Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
План:
1) Элегазовые выключатели: преимущества, недостатки, применение
Применение элегазовых выключателей: Элегазовые выключатели, в основном, применяются для высокого напряжения. Благодаря вышеперечисленным характеристикам и свойствам элегаза, такие выключатели применяются для задач коммутации, связанных с высоким и сверхвысоким напряжением.
Преимущества элегазовых выключателей:
Самое главное преимущество элегазовых выключателей заключается в прекрасной изоляции, гашении дуги, физических и химических свойствах газа SF6.
Элегаз не воспламеняется, и химически стабилен. Продукты распада газа не взрывоопасны, т.е., отсутствует риск воспламенения и взрыва.
Минимальное обслуживание. Выключатель может потребовать обслуживания один раз в 4-10лет.
Герметичная конструкция предотвращает загрязнение газа влагой, пылью, песком и т.п. Не требуется дорогостоящей системы сжатого воздуха, как в случае выключателей с воздушной изоляцией.
Отсутствуют проблемы перенапряжения. Дуга гасится при естественном нулевом токе, без амплитудного ограничения тока, и связанным с ним перенапряжением, возникающим между клеммами выключателя.
Недостатки элегазовых выключателей:
Некачественные стыки в корпусах выключателей приводят к утечкам газа SF6. Требуется непрерывное наблюдение за устройствами.
Элегаз в какой-то степени является удушающим газом. В случае утечки из корпуса выключателя, элегаз, будучи тяжелее воздуха, заполняет окружающее помещение, и может привести к удушению обслуживающего персонала. При этом он не ядовит.
Элегаз, в котором произошло гашение дуги - ядовит, и следует стараться не вдыхать его.
Внутренние части элегазового выключателя требуют тщательной очистки во время профилактического обслуживания в чистом и сухом окружении. Необходимо
2) Обеспечение заземления подстанции
Электрическая подстанция является важным элементом системы электроснабжения. Безопасность работы подстанции требует правильного проектирования и монтажа системы заземления. Хорошо спроектированная система заземления обеспечит устойчивую работу подстанции в течение всего срока ее эксплуатации.
Каким образом хорошее заземление улучшает надежность подстанции?
Хорошая шина заземления с достаточно низким сопротивлением гарантирует быстрое восстановление в случае возникновения сбоев. Остающаяся в системе в течение долгого времени утечка заряда может вызвать различные проблемы, в том числе и нестабильность работы системы энергоснабжения. Быстрое устранение этой ситуации улучшает общую надежность.
Заземление также гарантирует безопасность персонала.
Замыкание на землю в системе вызывает увеличение потенциала на металлическом корпусе. Его уровень становится выше "истинного" потенциала земли. Неправильное заземление приводит к увеличению потенциала, а также к задержке устранения утечек (из-за недостаточного тока).
Эта комбинация существенно не безопасна, поскольку любой человек, контактирующий с корпусом, подвергается воздействию более высокого потенциала в течение длительного промежутка времени.
Следовательно, надежность подстанции, равно как и ее безопасность, должны быть при хорошем проектировании настолько "встроенными" в конструкцию подстанции, насколько это возможно. В свою очередь, это гарантирует быстрое восстановление в случае сбоев, и снижает рост потенциала корпуса.
На практике применяются следующие меры, гарантирующие надежную, безопасную, и не создающую проблем систему заземления подстанции:
1. Размеры проводников для предполагаемых утечек
Проводник должен быть достаточного размера, чтобы выдержать без повреждений любую предполагаемую утечку (не расплавиться).
Ошибочное определение времени восстановления в процессе расчетов при проектировании подстанции создает высокий риск расплавления проводников. В выборе размеров проводников следует руководствоваться двумя аспектами: во-первых, это ток повреждения, который должен течь через проводник, и, во-вторых, это время, в течение которого этот ток может протекать через проводник.
Ток повреждения зависит от импеданса петли замыкания на землю. Время протекания тока определяется установленными защитными реле / устройствами отключения, которые будет срабатывать для устранения повреждения.
Стандарт IEEE 80 предполагает использование в конструкциях небольших подстанций периода времени, равного 3.0 секунды. Это время также совпадает со временем реакции на короткое замыкание у большинства распределительных устройств.
2. Использование правильных соединений
Соединения заземления, проверка сопротивления и проверка соединения
Очевидно, что соединения между проводниками и основной сетью, а также между сетью и заземляющими стержнями, являются, с точки зрения поддержания постоянного низкого сопротивления пути к земле, такими же важными, что и сами проводники.
Основными вопросами здесь являются следующие:
1. Тип связи, используемой для соединения проводника с сетью заземления и с заземляющими стержнями.
2. Температурные ограничения, которые способно выдержать соединение.
Наиболее часто используемые заземляющие соединения относятся либо к типу механического сжатия (это - соединения на болтах, запрессовка, и клиновые монтажные зажимы), либо к типу термитной сварки.
Соединения типа сжатия обеспечивают механическую связь между проводником и соединителем посредством стягивания болтами или прессовкой с применением гидравлического или механического давления. Такие соединения либо удерживают проводники на месте, либо сжимают их вместе, обеспечивая контакт между их поверхностями, через оголенные жилы кабелей.
С другой стороны, использование термитной сварки сплавляет концы проводников вместе, образуя молекулярное соединение между всеми жилами кабеля.
Температурные ограничения оговорены для различных типов соединений в стандартах IEEE 80 и IEEE 837, основанных на сопротивлениях, получаемых для каждого типа. Превышение этих температур во время прохождения тока короткого замыкания может привести к повреждению соединения, и вызвать увеличение сопротивления соединения, что приведет к еще большему нагреву.
В конечном счете, соединение откажет, вызвав ухудшение системы заземления, или даже полный отказ заземления, приводящий к разрушительным последствиям.
3. Выбор заземляющих стержней
Заземляющие стержни подстанции
В подстанциях среднего и высокого напряжения, где источник и нагрузка соединяются длинными воздушными линиями, часто происходит так, что ток короткого замыкания на землю не имеет металлического пути для движения, и вынужден двигаться сквозь массу земли. Это означает, что стержни заземления на подстанциях, как со стороны нагрузки, так и со стороны источника, должны передавать этот ток в землю и из нее.
Система стержней заземления должна быть адекватной, обеспечивая проход этого тока, и сопротивление самой земли в системе заземления играет не последнюю роль.
На сопротивление пути к земле виляет количество стержней, их длина и размещение. При однородном состоянии почвы, удвоение длины заземляющих стержней уменьшает сопротивление на 45%. Обычно почва не является однородной, и важно получить точные данные, измеряя сопротивление стержней заземления при помощи соответствующих инструментов.
Для достижения максимальной эффективности, стержни заземления должны быть размещены по отношению друг к другу не ближе, чем на длину стержня. Обычно, это расстояние составляет 10 футов (3 метра). Каждый стержень образует вокруг себя электромагнитную оболочку, и когда они располагаются слишком близко друг к другу, то токи этих оболочек будут влиять друг на друга.
Следует заметить, что при увеличении количества стержней, сопротивление заземления снижается, но не обратно пропорционально числу стержней. Двадцать стержней не дадут 1/20 сопротивления одного стержня, а снизят общее сопротивление только в 10 раз.
Из экономических соображений существует ограничение и в отношении максимального расстояния между стержнями.
Обычно, эта величина равна 6 метрам. При расстоянии, большем 6 метров, затраты на дополнительные проводники, которые нужны для соединения стержней, делают конструкцию экономически не привлекательной.
В ряде случаев, планировка подстанции может не обеспечивать требуемого пространства, и выделение необходимого пространства может повлечь заметный рост затрат. Четыре взаимосвязанных стержня, расположенных на расстоянии 30 метров друг от друга, снизят сопротивление на 94% по сравнению с одним стержнем, но они потребуют, по крайней мере, 120 метра проводника.
С другой стороны, четыре стержня, размещенные на расстоянии 6 метров друг от друга, снизят сопротивление только на 81%, но при этом используют только 24 метра проводника.
4. Подготовка почвы
При проектировании системы заземления подстанции важную роль играет сопротивление почвы. Чем ниже это сопротивление, тем легче получить хорошее сопротивление заземления.
Повышенное внимание должно уделяться областям с высоким сопротивлением почвы, а также областям, где имеют место заморозки на почве (которые, в свою очередь, вызывают увеличение сопротивления почвы на порядок величины). Основной проектирования должно стать самое высокое сопротивление почвы в течение годового климатического цикла. Это связано с тем, что одна и та же почва в течение сухой погоды имеет более высокое сопротивление, так как процент влажности почвы становится очень низким.
Проверка почвы: Потенциал Земли и эффективность сети заземления
Один из подходов к этой проблеме заключается в использовании глубоко погруженных в землю стержней заземления, так чтобы они оказались в контакте с зоной почвы, находящейся достаточно глубоко, и не подвергающейся воздействию климата на поверхности.
Другой подход связан с обработкой почвы вокруг стержней заземления химическим раствором, способным впитывать влагу из атмосферы и почвы.
Одним из возможных решений является использование химических стержней заземления.
5. Внимание к шаговому потенциалу и потенциалу прикосновения
Обеспечение ограничения шагового потенциала и потенциала прикосновения до безопасных величин жизненно важно для персонала подстанций.
Шаговый потенциал - это разность напряжений между точками касания ног человека, и он вызывается изменением напряжения в почве рядом с точкой, где ток утечки входит в почву. Шаговый потенциал наиболее высок вблизи точки входа, и по мере удаления от нее, он ослабевает. На расстоянии 75 сантиметров от точки входа, напряжение обычно снижается уже на 50 %. Поэтому на расстоянии 75 сантиметров от точки входа (что меньше величины нормального шага) может существовать смертельный потенциал величиной в несколько киловольт.
Потенциал прикосновения несет ту же самую угрозу. Разница в том, что здесь имеется в виду потенциал, существующий между рукой и ногами человека. Это происходит, когда стоящий на земле человек касается конструкций подстанции, проводящих ток замыкания в землю. Например, когда изолятор, укрепленный на стойке, выходит из строя, то стойка начинает проводить ток в землю.
Так как наиболее вероятный путь прохождения тока через тело человека идет через его руки и область сердца, а не через нижние конечности, как в случае шагового потенциала, то в этом случае увеличивается опасность травм, или смертельного исхода. По этой причине, безопасный предел для потенциала прикосновения обычно намного ниже, чем для шагового потенциала.
В обеих ситуациях потенциал может, в сущности, быть значительно снижен за счет использования эквипотенциальных матов безопасности из проволочной сетки, размещаемых непосредственно под поверхностью грунта.
Эта сетка должна устанавливаться вблизи от любых выключателей или оборудования, которые может коснуться персонал, и она должна соединяться с основной заземляющей сетью. Такая эквипотенциальная сетка выровняет напряжения вдоль пути, по которому перемещается рабочий, а также между оборудованием и его ногами. Поскольку разность напряжений (потенциал) будет, таким образом, в сущности, устранена, безопасность персонала будет фактически гарантирована.
Эквипотенциальные маты безопасности обычно изготавливаются из провода №6 или №8 по стандарту AWG, изготовленного из меди или плакированного медью. Размеры ячеек сетки устанавливаются, как правило, либо 0.5 на 0.5 метра, либо 0.5 на 1.0 метра. Применяются также и другие размеры ячеек сетки.
Для обеспечения непрерывности сетки все пересечения проводов пропаиваются с использованием припоя, содержащего 35% серебра. Соединения секций сетки, и соединения сетки с основной заземляющей сетью должны быть таковы, чтобы обеспечить постоянное соединение с низким сопротивлением и большой целостностью.
3) Испытания разъединителей, отделителей и короткозамыкателей
Разъединителя являются аппаратами высокого напряжения и предназначены для включения и отключения обесточенных участков электрических цепей, находящихся под напряжением. Разъединители изготавливаются для внутренней и наружной установок. Они могут поставляться с одним или двумя заземляющими ножами и без ножей заземления.
Отделители предназначены для автоматического отключения поврежденного участка цепи в безтоковую паузу при отключении выключателя на питающем конце линии. Они выпускаются на напряжение 35, 110, 150 и 220 кВ. Отделители на напряжение 35 и 110 кВ выполняются в виде отдельных полюсов, соединяемых при монтаже тягами в один трехполюсный аппарат. Отделители на напряжение 150 и 220 кВ отличаются по конструкции от отделителей на напряжение 35-110 кВ тем, что выполняются в виде трех отдельных полюсов, механически не связанных между собой. Основные ножи отделите лей управляются приводами типа ШПОМ (шкафный привод отделителя, модернизированный), осуществляющими отключение отделителей автоматически, а включение - от руки. Заземляющие ножи отделителей на 35 и 110 кВ управляются ручным приводом.
Короткозамыкатели устанавливаются на подстанциях, не имеющих в схеме выключателей на стороне высшего напряжения, для создания искусственного короткого замыкания, вызывающего отключение релейной защиты выключателя питающей линии. Короткозамыкатели изготавливаются на напряжение 35, 110 и 220 кВ. Короткозамыкатели на 35 кВ выполняются в виде двух отдельных полюсов, соединяемых при монтаже в один двухполюсный аппарат. Короткозамыкатели на 110 и 220 кВ изготавливаются однополюсными. Управление короткозамыкателями осуществляется приводом типа ШПКМ (шкафный привод короткозамыкателя, модернизированный) который обеспечивает автоматическое включение короткозамыкателя под действием включающей пружины и ручное отключение посредством вращения рукоятки привода.
Перед проведением измерений и испытаний на разъединителях, отделителях и короткозамыкателях должен быть выполнен целый ряд подготовительных работ:
- определено соответствие оборудования проекту и техническим требованиям;
- произведен тщательный осмотр аппаратов с целью выявления и устранения дефектов;
- перед измерениями и испытаниями оборудование должно быть очищено от пыли и грязи;
- осуществляется проверка качества выполнения электромонтажных работ и регулировки оборудования.
В соответствии с требованиями ПУЭ полностью собранные и отрегулированные разъединители, отделители и короткозамыкатели всех классов напряжений испытываются в следующем объеме
1. Измерение сопротивления изоляции:
а) поводков и тяг, выполненных из органических материалов; б) многоэлементных изоляторов; в) вторичных цепей и обмоток электромагнитов управления.
2. Испытание повышенным напряжением промышленной частоты:
а) изоляции разъединителей, отделителей и короткозамыкателей;
б) изоляции вторичных цепей и обмоток электромагнитов управления.
3. Измерение сопротивления постоянному току:
а) контактной системы разъединителей и отделителей напряжением 110 кВ и выше;
б) обмоток электромагнитов управления.
4. Измерение вытягивающих усилий подвижных контактов из подвижных.
5. Проверка работы.
6. Определение временных характеристик.
а) поводков и тяг, выполненных из органических материалов.
Производится мегаомметром на напряжении 2,5 кВ. Сопротивление должно быть не менее следующих значений:
б) многоэлементных изоляторов.
Производится мегаомметром на напряжение 2,5 кВ только при положительной температуре окружающего воздуха. Сопротивление должно быть не менее 300 МОм для каждого элемента штыревого изолятора.
в) вторичных цепей и обмоток электромагнитов управления.
Измерения производятся мегаомметром на напряжение 500-1000 В. Испытания производятся со всеми присоединенными аппаратами (обмотки приводов, реле, приборы, вторичные об мотки трансформаторов тока и напряжения и т.п.). Сопротивление изоляции должно быть не менее 1 МОм.
Проверяется также сопротивление изоляции от земли ножа короткозамыкателя, работающего совместно с отделителем. Проверка целости изоляторов и изолирующего элемента производится мегаомметром на напряжение 2500 В при отсоединении заземляющей шины. Сопротивление изоляции не нормируется.
Испытание повышенным напряжением промышленной частоты:
а) изоляции разъединителей, отделителей и короткозамыкателей.
Изоляция, состоящая из одноэлементных опорных или опорно-стержневых изоляторов, испытывается согласно госту.
Изоляция, состоящая из многоэлементных штыревых изоляторов, подвергается испытанию напряжением 50 кВ, прикладываемым к каждому склеенному элементу изолятора.
Время испытания для керамических (фарфоровых) изоляторов - 1 мин, для твердой органической изоляции - 5 мин.
б) изоляции вторичных цепей и обмоток электромагнитов управления.
Испытание изоляции проводится напряжением 1 кВ промышленной частоты в течение 1 мин со всеми присоединенными аппаратами защиты, управления и сигнализации.
а) контактной системы разъединителей и отделителей напряжением 110 кВ и выше.
Измерение производится микроомметром, двойным мостом или методом ампервольтметра для всех главной цепи полюса.
Предельно допустимые сопротивления постоянному току должны соответствовать данным заводов-изготовителей .
б) обмоток электромагнитов управления.
Измерение значения сопротивления обмоток должен соответствовать данным заводов-изготовителей.
Методика измерения сопротивления постоянному току контактной системы и обмоток приведена.
Измерения производятся у разъединителей и отделителей напряжением 35 кВ и выше, а в электроустановках энергосистем - независимо от класса напряжения. Изме ренные значения вытягивающих усилий при обезжиренном состоянии контактных должны соответствовать заводским данным, а при их отсутствии – данным.
Кроме указанных в табл. 2. норм, для разъединителей наружной установки напряжением 35-220 кВ на номинальные токи 630-2000А заводом-изготовителем установлена общая норма вытягивающего усилия на пару ламелей 78,5-98 Н (8-10кгс).
Проверку аппаратов с ручным управлением следует производить путем выполнения 10-15 операций включения и отключения. Проверка аппаратов с дистанционным управлением производится путем выполнения 25 циклов включения и отключения при номинальном напряжении управления и 5-10 циклов включения и отключения при по ниженном до 80% номинального напряжения на зажимах электромагнитов (электродвигателей) включения и отключения.
РТ - элктрический секундомер; QK - короткозамыкатель; QR - отделитель.
Измерение значения времени включения короткозамыкателей и времени отключения отделителей должна соответствовать данным завода-изготовителя, а при их отсутствии – данным.
4) Правила безопасной эксплуатации электроустановок потребителей
1.1.1. Требования настоящих Правил распространяются на работников, обслуживающих действующие электроустановки потребителей напряжением до 220 кВ включительно и являются обязательными для всех потребителей и производителей электроэнергии независимо от их ведомственной принадлежности и форм собственности на средства производства.
1.1.2. Требования настоящих Правил должны соблюдаться при эксплуатации действующих электроустановок, электрических станций, электрической части ТАИ, СДТУ, районных котельных потребителей при выполнении в них монтажных, наладочных, испытательных, ремонтных и строительных работ.
1.1.3. В настоящих Правилах изложены основные требования безопасности при эксплуатации электроустановок. мероприятия, дополнительно повышающие безопасность, предусматриваемые непосредственно на месте производства работ, не должны противоречить настоящим Правилам или ослаблять их действие.
1.1.4. Средства защиты, применяемые в соответствии с настоящими Правилами, должны быть исправны, испытаны и удовлетворять требованиям "Правил применения и испытания средств защиты, используемых в электроустановках / Москва, Энергоатомиздат, 1987", утвержденных Минэнерго СССР 12.02.81.
1.1.5. Первичные средства пожаротушения, применяемые в электроустановках, должны соответствовать Правилам пожарной безопасности в Украине, утвержденным Управлением Государственной пожарной охраны МВД Украины 14.06.95 и зарегистрированным в Минюсте Украины 14.07.95 за № 219/755.
1.1.6. Применяемые при работах в электроустановках машины и механизмы, приспособления и инструмент, должны быть исправны и испытаны в соответствии с действующими нормативами и сроками.
1.1.7. Электрооборудование, конструкции, комплектующие детали, узлы отечественного и иностранного производства должны соответствовать требованиям действующих нормативных документов в Украине. электрооборудование, подлежащее в Украине обязательной сертификации, должно сопровождаться сертификатом соответствия или свидетельством о признании иностранного сертификата в соответствии с Государственной системой сертификации УкрСЕПРО.
В случае поставки электрооборудования из-за рубежа организация-заказчик должна получить сертификат соответствия до заключения контракта на его поставку. паспорт, инструкция и другая эксплуатационная документация, поставляемая с оборудованием или изделиями, должна быть переведена на украинский (русский) язык.
Возможные отклонения от нормативной документации должны быть согласованы с Госнадзорохрантруда, Госстандартом и организацией-заказчиком до заключения контракта на их поставку. Копии согласований и сертификаты прикладываются к паспорту оборудования или изделия.
1.1.8. При выполнении строительно-монтажных работ в электроустановках обязательно соблюдение также требований СНиП III-4-80* "Техника безопасности в строительстве".
1.1.9. При эксплуатации электроустановок необходимо соблюдать требования пожарной безопасности, изложенные в "Правилах пожарной безопасности в Украине".
1.1.10. Требования действующих норм отраслевых правил безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей министерств и ведомств не должны противоречить настоящим Правилам и ослаблять их действие.