6-10 кВ.

Защита линии 35 кВ

Согласно ПУЭ для защиты линий 35 кВ от многофазных замыканий предусматривается двухступенчатая максимальная токовая защита, содержащая мгновенную токовою отсечку в двух релейном исполнении, отстраненную от работы разрядников, и максимальную токовую защиту в трехфазном трехлинейном исполнении с независимой выдержкой времени и с дешунтированием токовых реле типа РТМ встроенных в привод масляного выключателя.

Для линий с двухсторонним питанием эти защиты предусматриваются направленными. Защита действие на отключение масляного выключателя линии 35 кВ.

Защита отходящих линий 6-10 кВ

Согласно ПУЭ для защиты отходящих линий 6-10 кВ от многофазных замыканий предусматривается максимальная токовая защита с ограниченно-зависимой характеристикой от тока. Защита выполняется на встроенных в привод масляного выключателя реле типа РТВ или реле типа РТ-85 с дешунтированием токовых реле типа РТМ, встроенных в привод масляного выключателя.

Предусмотрен вариант исполнения максимальной токовой защиты в сочетании с отсечкой, выполненной на реле РТВ и РТМ. Защита действует на отключение масляного выключателя линии 6-10 кВ.

Зашита трансформатора собственных нужд и трансформатора напряжения

Защита трансформаторов собственных нужд осуществляется предохранителя типа ПК-10 (ПК-6), а трансформаторов напряжения предохранителями типа ПКТ-10.

Контроль изоляции сети 6-10 кВ

Контроль изоляции осуществляется с помощью пятистержневого трансформатора напряжения типа НТМИ-10 (НТЛШ-6), в дополнительную обмотку которого включено реле напряжения.

Управление, автоматика, сигнализация, электрические измерения, учет электроэнергии, и блокировка

Управление выключателями 6-10 и 35кВ осуществляется с помощью пружинных приводов, обеспечивающих ручное включение и отключение в нормальных режимах, и автоматическое отключение в аварийных режимах при срабатывании соответствующих защит.

Управление приводами масляных выключателей 6-10 и 35кВ осуществляется дистанционно с помощью ключей управления, установленных в шкафах КРН-II-10 и релейных шкафах РШ.

Управление разъединителями 6-10 и 35 кВ (включение и отключение) осуществляется вручную с помощью ручных приводов.

Аварийное отключение масляных выключателей линий 6-10 и 35 кВ, вводов 6-10 кВ и секционного выключателя при действии токовых защит осуществляется с автоматическим повторным включением однократного действия, имеющим регулируемую выдержку времени на включение.

Предусмотрено автоматическое включение резервного питания на стороне 35 кВ (ЛВР), осуществляемое путем включения масляного выключателя линии резервного питания. В зависимости от режима работы подстанции в сети 35 кВ на подстанции может быть осуществлен режим как одностороннего, так и двухстороннего АВР. В случае необходимости может быть также осуществлен режим работы без АВР.

Предусмотрено автоматическое восстановление питания обесточенной секции шин 6-10 кВ. При действии максимальной токовой защиты от коротких внешних замыканий, установленной со стороны 6-10 кВ, восстановление питания обесточенной секции шин 6-10 кВ осуществляется путем АПВ масляного выключателя ввода, во всех других случаях восстановление питания обесточенной секции шин 6-10 кВ осуществляется путем АВР на секционном масляном выключателе.

Предусмотрено автоматическое регулирование напряжения трансформаторов под нагрузкой.

Кроме того, предусмотрен следующий объем автоматики в цепях потребителей собственных нужд:

а) автоматическое резервирование шинок оперативного тока от трансформатора собственных нужд №2 или от трансформаторов напряжения 35 кВ через разделительный трансформатор;

б) автоматическое включение и отключение обогрева счетчиков;

в) автоматическое включение и отключение обогрева шкафов КРН - П-10 и релейных шкафов.

При всех нарушениях нормативного режима работы оборудования подстанции предусмотрена подача двух сигналов: «Неисправность» или «Авария» па диспетчерский пункт с помощью устройств телесигнализации. Предусмотрена также возможность эксплуатации подстанции оперативным персоналом на дому.

Изменение величины тока нагрузки предусмотрено на вводах, линиях 6-10 кВ и па секционном масляном выключателе. Измерение напряжения - на шинах 6-10 кВ и на шинах 0,23 кВ трансформаторов собственных нужд.

Счетчики учета активной электроэнергии устанавливаются на вводах 6-10 кВ и отходящих линиях 6-10 кВ. Счетчики реактивной энергии устанавливаются на вводах 6-10 кВ.

Для предотвращения ошибочных действий обслуживающего персонала при оперативных переключениях на подстанции предусматривается оперативная блокировка. Блокировка исключает отключение или включение тока нагрузки разъединителями, включение разъединителей на включенные заземляющие ножи, включение заземляющих ножей на шины, не отделенные разъединителем от шин, находящихся под напряжением.

Выполнение блокировки предусмотрено с помощью механических  замков Гинодмана. Для проведения профилактических и ремонтных работ па шинах 35 кВ необходимо снять напряжение с шин и заземлить их.

Собственные нужды

 Для питания нагрузок собственных нужд (оперативные цепи, электрическое освещение, обогрев счетчика, приводов выключателей) предусматривается установка двух трехфазных трансформаторов типа ТМ-25/10 (ТМ-25/6) мощностью 25 кВ*А, напряжением 6-10/0, 23 кВ.

Для питания цепей оперативного тока предусмотрены разделительные трансформаторы, подключенные к шинам, 0,23 кВ трансформаторов собственных нужд каждой секции.

Щит собственных нужд размещается в шкафу трансформатора собственных нужд I секции.

В нормальном режиме питание нагрузок собственных нужд осуществляется от трансформатора собственных нужд № 1, другой трансформатор собственных нужд находится в резерве.

В случае выхода из строя трансформатора собственных нужд № 1 вся нагрузка переводится на трансформатор собственных нужд № 1. Переключение осуществляется вручную пакетным выключателем.

Электрическое освещение

Наружное освещение подстанции предусмотрено прожекторами типа ПЗС-25 и светильниками типа «ШАР» молочного стекла, установленными на стойках типа УСТ-2 и на шкафах РУ 6-10 кВ соответственно.

Для освещения трансформаторов на шкафах РУ-6-10 кВ устанавливаются два светильника типа СЗЛ с зеркальной лампой. Освещение шкафов РУ-6-10 кВ осуществляется лампами, установленными в отсеках шкафов.

Ремонтное освещение предусмотрено на напряжение 12 В от разделительных трансформаторов, установленных в шкафах собственных нужд.

Заземление и грозозащита

Заземляющее устройство для подстанции, согласно ПУЭ, предусматривается общим для устройств напряжением до 1000 и выше 1000 В.

Сопротивление контура заземления не превышает 4 ОМ. Выполнять заземляющее устройство рекомендуется с применением заземлителей, из круглой стали диаметром 12 мм - для вертикальных заземлителей и диаметром 10 мм - для горизонтальных заземлителей.

Защита подстанции от прямых ударов молнии осуществляется молниеотводами, установленными па порталах ОРУ 35 КВ.

Кроме того, тросостойки на концевых опорах ВЛ 35 кВ также являются молниеотводами, защищающими спуски от концевых опор к порталам.

Защита оборудования подстанции от волн перенапряжения выполняется с помощью вентильных разрядников, установленных на вводах 6-10 и 35 кВ силового трансформатора и на шинах распределительного устройства 6-10 кВ.

Защита подходов ВЛ 6-10 и 35 кВ к подстанции должна быть выполнена в соответствии с ПУЭ.

Все металлические части подстанции, которые могут оказаться под напряжением вследствие нарушения изоляции, а также молниеотводы присоединяются к заземляющему устройству подстанции.

Конструктивное выполнение

ОРУ 35 кВ предусматривается портального типа. Порталы ОРУ 35 кВ приняты железобетонные и металлические.

Все оборудование ОРУ 35 кВ - разъединители, масляные выключены и аппаратура обработки ВЛ 35 кВ для организации высокочастотной связи- устанавливаемся на отдельно стоящих железобетонных стойках. Разрядники устанавливаются на трансформаторных порталах.

Ошиновка ОРУ 35 кВ и трансформаторов со стороны 35 кВ и 6-10 кВ выполняется гибкой - проводом марки АС.

Соединение проводов предусмотрено при помощи сварки, обеспечивающей надежный в эксплуатации и экономичный при монтаже способ контактного соединения.

Для выполнения гибкой ошиновки со стороны 6-10 кВ между трансформаторами и РУ 6-10 кВ предусматривается железобетонная стойка с опорными изоляторами.

Распределительное устройство 6-10 кВ состоит из шкафов типа КРН-11-10. Шкафы устанавливаются на раме и крепятся к ней сваркой. К прокладке па подстанции приняты кабели марки АНРБ и АКНРБ.

Прокладка кабелей по территории подстанции предусматривается в траншеях на глубине 0,7 м, а также на вводе в шкафы КРН-11-10 и к ситовым трансформаторам - в стальных трубах Подстанции имеют сетчатое ограждение высотой 1.3м.

Телесигнализация и связь

Эксплуатация подстанции предусматривается без постоянного дежурного персонала с централизованным оперативным обслуживанием с диспетчерского пункта.

Для телесигнализации и симплексной телефонной связи предусматривается использование аппаратуры типа ТС-2 Выбор аппаратуры высоко-частотной связи и присоединения должны соответствовать схеме канала, рабочему току и току К. 3., а также напряжению ВЛ, по которой, будет осуществляется канал связи.

Аппаратура и материалы:

Макет лабораторного стенда с конструкцией ТП-35/10 кВ, трансформаторы ТМН-1600/35 кВА, выключатели, разъединители.

Программа работы

  1.  Ознакомится с техническими данными, и изучить конструкцию трансформаторной подстанции напряжением 35/10 кВ с двумя трансформаторами типа ТМН-1600/35.
  2.  Ознакомиться со схемой и принципом работы трансформаторной подстанции 35/10 кВ.

Содержание отчета и его форма

Отчет выполняется в письменном виде:

  1.  Титульный лист.
  2.  Технические данные трансформаторной подстанции 35/10 кВ.
  3.  Эскиз подстанции 35/10 кВ с указанием основных составных частей.
  4.  Электрическую схему трансформаторной подстанции 35/10 кВ.
  5.  Устройство трансформаторной подстанции 35/10 кВ;
  6.  Принцип работы подстанции 35/10 кВ.

Контрольные вопросы и защита работы

Защита лабораторной работы проводится при наличии письменного отчета в форме опроса.

  1.  Из каких составных частей состоит подстанция 35/10 кВ и их назначение.
  2.  Для какой цели на подстанции 35/10 кВ установлены вентильные разрядники.
  3.  Как осуществляется контроль наличия напряжения 10 кВ.
  4.  Для какой цели  закорачиваются  вторичные  обмотки трансформаторов тока, если к ним не подключена нагрузка.
  5.  Как осуществляется заземление подстанции 35/10 кВ, и какова должна быть величина сопротивления изоляции аппаратов и цепей защиты.

6. Какие требования предъявляются к монтажу трансформаторной подстанции 35/10 кВ.

7. Какова последовательность операций при отключении  подстанции 35/10 кВ (силового трансформатора № 1).

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 7

Изучение устройства комплектной трансформаторной подстанции типа КТП-25 10/0,4

Цель и содержание работы

Целью данной работы являются изучить конструкцию комплектной трансформаторной подстанции наружной установки типа КТП-25 10/0,4.

Теоретические сведения о комплектной трансформаторной подстанции наружной установки типа КТП-25-10/0, 4

Комплектная трансформаторная подстанция мощностью 25 кВА наружной установки служит для приема электроэнергии трехфазного переменно го тока частотой 50 Гц и напряжении 10 кВ преобразования её в электроэнергию напряжением 0, 4 кВ и снабжения его потребителей.

КТП-25-10/0,4 предназначена для электрификации сельскохозяйственных потребителей. Нормальная работа подстанции обеспечивается в следующих условиях:

а) высота над уровнем моря - не более 100 м,

б) температура окружающего воздуха для обычного исполнения от -40 °С до +40 °С

для тропического исполнения от -10 °С до +45 °С.

КТП не предназначена для работы в условиях тряски, вибрации ударов и во взрывоопасной к активной химической среде, КТП имеют преимущества перед подстанциями обычного исполнения.

Основное преимущество КТП их дешевизна. Стоимость сооружений КТП в 1,5-2 раза меньше стоимости сооружения любой из типовых ТП. При сооружении КТП используются сборные и комплектные элементы' уменьшаются объемы, и сроки строительных работ достигается большая экономия трудозатрат на монтаж подстанции, повышается безопасность обслуживания КТП, поставляются на место монтажа в подготовленном для установки виде.

Устройство КТП

КТП имеет следующие основные составные части:

а) устройство со стороны высшего напряжения - 3;

б) трансформатор силовой - 4;

в) распредустройство со стороны низшего напряжения  - 5;

г)     изолятор проходной - 6;

д) разрядник вентильный 1;

е) кожух -7;

ж) салазки - 8;

з)       разъединитель - 1.

Вводное устройство 6-10 кВ заключено в металлический шкаф, на крышке которою установлены проходные изоляторы марки ПНБ-10/400. На передней и боковой стенках имеются кронштейны с изоляторами для выводов 0,4 кВ, которым присоединяются отходящие воздушные ЛЭП 0,4 кВ и провода уличного освещения. На задней стенке шкафа установлены вентильные разрядники, которые служат для защиты оборудования от атмосферных перенапряжений.

Присоединение КТП к воздушной ЛЭП 10 кВ осуществляется с помощью разъединителя, который устанавливается на ближайшей опоре.

В устройстве со стороны высшего напряжения на опорных изоляторах установлены силовые предохранители, соединенные шинами с проходными изоляторами и силовым трансформатором. Силовой трансформатор располагается под шкафом ВН на салазках рамы.

Выводы трансформатора и соединительные шины между трансформатором и устройством со стороны высшего напряжения защищены металлическим кожухом от случайного прикосновения и попадания посторонних предметов.

Распределительное устройство 0,4 кВ размещается в брызгонепроницаемом металлическом шкафу, в котором размещены низковольтная аппаратура защиты, автоматики и учета.

Нулевой вывод обмотки НН силового трансформатора и все металлические нетоковедущие части заземляются на корпус. Контур заземления присоединяется к специальному болту на раме КТП.

Принципиальная схема

Напряжение от высоковольтной ЛЭП подается через разъединитель 1, предохранители 3 на выводы трансформатора 4. Вентильные разрядники 2 присоединяются к вводным проводам КТП.

Пониженное силовым трансформатором напряжение (0,4 кВ) после включения автоматов 14 и магнитного пускателя 13 поступает на фидеры потребления 1, 2, 3 и фидер уличного освещения. Защита силового трансформатора со стороны низкого напряжения от перегрузок и коротких замыканий осуществляется автоматами 14 и предохранителями 10.

Посредством трехфазного четырехпроводного счетчика 17 учитывается расход активной энергии потребителями КТП в целом. Питание токовых обмоток счетчика производится через трансформаторы тока 9. Для нормальной работы трехфазного счетчика в зимних условиях требуемая температура  воздуха внутри низковольтного шкафа подстанции поддерживается нагревателем 16, включаемым на напряжение 220 В переключателем 15. Проверка наличия напряжения на стороне НН трансформатора производится контрольной лампой 5, включаемой на каждую фазу трансформатора волы метровым пакетным переключателем 8. Эта же лампа служит для освещения низковольтной панели приборов подстанции. Вольтметровым переключателем 8 штепсельная розетка 7 подключается к междуфазному напряжению трансформатора. После включения переносного вольтметра в штепсельную розетку можно проверить значение и симметричность междуфазовых напряжений силового трансформатора.

Фидер, предназначенный для питания уличного освещения, включается и отключается автоматически при помощи фотореле 12 в зависимости от освещенности.

Установка КТП

  1.  КТП 25-10/0,4 устанавливается на фундаменте высотой 1300 мм и опорной площадью 1000x1200 мм. Фундамент может быть выполнен из кирпича, бетона или другого материала. Для крепления КТП на фундаменте должны быть предусмотрены анкерные болты М-16.

Таблица 1- Технические данные

Тип

КТП

Тип

Тр-ра

Ном.

Мощн.

Тр-ра

кВА

Напр.

кВ

Номинальный

ток  А

Схем.

сое-

дин.

обмо-

ток

Номинальный ток

отходящих линий

Обмот

плавка.вс

в пр

защит.

тр-ра

1

2

3

улич.

осве-

щение

ВН НН

ВН

НН

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

КТП-25 10

25

ТМ-25-10

10/0,4

36,1

1,44

5,0

16

40

25

15

Таблица 2. Технические данные аппаратуры и измерительных приборов

Обозначение

на схеме

Наименование

Тип

Характеристика

1

2

3

4

1Разъединитель наружной установки

2 Вентильный разрядник

3 Высоковольтный предохранитель

4 Силовой трансформатор

5 Лампа

6 Предохранитель

7 Штепсельная розетка

8 Вольтметровый переключатель

9 Трансформатор тока

10 Предохранитель

11 Пакетный переключатель

12 Фотореле

13 Магнитный пускатель

14 Автоматический выключатель

15 Пакетный выключатель

16 Нагреватель счётчика

17 Счётчик

РЛНДА-10

РВП-10

ПК-10/30

ТМ

НВ-24

Ц-27

0321

ППЗ

ТК-20

Ц-27

ПП-10/Н2

ФР-2

ПМЕ-211

АЗ 124

ПВ 1-10

ПЭ-50

САЧУ-И 672

10 кВ;  400 А

10 кВ

30 А; 10 кВ

10/0,4 кВ;25 кВА

25 Вт; 220 В

220 В

6 А; 380 В

5 А; 380 В

40/5 А

4 А; 380 В

220 В

Катушка 220 В

6 А; 380 В

50 Вт; 120 Ом

5 А; 380 В

Подъем КТП производить без трансформатора.

3. КТП устанавливается на фундаменте с таким расчетом, чтобы её сторона с датчиком фотореле была направлена в сторону, противоположную дороге. Это исключит случайное срабатывание фотореле и отключение фидера уличного освещения при кратковременных воздействиях на датчик фотореле света от проезжающих автомашин.

Техника безопасности

  1.  КТП относится к электроустановкам напряжения выше 1000 в. При их обслуживании необходимо соблюдать действующие правила техники безопасности, предусмотренные для установок напряжения выше 1000 в, а также выполнять указания инструкций по эксплуатации трансформаторов и аппаратуры , входящей в комплект КТП.
  2.  Прежде чем приступить к самостоятельной работе, обслуживающий персонал должен пройти теоретическое и практическое обучение.
  3.  При работе КТП все токоведущие части должны быть надежно защищены от случайного прикосновения к ним.

4. Периодически, при обслуживании или технических осмотрах, а также после ремонта или длительных перерывов в работе следует измерять сопротивление изоляции. Величина сопротивления изоляции аппаратов, цепей измерения и защиты, а также проводов НН(каждой фазы относительно двух других заземленных фаз), измеренная мегометром 500 - 1000 В должны быть не менее 1 МОм.

5. Обслуживающий персонал должен помнить, что  после исчезновения напряжения на установке оно может быть восстановлено без предупреждения как при нормальной эксплуатации, так и  в аварийных случаях. Поэтому при исчезновении напряжения запрещается производить какие-либо работы, касаться токоведущих частей, не обеспечив необходимых мер безопасности.

6.Если к трансформаторам тока не подключена нагрузка, то их вторичные обмотки должны быть закорочены.

Аппаратура и материалы:

Макет лабораторного стенда с трансформатором ТМ-25/10 кВА, распредустройство высокого и низкого напряжений.

Программа работы

  1.   Ознакомиться с техническими данными и изучить конструкцию комплектной трансформаторной подстанции наружной установки КТП-25-10/0,4.
  2.   Ознакомиться со схемой и принципом работы КТП 25-10/0, 4.

Содержание отчета и его форма

Отчет выполняется в письменном виде:

  1.  Титульный лист.
  2.  Технические данные КТП-25-10/0,4.
  3.  Эскиз КТП с указанием основных составных частей.
  4.  Электрическую схему КТП.
  5.  Краткое пояснение:

а) устройство КТП-25-10/0. 4;

б) принцип работы КТП.

Контрольные вопросы и защита работы

Защита лабораторной работы проводится при наличии письменного отчета в форме опроса.

  1.   Из каких составных частей состоит КТП-25-10/0,4 и их назначение?
  2.   Для какой цели к КТП установлены вентильные разрядники?
  3.   Как осуществляется контроль наличия напряжения 0.4  кВ?

4. Как осуществляется заземление КТП и какова должна быть величина сопротивления  изоляции аппаратов и цепей защиты?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 8

Оперативные переключения главной схемы электрических соединений

станций

Цель и содержание работы

Целью данной работы является привития студентам навыков оперативных переключений в электрических соединениях.

Теоретическое обоснование

На щитах управления станций при отсутствии мнемонической схемы должна находиться оперативная схема электрических соединений или схема макет, на которой обозначаются действительные положения всех аппаратов и места наложения переносных заземлений с указанием их номеров.

Все изменения соединений в электрической установке отмечаются на оперативной схеме или схема-макет после производства операций.

Переключения в электрических схемах распределённых устройств станций, щитов и сборок должны производиться по распоряжению или с ведома вышестоящего дежурного персонала, в управлении которого находится данное оборудование, с записью в оперативный журнал.

Список лиц, имеющих право производить оперативные переключения, утверждается ответственным за электроустановки.

Все оперативные переключения в схемах электроустановок напряжением выше 1000В производится по бланкам переключения, исключения составляют не сложные переключения в распределительных устройствах, оборудованных полностью блокировочными устройствами.

Бланк заполняется непосредственно до начала работы тем лицом, которое получило распоряжение и контролируется либо вторым дежурным, либо лицом, давшим указание о переключении. Каждая операция, вносимая в бланк, должна иметь порядковый номер.

Бланк переключений подписывается составителем и проверяющим.

Описание схемы макета

На рисунке 8.1 представлены главные схемы электрических соединений двух электрических станций в однолинейном исполнении. Станция А (ТЭЦ) имеет два напряжения: 110 и 10 кВ. Сборные шины этих двух напряжений связанны двумя трансформаторами связи Т-1 и Т-2.

На напряжение 110 кВ выполнена схема с двумя системами сборных шин и одним выключателем на цепь.

Шинные разъединители включены в общую систему шин. В данной схеме любая система сборных шин 110 кВ может быть рабочей или резервной. Обе системы шин могут быть соединены шина соединительным включателем ШСВ.

Назначение шиносоединительного включателя следующее:

  1.  ШСВ позволяет более надёжно и более просто переводить присоединения с одной системы шин ну другую.
  2.  ШСВ позволяет выводить выключатель любого присоединения в длинный ремонт, подменяя его после запетления.
  3.  ШСВ позволяет отключать любое присоединение в случае отказа выключателя или в случае недопустимости производить повторное отключение вследствие недостаточной устойчивости против короткого замыкания выключателя присоединения.
  4.  При наличии ШСВ для большей надёжности можно работать обеих системах сборных шин одновременно, соединяя их шиносоединительным выключателем. В этом случае питающие и питаемые присоединения присоединяются по системам шин примерно поровну.

На генераторном напряжении 10 кВ тоже выполнена двойная система сборных шин: рабочая и резервная. В нормальном режиме в работе находится только рабочая система шин. Секционирование и реактирование рабочей системы сборных шин выполнено секционным выключателем. Кроме того, каждая секция рабочей системы шин снабжена отдельным шина соединительным выключателем, что позволяет сохранить параллельную работу генераторов при ремонте любой секции сборных шин.

На отходящих линиях генераторного напряжения установлены линейные реакторы. Собственные нужды ТЭЦ питаются от рабочей секции соответствующего генератора.

Станция Б имеет три напряжения: 110, 35 и 10 кВ.

На напряжении 35 выполнена схема мостика, обычно применяемая при двух линиях и двух трансформаторах как упрощённая, требующая меньшего числа выключателей. На макете выполнен мостик с перемычкой со стороны линий. Эта схема более гибка в случае эксплутационного отключения одного из трансформаторов, но менее удобна в случае отключения защитой повреждения на одной из линий. На напряжение 110 кВ выполнена схема 4-угольника с диагональным выключением линейных и трансформаторных присоединений

Рисунок 8.1 - Главная схема электрических соединений двух электрических станций

Разъединители в цепях трансформаторов и линий у вершин многоугольника используют при ремонтах разъединителей, установленных в цепях выключателей, а также при ремонтах в частях схемы, примыкающих к вершинам многоугольника. Наличие этих разъединителей позволяет быстро восстановить, например, работу обоих трансформаторов случае аварии на линии-во время ремонта одного из выключателей.

Пример: предположим, что выключатель В2 находится в ремонте и произошло короткое замыкание на ЛЭП. Защита отключит выключатели В1 и В4 и, следовательно, трансформатор блока Т3 со стороны 110 кВ окажется отключенным. Чтобы восстановить его работу, нужно отключить разъединитель у вершины РЛ1, а затем включить выключатели В1 и В4. Таким образом, восстановлена параллельная работа трансформаторов блоков.

Последовательность операций при оперативных переключениях

Ошибочные действия персонала при производстве оперативных переключений вызывают поражение людей, повреждения оборудования и прекращение электроснабжения потребителей.

Основные операций с выключателями и разъединителями должны производиться в следующей последовательности:

Включение линии

а) включить шинные разъединители;

б) включить линейный разъединитель;

в) включить выключатель.

Отключение линии

а) отключить выключатель;

б) отключить линейный разъединитель;

в) отключить шинные разъединители.

Включение генератора

а) включить шинные разъединители;

б) включить генераторный разъединитель;

в) синхронизировать генератор и включить генераторный выключатель.

Отключение генератора

а) отключить генераторный выключатель;

б) отключить генераторный разъединитель;

в) отключить шинные разъединители.

Последствия от ошибочного включения и отключения тока разъединителями зависят от того, какими разъединителями производится операция. Поэтому первыми должны включаться и последними отключаться разъединители, неправильное действие с которыми , может привести к более тяжёлым последствиям, а именно, шинные разъединители.

Пример: линия 110 кВ ЛЭП отключена выключателем ВЛ1. Теперь нужно отключить соответствующие разъединители Р1 и Р2. Предположим, что мы ошиблись и попали в ячейку выключателя ВЛ2, в данный момент включенного, и вместо Р1 и Р3 будем отключать разъединители Р4 и Р6. При ошибочном отключении цепи разъединителем Р6 дуга погасится отключением выключателя ВЛ2, скажем, от защиты. А если линия реактирована, например, 10 кВ, то в этом случае дуга возникает за линейным реактором и размеры её будут значительно меньше.

При ошибочном же отключении цепи шинным разъединителем Р4 дуга будет гореть дольше, т.е. до тех пор пока отключаются все источники питания, подключенные к данной системе сборных шин. Объём повреждения в этом случае будет значительно больше, чем в случае ошибочного отключения линии линейным разъединителем. Такая ошибка может вызвать не только отключение, но и повреждение сборных шин. Следует отметить, что установка по времени на релейной защите линии значительно меньше, чем на питающем присоединении. Поэтому при ошибочном отключении линейного разъединителя под нагрузкой продолжительность горения дуги будет в 1,5-2 раза меньше, чем при ошибочном отключении шинного разъединителя.

Порядок операций при включении понижающего трехобмоточного трансформатора

  1.  включить шинные разъединители высшего, среднего и низшего напряжения;
    1.  включить трансформаторные разъединители высшего, среднего и низшего напряжения;
    2.  включить выключатель со стороны питания;
    3.  включить выключатели среднего и низшего напряжения.

Отключение трансформатора

  1.  отключить выключатели со стороны низшего, среднего и высшего напряжения;
    1.  отключить трансформаторные разъединители;
    2.  отключить шинные разъединители;

Последовательность включения и отключения выключателей силовых трансформаторов объясняется следующим образом: трансформаторов после ремонта ставится под напряжение толчком. При включении трансформатора выключателем со стороны питания в случае неисправности трансформатора при этом не влияет на работу потребителей, питающихся с низкой стороны через другой трансформатор. Если неисправный понижающий трансформатор выключить сначала выключателем со стороны низшего напряжения, то на ток нагрузки работающего трансформатора накладывается ток короткого замыкания повреждённого, что вызывает отключение от релейной защиты работающего трансформатора. В практике были случаи отключения работающего трансформатора от защиты даже тогда, когда на номинальный ток работающего трансформатора накладывается только намагничивающий ток включаемого трансформатора. Поэтому, особенно на понизительных подстанциях, включение следует производить со стороны питания, т.е. обычно со стороны высшего напряжения.

Порядок перевода присоединения с одной системы работающих шин на другую

  1.  убедиться в том, что защита ШСВ имеет нулевую установку по времени;
    1.  убедиться в том, что напряжение на обеих систем шин синхронны и равны по величине, в противном случае - подравнять напряжения и произвести их синхронизацию;
    2.  проверить отключённое положение ШСВ;
    3.  включить разъединитель ШСВ;
    4.  включить ШСВ;
    5.  отключить ШСВ, снять оперативный ток с привода, по механическому указателю или по состоянию рабочих контактов выключателя проверить включённое положение;
    6.  выполнить “жёсткую вилку” разъединителями одного из присоединений, имеющими наибольший номинальный ток;
    7.  если приводы шинных разъединителей разных систем шин находящихся в разных коридорах, то включить шинные разъединители всех намеченных к переводу присоединений на ту систему шин, на которую намечается перевести их питание;
    8.  отключить шинные разъединители переводимых присоединений от системы шин, с которой они ранее питались, последним отключают один из разъединителей “жёсткой вилки”;

Если приводы разъединителей каждого присоединения от той или другой системы шин находятся в одном коридоре, операция по переводу завершена по каждому присоединению отдельно.

  1.  убедиться по амперметру ШСВ, что ток через него близок к нулю;
    1.  включить оперативный ток на ШСВ;
    2.  отключить ШСВ, проверить отключённое положение ШСВ;
    3.  разъединители ШСВ отключаются или остаются включёнными в зависимости от предстоящих операций.

Порядок ввода в работу резервной системы шин и перевода на неё части или всех присоединений

  1.  Произвести наружный осмотр резервной системы шин, проверить отсутствие на ней заземления, проверить отключённое положение всех шинных разъединителей этой системы.
  2.  Включить на резервную систему разъединителей измерительных трансформаторов напряжений и контроля изоляции.
  3.  Убедиться по вольтметрам в отсутствии напряжения на резервной системе шин.
  4.  Убедиться, что защита на ШСВ находится в рабочем состоянии, имеет нулевую установку по времени.
  5.  Включить разъединители ШСВ на обе системы шин.
  6.  Включить ШСВ, проверить включённое положение ШСВ.
  7.  Отключить защиту ШСВ и снять с выключателя оперативный ток.
  8.  Убедиться по вольтметрам в наличии напряжения на резервной системе шин.
  9.  Затем сделать перевод части или всех присоединений в порядке, указанном выше в пунктах 7-13.

Подмена шиносоединительным выключателем выключателя присоединенным для отключения данного присоединения

Пусть все присоединения, кроме ШСВ1, включены на 1 секцию и работают. Включен секционный шунтирующий выключатель СВ1, предположим, что нужно отключить генератор Г1, а выключатель ВГ1 неисправен.

Операции по отключению должны производиться в следующем порядке:

  1.  Включить разъединитель Р9 и Р10.
  2.  Включить ШСВ1.
  3.  Включить шинный разъединитель Р8.
  4.  Отключить шинный разъединитель Р7.
  5.  Отключаем генератор выключателем ШСВ1.
  6.  Отключаем разъединитель Р8, Р9 и Р10.

Аппаратура и материалы:

Макет лабораторного стенда с электростанциями А и Б, мнемосхема, бланки переключений.

Содержание отчета и его форма

Отчет выполняется в письменном виде:

  1.  Титульный лист.
  2.  Ознакомиться с описанием макета главной схемы электрических соединений станций.
  3.  Усвоить порядок операций при различных видах оперативных переключений.
  4.  Составить бланки переключений к задачам, приведённым ниже, по указанию преподавателя.
  5.  Продемонстрировать решение задач в соответствии с составленными бланками переключений на макете в лаборатории.

Задачи по производству переключений в установках выше 1000 В при нормальных условиях эксплуатации.

Задача № 1. Все присоединения, кроме ШСВ, включены на первую систему шин 110 кВ и работают. ШСВ в холодном резерве. Вывести в ремонт 1 систему шин, а 2 систему ввести в работу после ремонта.

Задача № 2. Вывести в ремонт выключатель ВР3 с кратковременным отключением кабельной линии 10 кВ-КР3.

Задача № 3. Вывести в ремонт трансформатор Т1 при условии, что трансформаторный выключатель ВТ1 отказал из-за повреждения.

Задача № 4. Вывести в ремонт шинный разъединитель Р7 при условии, что кратковременно генератор Г1 может быть отключён.

Задача № 5. Вывести в ремонт 1 секцию 10 кВ, не нарушая работы генераторов и потребителей. Все присоединения включены в свои секции, отключены все ШСВ, 11 система без питания, все секционные выключатели включены.

Задача № 6. Вывести в ремонт генератор Г1 и 1 секцию сборных шин 10 кВ без перерыва питания потребителей при наличии свободной мощности на генераторе Г3.

Задача № 7. Все присоединения на напряжения 10 кВ включены по нормальной схеме. Вывести в ремонт генератор Г1 без перерыва питания потребителей.

Задача № 8. На напряжении 110 кВ собрать схему параллельной работы трансформаторов Т1 и Т2 через ШСВ с фиксированным присоединением линии 110 кВ. Предварительно первая система шин находилась в ремонте, а вторая система шин в работе.

Контрольные вопросы и защита работы

Защита лабораторной работы проводится при наличии письменного отчета в форме опроса.

  1.  Назначение бланков оперативного переключения.
  2.  Назначение шиносоединительного включателя. 
  3.  Назначение жёсткой вилки, отключение ЛЭП-110 кВ, ЛЭП-10 кВ.

Список рекомендуемой литературы

Основная:

1. Электрическая часть станций и подстанций./ Под ред. А.А. Васильева. -М.: Энергоатомиздат, 1999.

2. Электрическая часть электростанций. Учебник для вузов. / Под ред. С.В. Усова. - Л.: Энергоатомиздат, Ленинградское отделение, 1999.

3. Неклепаев Б.Н. Электрическая часть электростанции .-М.: Издательство МЭИ, 2001.

4. Церазов А.Л. и др. Электрическая часть тепловых электростанций / Под ред. В.А. Старшинова - М.: Издательство МЭИ, 2001.

5. Околович М.Н. Проектирование электрических станций: Учебник для вузов. - М.: Энергоатомиздат, 2000.

6. Электрооборудование электрических станций и подстанций. / Л. Д. Рожкова, Л. К. Корнеева, Т. В. Чиркова. – 2-е изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2005.

Дополнительная :

7. РожковаЛ.Д., Козулин B.C. Электрооборудование станций и подстанций. 3- изд. - М.: Энергоатомиздат, 1999.

8. Двоскин Л. И. Схемы и конструкции распределительных устройств. -М.: Энергоатомиздат, 1992.

9. Баланов Ю.Н., Мисриханов М.Ш., Шунтов А.В. Схемы выдачи мощности электростанций: Методические аспекты формирования. – М.: Энергоатомиздат,2002.

10. Правила устройства электроустановок / . 7-е изд., перераб. и доп. - М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2002. .

11. Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской Федерации. Министерство энергетики РФ. М.: ЗАО «Энергосервис», 2003.

12. Руководящие указания по расчету токов короткого замыкания и выбору электрооборудования / Под ред. Б. Н. Неклепаева. -М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2004.

13. Выбор и эксплуатация силовых трансформаторов: Учеб. пособие для вузов: / Г.Ф. Быстрицкий, Б.И. Кудрин. -М.: Издательский центр «Академия», 2003. – 176 с.

14. Техническое обслуживание измерительных трансформаторов  тока и напряжения / Под ред. Б.А. Алексеева. -М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2004.-96.

15. Старшинов В.А., Пойдо А.И., Пираторов М.В. Электрическая часть гидроэлектростанций: учебное пособие. -М.: Издательство МЭИ, 2003 .-160 с.

16. А.И. Гринь, Х.М. Мустафаев Электрическая часть станций и подстанций. Учебное пособие, Ставрополь, 2006. ISBN 5-9296-0017-1

17 Сборник задач и упражнений по электрической части электростанций и подстанций. / Под. ред. Б.Н. Неклепаева и В.А. Старшинова. - М.: Издательство МЭИ, 2000.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

по лабораторным работам по курсу

«Электрическая часть станций и подстанций»

для студентов специальностей

140205(100200) «Электроэнергетические системы и сети»,

140211(100400) «Электроснабжение» и

140200(551700) « Электроэнергетика »

 

Составитель:   Мустафаев Х.М., Строкач С.В.

Редактор:

_____________________________________________________________________________Подписано в печать 15.01.06

Формат 60x84 1/16.   Усл. п. л. –  6,25.    Уч.-изд. л. –  1,7.

Бумага газетная.  Печать офсетная.   Заказ   Тираж  50 экз.

ГОУВПО «Северо-Кавказский государственный технический университет»

355029, г. Ставрополь, пр. Кулакова, 2

Издательство Северо-Кавказского государственного технического университета

Отпечатано в типографии СевКавГТУ




1. Тема- Сравнительный анализ стихотворений А
2. Законы Менделя
3. Методические рекомендации для студентов 6 курса лечебного факультета к практическому занятию по теме-.
4. тематических дисциплин Герасимова З
5. Some Fmous Illuminted Mnuscripts
6. зачем и почему вы решили стать городским партизаном
7.  Неплатежи в современной экономике России
8. Стилистические пласты лексики
9. Черный и обветренный Ты Одиноко возвышаешься посреди степной поросли.html
10. Реферат- Уход за пожилой собакой
11. Реферат- Лекции по социологии
12. Технологическая подготовка предприятия
13. Учебное пособие по циклу практических и семинарских занятий для студентов обучающихся по специальности Ю.html
14. Topicphpp93799379 В свет вышло шесть 6 книг Саврасова Александра- 1 Знания хранимые дольменами 2 Се
15. х лет составляет- 150160 ударов в минуту
16. Тема 14 Учения о государстве ХХ века Элитистские теории государства Концепции политического плю
17. URU Юнг К
18. Информатика п~нін о~ытуды~ алатын орны ерекше
19. тема вырабатывает политику с помощью которой распределяются ценности в обществе и достигаются коллективные
20. Почувствовать себя понятым и принятым редкий опыт особенно тогда когда вы испытываете страх гнев горе ил