Расчет релейной защиты силового трансформатора

Задание на преддипломную практику

1. Индивидуальное задание из общей и специальной части дипломного проекта:

Руководитель проекта: кандидат технических наук, доцент

2. Индивидуальное задание из экономической части дипломного проекта:

Консультант по экономической части: ______________ Маценко Е.И.

3. Индивидуальное задание по охране труда и безопасности жизнедеятельности:

Консультант по охране труда и безопасности жизнедеятельности: _____________Соляник В.А.

Задание получил: студент-практикант ______________

• Задание на преддипломную практику
• Реферат
• Вступление
• 1. Технологический процесс передачи и распределения электрической энергии
• 2. Типовая характеристика, структура и функции районного подразделения электрических сетей ОАО «Сумыоблэнерго»
• 3. Обоснование необходимости надежности электроснабжения потребителей
• 4. Характеристика приемников электрической энергии
• 5. Назначение трансформаторных подстанций
• 5.1 Типовая схема нормального режима подстанции 35/10кВ
• 5.2 Оборудование 35 кВ
• 5.3 Силовые трансформаторы 35/10 кВ
• 5.4 Оборудование 10кВ подстанции 35/10 кВ
• 5.5 Источники оперативного тока
• 5.6 Учет и контроль потерь электрической энергии
• 5.7 Конструктивное исполнение заземления электроустановок и заземляющей сети. Характеристика грунта
• 5.8 Освещение и сеть освещения. Нормы освещенности рабочих мест и производственных помещений
• 6. Расчет релейной защиты силового трансформатора
• 6.2 Расчет продольной дифференциальной токовой защиты
• 6.3 Выбор уставок реле ДЗТ
• 6.4 Расчет максимальной токовой защиты с комбинированным пуском по напряжению
• 7. Технико-экономическое обоснование замены масляных выключателей 6−10 кВ на вакуумные
• 8. Вредные и опасные факторы воздействующие на работника в электроэнергетике

Реферат

Отчет о преддипломной практике содержит _____ стр., 2 рис., 6 табл., 16 источников литературы.

Объект исследования: электрические сети и электрическое оборудование ОАО «Сумыоблэнерго».

Графические материалы: Однолинейная типовая электрическая схема ПС 35/10 кВ; однолинейная электрическая схема собственных нужд ПС 35/10 кВ.

Основное содержание работы: описание работы электрических сетей и оборудования ОАО «Сумыоблэнерго», оценка эффективности работы электрических сетей, данные для расчетов силового оборудования, перспективы развития и модернизации силового оборудования и распределительных сетей для улучшения качества электроэнергии и надежности ее снабжения.

Ключевые слова: распределительное устройство (РУ), распределительное устройство собственных нужд (РУСН), аккумуляторная батарея (АБ), главный щит управления (ГЩУ), потери мощности, потери напряжения, выключатель, трансформатор тока, трансформатор напряжения, турбогенератор (ТГ), Сумская ТЭЦ (Сум. ТЭЦ)

Вступление

Электроэнергетика — отрасль энергетики, включающая в себя производство, передачу и сбыт электроэнергии. Электроэнергетика является наиболее важной отраслью энергетики, что объясняется такими преимуществами электроэнергии перед энергией других видов, как относительная лёгкость передачи на большие расстояния, распределения между потребителями, а также преобразования в другие виды энергии (механическую, тепловую, химическую, световую и др.). Отличительной чертой электрической энергии является практическая одновременность её генерирования и потребления, так как электрический ток распространяется по сетям со скоростью, близкой к скорости света.

В условиях бурного развития электроники и новейших технологий требующих непосредственного использования электроэнергии, использование её для систем контроля и управления технологическими процессами, средств обработки информации, развития систем телекоммуникаций неизбежен рост потребления электроэнергии, не только имеющимися в настоящее время крупными промышленными центрами и предприятиями практически любых отраслей, но и прогнозируемыми и организующими мелкими фирмами, организациями, а также бытовыми потребителями. Исходя из вышесказанного, актуально остаётся проблема проектирования схем электроснабжения небольших районов и потребителей с относительно малыми нагрузками.

1. Технологический процесс передачи и распределения электрической энергии

Все технологические процессы любого производства связаны с потреблением энергии. На их выполнение расходуется подавляющая часть энергетических ресурсов.

Важнейшую роль играет электрическая энергия — самый универсальный вид энергии, являющейся основным источником получения механической энергии.

Преобразование энергии различных видов в электрическую происходит на электростанциях.

Электростанциями называются предприятия или установки, предназначенные для производства электроэнергии. Топливом для электрических станций служат природные богатства — уголь, торф, вода, ветер, солнце, атомная энергия и др.

В зависимости от вида преобразуемой энергии электростанции могут быть разделены на следующие основные типы: тепловые, атомные, гидроэлектростанции, гидроаккумулирующие, газотурбинные, а также маломощные электрические станции местного значения — ветряные, солнечные, геотермальные, морских приливов и отливов, дизельные и др.

Основная часть электроэнергии (до 80%) вырабатывается на тепловых электростанциях (ТЭС). Процесс получения электрической энергии на ТЭС заключается в последовательном преобразовании энергии сжигаемого топлива в тепловую энергию водяного пара, приводящего во вращение турбоагрегат (паровую турбину, соединённую с генератором). Механическая энергия вращения преобразуется генератором в электрическую. Топливом для электростанций служат каменный уголь, торф, горючие сланцы, естественный газ, нефть, мазут, древесные отходы. При экономичной работе ТЭС, т. е. при одновременном отпуске потребителем оптимальных количеств электроэнергии и теплоты, их КПД достигает более 70%. В период, когда полностью прекращается потребление теплоты (например, в неотопительный сезон), КПД станции снижается.

Атомные электростанции (АЭС) отличаются от обычной паротурбинной станции тем, что на АЭС в качестве источника энергии используется процесс деления ядер урана, плутония, тория и др. В результате расщепления этих материалов в специальных устройствах — реакторах, выделяется огромное количество тепловой энергии. По сравнению с ТЭС атомные электростанции расходуют незначительное количество горючего. Такие станции можно сооружать в любом месте, т.к. они не связаны с местом расположения естественных запасов топлива. Кроме того, окружающая среда не загрязняется дымом, золой, пылью и сернистым газом.

На гидроэлектростанциях (ГЭС) водная энергия преобразуется в электрическую при помощи гидравлических турбин и соединённых с ними генераторов. Различают ГЭС плотинного и деривационного типов. Плотинные ГЭС применяют на равнинных реках с небольшими напорами, деривационные (с обходными каналами) — на горных реках с большими уклонами и при небольшом расходе воды. Следует отметить, что работа ГЭС зависит от уровня воды, определяемого природными условиями. Достоинствами ГЭС являются их высокий КПД и низкая себестоимость выработанной электроэнергии. Однако следует учитывать большую стоимость капитальных затрат при сооружении ГЭС и значительные сроки их сооружения, что определяет большой срок их окупаемости.

Особенностью работы электростанций является то, что они должны вырабатывать столько энергии, сколько её требуется в данный момент для покрытия нагрузки потребителей, собственных нужд станций и потерь в сетях. Поэтому оборудование станций должно быть всегда готово к периодическому изменению нагрузки потребителей в течении дня или года.

Большинство электростанций объединены в энергетические системы, к каждой из которых предъявляются следующие требования:

релейная защита силовой трансформатор

· Соответствие мощности генераторов и трансформаторов максимальной мощности потребителей электроэнергии.

· Достаточная пропускная способность линий электропередач (ЛЭП).

· Обеспечение бесперебойного электроснабжения при высоком качестве энергии.

· Экономичность, безопасность и удобство в эксплуатации.

Для обеспечения указанных требований энергосистемы оборудуют специальными диспетчерскими пунктами, оснащёнными средствами контроля, управления, связи и специальными схемами расположения электростанций, линий передач и понижающих подстанций. Диспетчерский пункт получает необходимые данные и сведения о состояниях технологического процесса на электростанциях (расходе воды и топлива, параметрах пара, скорости вращения турбин и т. д.); о работе системы — какие элементы системы (линии, трансформаторы, генераторы, нагрузки, котлы, паропроводы) в данный момент отключены, какие находятся в работе, в резерве и т. д.; об электрических параметрах режима (напряжениях, токах, активных и реактивных мощностях, частоте и т. д.).

Работа электростанций в системе даёт возможность за счёт большого количества параллельно работающих генераторов повысить надёжность электроснабжения потребителей, полностью загрузить наиболее экономические агрегаты электростанций, снизить стоимость выработки электроэнергии. Кроме того, в энергосистеме снижается установленная мощность резервного оборудования; обеспечивается более высокое качество электроэнергии, отпускаемой потребителям; увеличивается единичная мощность агрегатов, которые могут быть установлены в системе.

В Украине, как и во многих других странах, для производства и распределения электроэнергии применяется трёхфазный переменный ток частотой 50Гц (в США и ряде других стран 60Гц). Сети и установки трёхфазного тока более экономичны по сравнению с установками однофазного переменного тока, а также дают возможность широко использовать в качестве электропривода наиболее надёжные, простые и дешевые асинхронные электродвигатели.

Наряду с трёхфазным током в некоторых отраслях промышленности применяют постоянный ток, который получают выпрямлением переменного тока (электролиз в химической промышленности и цветной металлургии, электрифицированный транспорт и др.).

Электрическую энергию, вырабатываемую на электростанциях, необходимо передать в места её потребления, прежде всего в крупные промышленные центры страны, которые удалены от мощных электростанций на многие сотни километров.

Передача больших количеств электрической энергии на значительные расстояния возложена и экономически целесообразно только по линиям передач высокого напряжения.

Воздушные линии электропередачи (ВЛ) состоят из проводов, расположенных на открытом воздухе и прикрепленных с помощью изоляторов и арматуры к опорам или кронштейнам и стойкам на инженерных сооружениях (мостах, путепроводах и т. д.). На ВЛ применяется неизолированные провода, т. е. без изолирующих покровов. Наиболее распространены на ВЛ провода алюминиевые, сталеалюминевые, а также сплавов алюминия — АН, АЖ. Медные провода в настоящие время не используются на ВЛ без специальных технико-экономических обоснований. Обычно не рекомендуется применять на ВЛ стальные провода.

Кабельные линии электропередачи (КЛ) состоят из одного или нескольких параллельных кабелей с соединенными стопорными и концевыми муфтами (заделками) и крепежными деталями, а также с подпитывающими аппаратами и системой сигнализации давления масла (для маслонаполненных линий). Кабельные линии применяются в городах, населенных пунктах и на промышленных предприятиях в электрических сетях напряжением до 1 кВ и от 3 до 35 кВ. Кабели также применяют ограничено в электрических сетях 110 и 220 кВ (высокая стоимость сооружения и сложность эксплуатации не позволяют им конкурировать с воздушными линиями электропередач).

Но электроэнергию недостаточно передать. Её необходимо распределить среди множества разнообразных потребителей — промышленных предприятий, транспорта, жилых зданий и т. д. Передачу электроэнергии на большие расстояния осуществляют при высоком напряжении (до 500кВт и более), чем обеспечиваются минимальные электрические потери в линиях электропередачи и получается большая экономия материалов за счёт сокращения сечений проводов. Поэтому в процессе передачи и распределения электрической энергии приходится повышать и понижать напряжение. Этот процесс выполняется посредством электромагнитных устройств, называемых трансформаторами.

Повышение напряжения осуществляется при помощи повышающих трансформаторов на электростанциях, а понижение — при помощи понижающих трансформаторов на подстанциях у потребителей.

Трансформаторная подстанция — это электроустановка, предназначенная для преобразования и распределения электроэнергии.

Подстанции могут быть закрытыми или открытыми в зависимости от расположения её основного оборудования. Если оборудование находится в здании, то подстанция считается закрытой; если на открытом воздухе, то — открытой.

Оборудование подстанций может быть смонтировано из отдельных элементов устройств или из блоков, поставляемых в собранном для установки виде. Подстанции блочной конструкции называются комплектными.

В оборудование подстанций входят аппараты, осуществляющие коммутацию и защиту электрических цепей.

Основной элемент подстанций — силовой трансформатор. Конструктивно силовые трансформаторы выполняются так, чтобы максимально отвести тепло, выделяемое ими при работе от обмоток и сердечника в окружающую среду. Для этого, например, сердечник с обмотками погружают в бак с маслом, делают поверхность бака ребристой, с трубчатыми радиаторами.

Комплектные трансформаторные подстанции, устанавливаемые непосредственно в производственных помещениях мощностью до 1000 кВА, могут оснащаться сухими трансформаторами.

Для увеличения коэффициента мощности электроустановки на подстанциях устанавливают статические конденсаторы, компенсирующие реактивную мощность нагрузки.

Автоматическая система контроля и управления аппаратами подстанции следит за процессами, происходящими в нагрузке, в сетях электроснабжения. Она выполняет функции защиты трансформатора и сетей, отключает при посредстве выключателя защищаемые участки при аварийных режимах, осуществляет повторное включение, автоматическое включение резерва.

Промежуточным звеном для передачи электроэнергии от трансформаторных подстанций к приёмникам электроэнергии являются электрические сети Трансформаторные подстанции промышленных предприятий подключаются к питающей сети различными способами в зависимости от требований надёжности бесперебойного электроснабжения потребителей.

Типовыми схемами, осуществляющими бесперебойное электроснабжение, являются радиальная, магистральная или кольцевая.

В радиальных схемах от распределительного щита трансформаторной подстанции отходят линии, питающие крупные электроприёмники: двигатели, групповые распределительные пункты, к которым присоединены более мелкие приёмники. Радиальные схемы применяются в компрессорных, насосных станциях, цехах взрывои пожароопасных, пыльных производств. Они обеспечивают высокую надёжность электроснабжения, позволяют широко использовать автоматическую аппаратуру управления и защиты, но требуют больших затрат на сооружение распределительных щитов, прокладку кабеля и проводов.

Магистральные схемы применяются при равномерном распределении нагрузки по площади цеха, когда не требуется сооружать распределительный щит на подстанции, что удешевляет объект; можно использовать сборные шинопроводы, что ускоряет монтаж. При этом перемещение технологического оборудования не требует переделки сети. Недостатком магистральной схемы является низкая надёжность электроснабжения, так как при повреждении магистрали отключаются все электроприёмники, присоединённые к ней. Однако установка перемычек между магистралями и применение защиты существенно повышает надёжность электроснабжения при минимальных затратах на резервирование.

От подстанций ток пониженного напряжения промышленной частоты распределяется по цехам с помощью кабелей, проводов, шинопроводов от цехового распределительного устройства до устройств электроприводов отдельных машин.

Электроснабжение предприятий подразделяется на внешнее и внутреннее. Внешнее электроснабжение — это система сетей и подстанций от источника электропитания (энергосистемы или электростанции) до трансформаторной подстанции предприятия. Передача энергии в этом случае осуществляется по кабельным или воздушным линиям номинальным напряжением 6, 10, 20, 35, 110 и 220 кВ. К внутреннему электроснабжению относится система распределения энергии внутри цехов предприятия и на его территории.

К силовой нагрузке (электродвигатели, электропечи) подводится напряжение 380 или 660 В, к осветительной — 220 В. Двигатели мощностью 200 кВт и более в целях снижения потерь целесообразно подключать на напряжение 6 или 10 кВ.

Наиболее распространённым на промышленных предприятиях является напряжение 380 В. Широко внедряется напряжение 660 В, что позволяет снизить потери энергии и расход цветных металлов в сетях низшего напряжения, увеличить радиус действия цеховых подстанций и мощность каждого трансформатора до 2500 кВА. В ряде случаев при напряжении 660 В экономически оправданным является применение асинхронных двигателей мощностью до 630 кВт.

Распределение электроэнергии производится с помощью электропроводок — совокупности проводов и кабелей с относящимися к ним креплениями, поддерживающими и защитными конструкциями.

Внутренняя проводка — это электропроводка, проложенная внутри здания; наружная — вне его, по наружным стенам здания, под навесами, на опорах. В зависимости от способа прокладки, внутренняя проводка может быть открытой, если она проложена по поверхности стен, потолков и т. д., и скрытой, если она проложена в конструктивных элементах зданий.

Проводка может быть проложена изолированным проводом или небронированным кабелем сечением до 16 кв. мм. В местах возможного механического воздействия электропроводку заключают в стальные трубы, герметизируют, если среда помещения взрывоопасная, агрессивная. На станках, полиграфических машинах проводка выполняется в трубах, в металлических рукавах проводом с полихлорвиниловой изоляцией, не разрушающейся от воздействия на неё машинными маслами. Большое количество проводов системы управления электропроводом машины укладывается в лотках. Для передачи электроэнергии в цехах с большим количеством производственных машин применяются шинопроводы.

Для передачи и распределения электроэнергии широко применяются силовые кабели в резиновой, свинцовой оболочке; небронированные и бронированные. Кабели могут укладываться в кабельные каналы, укрепляться на стенах, в земляных траншеях, заделываться в стены.

2. Типовая характеристика, структура и функции районного подразделения электрических сетей ОАО «Сумыоблэнерго»

Сумской административный район расположен в восточной части Сумской области. Он граничит с Белопольским, Лебединским, Тростянецким и Краснопольским районами, а в северной части — с Россией. Территория района составляет 1,8 тысяч квадратных километров.

Основная область производства в районе — сельское хозяйство. В районе в основном развитая перерабатывающая промышленность.

По территории района проходит государственная линия электропередачи напряжением 750 кВ «Курская АЭС — Североукраинская», а также линии электропередач напряжением 330кВ «Курская АЭС — Сумы Северная», «Сумы Северная — Североукраинская», «Сумы — Конотоп», «Сумы — Харьковская ТЕЦ-5» .

Персоналом Сумского РЭС обслуживается 187 километров линий электропередач напряжением 110кВ, 428 километров линий электропередач напряжением 35 кВ, 17 подстанций 35/10 кВ, 1010 километров линий электропередач напряжением 10кВ, 921 километр линий электропередач напряжением 0,4 кВ и 537 трансформаторных пунктов 10/0,4 кВ.

Целью деятельности РЭС является:

· Получение, передача и удовлетворение потребности в электрической энергии потребителя;

· Обеспечение эффективной роботы РЭС согласно с законодательством, правил эксплуатации и технического обслуживания энергетического оборудования; рациональное использование оборудования и механизмов при эксплуатации и ремонте энергооборудования и сетей;

· Разработка и осуществление мероприятий гражданской защиты для обеспечения основной деятельности в условиях экстренных ситуаций в мирное и военное время.

Предметом деятельности РЭС является:

· Осуществление предпринимательской деятельности по передаче электроэнергии локальными электросетями;

· Эксплуатация энергетических установок, сооружений, оборудования соответственно с нормативно-техническими документами (правила технической эксплуатации, правила техники безопасности, правила пожарной безопасности);

· Выполнение ремонтно-наладочных работ по обслуживанию энергетического оборудования, распределительных устройств и электрических сетей, изготовление запасных деталей, выполнение ремонтно-строительных робот на производственных и социально-бытовых объектах;

· Выполнение работ по строительству сетей электропередач, монтаж электрооборудования и электромонтажных работ согласно лицензии;

· Повышение технического уровня производства, исполнение реконструкции и модернизации, капитальное строительство новых энергетических объектов промышленного и социально-промышленного назначения;

· Внедрение новой техники и технологий, выполнение робот с экологической защиты природной среды;

· Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта;

· Удержание спортивных сооружений;

· Предоставление платных услуг населению и другим организациям по ценам, соответственно с установленными калькуляциями ОАО, реализация выпущенной продукции и материальных ценностей после демонтажа линий и оборудования по договорной цене;

· Предоставление услуг автотранспорта на перевоз грузов и людей, при наличии копии лицензии на выполнение платных услуг, теми автомобилями, на которые открыты лицензионные карты;

· Выполнение консультационной и посреднической деятельности, экспертизы, информационных услуг;

· Осуществление торгово-покупочной деятельности, коммерческого посредничества и бартерных операций;

· Организация коммерческих, информационных и компьютерных линий;

· Осуществление подготовки и повышения квалификации кадров;

· Обеспечение необходимой социальной защиты работников РЭС, улучшение условий труда, организация робот по вопросам охраны труда в процессе производственно-хозяйственной деятельности;

· РЭС имеет право заниматься другими видами деятельности с целью получения прибыли, которые не запрещены действующим законодательством Украины, если они помогают достигать главной цели, и не выходят за рамки видов деятельности, что указаны Статутом ОАО и Положения про РЭС

Соответственно к основным задачам, руководясь должностными и производственными инструкциями, руководящими указаниями по организации работы с персоналом, другими организационно распорядительными документами ОАО, Сумской РЭС выполняет следующие функции:

· Эксплуатация, ремонт и реконструкция всего сетевого хозяйства в закрепленной зоне обслуживания.

· Оперативно-диспетчерское управление электрическими сетями в пределах РЭС.

· Разработка годовых и ежемесячных планов по эксплуатации и ремонтном обслуживанию электросетей и меры повышения надежности электроснабжения потребителей в кошторных ценах; качественный состав ежемесячных фактических и прогнозных балансов принятой и отданной электроэнергии по району и предоставление соответственной информации в отдел сбыта и службу ТПЭ ОАО в установленные сроки по утвержденной форме.

· Участие в разработке и выполнении мероприятий относительно усовершенствования существующих схем электроснабжения и их перспективного развития.

· Выдача технических условий на подключение новых объектов района мощностью до 10 кВ включительно, с предъявлением копий в отдел проектирования и технических условий и энергосбыт.

· Подготовка информации для выполнения проектов технических условий на подключение новых потребителей мощностью свыше 10 кВ к электросетям 10−0,4 кВ. Рассмотрение и согласование проектной документации, соответственно к выданным техническим условиям, на присоединение потребителей к электросетям 10−0,4 кВ.

· Участие в согласовании проектов новых трас коммуникаций и выполнение работ в зоне расположения электроустановок.

· Контроль объемов, качества и сроков выполнения строительно — монтажных работ, участие в приеме в эксплуатацию новых объектов, электросетей соответственно действующего законодательства;

· Учет и анализ аварий, отказов и других нарушений режима работы электрических сетей, разработка вместе с соответствующими службами ОАО, мер относительно предупреждения аварий и отказов в электросетях РЭС и их выполнение в указанные сроки.

· Выполнение мер, предусмотренных противоаварийными и эксплуатационными циркулярами, другими директивными материалами.

· Участие в разработке планов и внедрение мер относительно усовершенствования системы управления РЭС, передовых и безопасных методов ремонта и эксплуатации электросетей.

· Участие в комиссиях по расследованию на месте причин пожаров, аварий и несчастных случаев, что произошли в электроустановках РЭС и потребителей.

· Рациональное использование и правильная техническая эксплуатация закрепленного автотранспорта и механизмов.

· Эффективная эксплуатация мер релейной защиты и автоматики, связи и телемеханики.

· Обеспечение охраны электросетей РЭС, организация и проведение разъяснительной работы среди населения по охране ВЛ и других энергообъектов и опасности от поражения электрическим током с помощью мер массовой информации.

· Обеспечение систематического, технического надзора за постройками и сооружениями РЭС и их ремонт.

· Составление заявок на оборудование, аппаратуру, механизмы, приспособления, инструмент, спецодежду, запасные части и другие товарно-материальные ценности, необходимые для ремонтно-эксплуатационного обслуживания электросетей и употребление мер по их приобретению.

· Разработка и внедрение мер относительно снижения технологических потерь электроэнергии (ТПЭ) в электросетях РЭС, отчет об их выполнении в назначенные сроки.

· Составление и предъявление энергобаланса РЭС, подстанций 35 кВ, 10 кВ.

· Выполнение съема показаний приборов учета, согласованных с РПЭ.

· Выполнение отключений потребителей на стороне 10 кВ и на линейных опорах 0,4 кВ в соответствии с нормативно-правовыми документами.

· Удержание в надлежащем порядке на рабочих местах РЭС должностных и производственных инструкций в соответствии с утвержденном перечнем, а также своевременное обеспечение отсутствующих инструкций и их пересмотр через соответствующие службы ОАО.

· Соблюдение дисциплины трудового законодательства, законодательства по охране труда, создание надлежащих условий работы для работников соответственно к требованиям действующих нормативных актов.

· Обеспечение работников соответствующими санитарно-бытовыми помещениями и оборудованием, спецодеждой, спецобувью и другими мерами защиты.

· Обеспечение своевременного и качественного проведения всех видов обучения, инструктажа работников, а также проверку знаний в них правил и инструкций по охране труда, эксплуатации и пожарной безопасности.

· Организация работы комиссии по проверке знаний работников, допуск работников к самостоятельной работе после проверки знаний, стажировка или дублирование.

· Обеспечение проведения предыдущих и периодических медицинских осмотров работников некоторых категорий.

· Организация проведения дней охраны труда.

· Систематическая проверка соблюдения работниками на рабочих местах правил и норм по охране труда, эксплуатации и пожарной безопасности, состояния защитных средств, инструмента, приборов, первичных мер пожаротушения; употребление мер относительно устранения недостатков.

· Проведение профилактической работы относительно несчастных случаев, аварий, пожаров и возгораний.

· Рассмотрение на производственных совещаниях коллектива состояния охраны труда, эксплуатации и пожарной безопасности, обсуждение недостатков и нарушений в удержании рабочих мест, информирования о несчастных случаях и др. приключения.

Структура РЭС.

· Возглавляет РЭС начальник, которому подчиняются все структурные и производственные участки, соответственно организационной структуре, утвержденной Правлением ОАО. Начальник РЭС руководствуется данным Положением, законами Украины, отраслевыми нормативными актами, решениями Правления ОАО, указами и распоряжениями руководства ОАО. Он непосредственно подчиненный техническому директору ОАО, функциональным директорам по их вопросам.

· Первым заместителем начальника РЭС является главный инженер, на которого возлагается руководство РЭС в случае отсутствия начальника.

· Назначение начальника, главного инженера РЭС и увольнение их от обязанностей осуществляется по указу Главы Правления ОАО.

· Назначение, перемещение и увольнение от работы работников РЭС осуществляется по указу Главы Правления ОАО-на основании подачи начальника РЭС.

· Структура, численность персонала РЭС и должностные оклады работников определяются ФЭВ соответственно к штатному расписанию, и расчетов нормативной численности.

· По административным и финансово-хозяйственным вопросам РЭС подчиняется правлению ОАО.

· По всем техническим вопросам, связанными с ремонтно-эксплуатационным обслуживанием электрических сетей, РЭС подчиняется соответствующим службам ОАО.

3. Обоснование необходимости надежности электроснабжения потребителей

Перерывы в электроснабжении предприятий, даже кратковременные, приводят к нарушениям технологического процесса, порче продукции, повреждению оборудования и невосполнимым убыткам. В некоторых случаях перерыв в электроснабжении может создать взрывои пожароопасную обстановку на предприятиях.

Правилами устройства электроустановок все приёмники электрической энергии по надёжности электроснабжения подразделяются на три категории:

· Приёмники энергии, для которых недопустим перерыв в электроснабжении, поскольку он может привести к повреждению оборудования, массовому браку продукции, нарушению сложного технологического процесса, нарушению работы особо важных элементов городского хозяйства и в конечном счёте — угрожать жизни людей.

· Приёмники энергии, перерыв в электроснабжении которых приводит к невыполнению плана выпуска продукции, простою рабочих, механизмов и промышленного транспорта.

· Остальные приёмники электрической энергии, например цехи несерийного и вспомогательного производства, склады.

Электроснабжение приёмников электрической энергии первой категории в любых случаях должно быть обеспечено и при нарушении его автоматически восстановлено. Поэтому такие приёмники должны иметь два независимых источника питания, каждый из которых может полностью обеспечить их электроэнергией.

Приёмники электроэнергии второй категории могут иметь резервный источник электроснабжения, подключение которого производится дежурным персоналом через некоторый промежуток времени после отказа основного источника.

Для приёмников третьей категории резервный источник питания, как правило, не предусматривается.

4. Характеристика приемников электрической энергии

Согласно ПУЭ электротехнические установки, производящие, преобразующие, распределяющие и потребляющие электроэнергию, подразделяются на электроустановки напряжением до 1000 В и электроустановки напряжением выше 1000 В.

Электротехнические установки напряжением до 1000 В выполняются как с глухо заземленной, так и с изолированной нейтралью, а установки постоянного тока — с глухо заземленной и изолированной нулевой точкой.

Электрические установки с изолированной нейтралью следует применять при повышенных требованиях по безопасности (торфяные разработки, угольные шахты и т. п.) при условии, что в этом случае обеспечиваются контроль изоляции сети и целость пробивных предохранителей, быстрое обнаружение персоналом замыканий на землю и быстрая ликвидация их либо автоматическое отключение участков с замыканием на землю.

В четырехпроходных сетях переменного тока или трехпроходных сетях постоянного тока для установок без повышенной опасности глухое заземление нейтрали обязательно.

Электрические установки напряжением выше 1000 В делятся на установки:

1) с изолированной нейтралью (напряжения до 35 кВ);

2) с нейтралью, включенной на землю через индуктивное сопротивление для компенсации емкостных токов (напряжения до 35 кВ и редко 110 кВ);

3) с эффективно заземленной нейтралью (напряжения 110 — 150 кВ)

4) с глухо заземленной нейтралью (напряжение 220 кВ и выше).

Кроме того, все эти установки подразделяются на установки с малыми токами замыкания на землю (до 500 А) и установки с большими токами замыкания на землю (более 500 А).

По частоте тока приемники электроэнергии делятся на приемники промышленной частоты (50 Гц), приемники с высокой (выше 10 кГц) и повышенной (до 10 кГц) и пониженной (ниже 50 Гц) частотами.

Большинство приемников использует электрическую энергию нормальной промышленной частоты. Установки высокой и повышенной частоты применяются для нагрева под закалку, ковку и штамповку металлов, а также для плавки металлов. К приемникам с повышенной частотой относятся, например, электрические двигатели в текстильной промышленности при производстве искусственного шелка (частота 133 Гц).

Переменный ток пониженной частоты в промышленных установках широкого применения не имеет.

Приемники электрической энергии могут быть подразделены на группы по сходству режимов, т. е. по сходству графиков нагрузки. Деление потребителей на группы позволяет более точно находить суммарную электрическую нагрузку.

Различают три характерные группы приемников:

1. Приемники, работающие в режиме с продолжительно неизменной или мало меняющейся нагрузкой. В этом режиме электрическая машина или аппарат может работать продолжительное время без повышения температуры отдельных частей машины или аппарата свыше допустимой. Примерами приемников, работающих в этом режиме, являются электродвигатели компрессоров, насосов, вентиляторов и т. п.

2. Приемники, работающие в режиме кратковременной нагрузки. В этом режиме рабочий период машины или аппарата не настолько длителен, чтобы температура отдельных частей машины или аппарата могла достигнуть установившегося значения. Период остановки машины или аппарата настолько длителен, что машина практически успевает охладиться до температуры окружающей среды. Примерами данной группы приемников являются электродвигатели электроприводов вспомогательных механизмов металлорежущих станков (механизмы подъема поперечины, зажимы колонн, двигатели быстрого перемещения суппортов и др.), гидравлических затворов и т. п.

3. Приемники, работающие в режиме повторно-кратковременной нагрузки. В этом режиме кратковременные рабочие периоды машины или аппарата чередуются с кратковременными периодами отключения. Повторно-кратковременный режим работы характеризуется относительной продолжительностью включения (ПВ) и длительностью цикла. В повторно-кратковременном режиме электрическая машина или аппарат может работать с допустимой для них относительной продолжительностью включения неограниченное время, причем превышение температур отдельных частей машины или аппарата не выйдет за пределы допустимых значений. Примером этой группы приемников являются электродвигатели кранов, сварочные аппараты и т. п.

В действительности график нагрузки каждого приемника отличается от заданного при проектировании. На режим работы приемника влияют технологические особенности каждой отрасли промышленности. График нагрузки приемника является основным показателем, по которому его следует классифицировать.

Кроме разделения потребителей по режимам работы следует учитывать несимметричность нагрузки или неравномерность загрузки фаз. К симметричным нагрузкам относятся электродвигатели и трехфазные печи.

К несимметричным нагрузкам (одно — и двухфазным) следует отнести электрическое освещение, однофазные и двухфазные печи, однофазные сварочные трансформаторы и т. п. в том случае, когда распределить их симметрично по фазам не удается.

5. Назначение трансформаторных подстанций

Трансформаторные подстанции предназначены для приема, преобразования и распределения электрической энергии трехфазного переменного тока промышленной частоты 50 Гц при номинальных напряжениях.

По сложности схемы по высокой стороне подстанции можно разделить на три группы:

1) подстанции без выключателей на стороне высшего напряжения (упрощенные схемы) для экономии с использованием короткозамыкателей и отделителей;

2) подстанции с малым числом выключателей на питающих линиях без сборных шин на стороне высшего напряжения;

3) подстанции с одной или несколькими системами сборных шин.

По назначению подстанции подразделяются на:

системные;

потребительские.

Системные подстанции входят в состав энергосистемы и предназначены для организации питающей электрической сети крупных энергетических районов.

Потребительские подстанции предназначены для питания энергией отдельных территории, промышленных районов или отдельных предприятий.

Потребительские подстанции делятся на 4 вида:

1. Районные подстанции входят в состав энергосистемы и предназначены для питания районов;

2. Главные понизительные подстанции (ГПП) — получают питание от районных подстанций напряжением U=110, 220, 330 кВ. Обеспечивают потребителей напряжением U=6, 10, 35 кВ.

3. Трансформаторная подстанция цеховая — происходит преобразование напряжения с 6 кВ на 0,4 кВ;

4. Подстанция глубокого ввода (ПГВ). Глубоким вводом называется система питания, при которой энергия подводится, как можно ближе к потребителю для уменьшения ступеней трансформации и снижение потерь мощности.

По способу присоединения подстанции подразделяются на следующие виды:

1. Тупиковые подстанции, получают питание по радиальным линиям (электроснабжение бурильных установок);

2. Подстанции на ответвлениях (отпаечные подстанции)

Рис. 5.1

3. Проходная подстанция, включается в рассечку линии передачи или 2-х линий с односторонним или двусторонним питанием

Рис. 5.2

4. Узловые подстанции, к которым подходят две и более линии электропередач. Такие подстанции относятся к системным подстанциям, могут исполнять роль районных подстанций.

Рис. 5.3

По количеству трансформаторов подстанции подразделяются на:

однотрансформаторные;

двухтрансформаторные.

Для узловых подстанций могут использоваться трёх или четырёх трансформаторные подстанции.

Способы управления подстанции:

1. Полностью автоматизированные, без обслуживающего персонала;

2. Автоматизированные подстанции с дежурным персоналом на дому;

3. Автоматизированные подстанции с постоянным присутствием обслуживающего персонала.

5.1 Типовая схема нормального режима подстанции 35/10кВ

Из типовой схемы ПС 35/10 кВ видно, что подстанцию можно условно разделить на 3 основных блока:

1. ОРУ-35кВ;

2. Силовые трансформаторы;

3. КРУН-10 кВ

5.2 Оборудование 35 кВ

ОРУ-35кВ состоит из ошиновки 35 кВ, разъединителей 35кВ в комплекте с заземляющими ножами; коммутационных аппаратов 35 кВ (отделитель (ОД), короткозамыкатель (КЗ), масляный выключатель 35 кВ (МВ-35кВ), разрядники (РВС-35), трансформаторы тока 35 кВ (ТТ-35)).

Разъединитель — аппарат высокого напряжения, служащий для коммутации (включения и отключения) без нагрузки участков электрической цепи, находящихся под напряжением или без него. Характерной особенностью разъединителей является наличие видимого разрыва цепи. Разъединителями могут отключать токи холостого хода трансформаторов, зарядный ток воздушных линий и кабелей, а в некоторых случаях и небольшие токи нагрузки.

Отделитель — коммутационный аппарат, который осуществляет быстрое автоматическое отключение поврежденного участка электрической сети в бестоковый период, а также операции отключения и включения участков элементов схемы, находящихся без напряжения, или для включения и отключения токов холостого хода трансформаторов.

Отделители устанавливаются на трансформаторных подстанциях без выключателя на стороне высшего напряжения в сетях наружных установок на номинальное напряжение 35 кВ, 110 кВ переменного тока частоты 50 Гц.

Отделители совместно с приводом ШПО (М) обеспечивают автоматическое отключение и ручное включение при:

1. высоте установки над уровнем моря не более 1000 м;

2. верхнем рабочем значении температуры окружающего воздуха плюс 40 °C;

3. нижнем рабочем значении температуры окружающего воздуха минус 60 °C.

Короткозамыкатель — коммутационный аппарат, который создает, при внутренних повреждениях силовых трансформаторов, мощные искусственные КЗ на питающих линиях, отключаемых затем выключателями. Отделитель в отличие от разъединителя имеет полуавтоматический привод управления, и в отличие от выключателя производит отключение поврежденного участка цепи в бестоковую паузу.

Выключатели высоковольтные масляные 35 кВ предназначены для коммутации электрических цепей при нормальных и аварийных режимах в сетях трехфазного переменного тока частоты 50 (60) Гц для открытых распределительных устройств.

Выключатели масляные 35кв могут быть установлены в районах умеренного, холодного и тропического климата, на высоте не более 1000 м над уровнем моря, с температурой окружающего воздуха от — 60 до + 40? С.

Выключатель состоит из трех полюсов, каждый из которых собран на отдельной крышке. Полюса соединены между собой в один общий комплект межполюсными муфтами. На каркасе укреплен шкаф с приводом. Выключатель управляется пружинным приводом ПП-67.

Выключатель комплектуется встроенными трансформаторами тока ТВ-35 ГОСТ 7746–89 (варианты исполнения 50/5, 75/5, 100/5, 150/5, 200/5 300/5, 600/5).

Основные преимущества баковых выключателей:

1. простота конструкции,

2. высокая отключающая способность,

3. пригодность для наружной установки,

4. возможность установки встроенных трансформаторов тока.

Недостатки баковых выключателей:

1. взрывои пожароопасность;

2. необходимость периодического контроля за состоянием и уровнем масла в баке и на вводах;

3. большой объем масла, что обусловливает большую затрату времени на его замену,

4. необходимость больших запасов масла;

5. непригодность для установки внутри помещений;

6. непригодность для выполнения быстродействующего АПВ;

7. большая затрата металла, большая масса, неудобство перевозки, монтажа и наладки.

5.3 Силовые трансформаторы 35/10 кВ

Основным элементом конструкции силового трансформатора является магнитопровод, на стержнях которого насажены обмотки. Магнитопровод с обмотками — активная часть (размещена в баке трансформатора и залита трансформаторным маслом). На крышке трансформатора устанавливаются маслонаполненные вводы 35−10 кВ, внутренняя полость которых связана с баком трансформатора ПНТ-35 кВ, ПНТ-10 кВ, для подключения обмоток трансформатора к шинам подстанции, переключатель РПН или выведена рукоятка переключателя ПБВ (в зависимости от конструкции). Также на крышке трансформатора смонтированы расширители для компенсации температурных изменений уровня масла в баке трансформатора, оборудованные стрелочными маслоуказателями или маслоуказательными стеклами уровня масла в расширителе с нанесением температурных отметок. Расширители соединены с баком трансформатора трубопроводом через газовое реле, являющееся элементом газовой защиты трансформатора, т. е. датчиком. Газовое реле реагирует на появление газов в корпусе реле или на поток масла со скоростью более 1 м/с из бака трансформатора в расширитель, а также обратно. При медленном выделении газов из бака трансформатора (вследствие начала развития повреждения, при медленном снижении уровня масла за счет резкого снижения температуры окружающего воздуха и недостаточном уровне масла в расширителе или утечки масла) происходит скопление газов в корпусе реле или заходит воздух из расширителя трансформатора. При этом газовое реле замыкает цепь работы газовой защиты трансформатора «на сигнал», При дальнейшем выделении газов замыкается цепь работы газовой защиты «на отключение» силового трансформатора. При бурном выделении газов из бака трансформатора, поток масла из бака трансформатора в расширитель со скоростью более 1 м/с и обратно вследствие повреждений в баке трансформатора или сильных утечек масла, мгновенно замыкается цепь работы газовой защиты на отключение трансформатора. Этой работой газового реле предотвращается дальнейшее развитие повреждений активной части силового трансформатора.

На крышке некоторых силовых трансформаторов установлена выхлопная труба, верхняя часть которой закрыта мембраной из стекла, которое разрушается при достижении давления в баке трансформатора больше 0,8 кг/см² и защищает бак трансформатора от разрывов при внутренних повреждениях трансформаторов. На более современных трансформаторах установлены предохранительные клапаны, (на боковой стенке трансформатора), открывающиеся при превышении давления внутри бака более — 0,8 кг/см². На крышке трансформаторов смонтированы датчики температуры верхних слоев масла

На боковых стенках бака трансформаторов смонтированы радиаторы охлаждения масла, термосифонный фильтр, в котором происходит непрерывная регенерация масла (масло, под действием естественной циркуляции, проходит через силикагель, которым заполнен бачок), привод РПН, указатели температуры верхних слоев масла в баке трансформатора, клемные шкафы. В нижней части бака трансформатора смонтирована сливная задвижка масла, маслоотборное устройство.

Расширитель трансформатора оборудован воздухоосушительными фильтрами для очистки воздуха от влаги и пыли, трубопроводами для доливки масла и запорной арматурой. Бак контактора РПН оборудован трубопроводом с запорной арматурой для слива масла и отбора пробы масла.

Технические характеристики силовых трансформаторов указаны на металлических табличках, прикрепленных к корпусу трансформатора.

Таблица 5.3.1. Технические характеристики трансформатора 35/10 кВ

5.4 Оборудование 10кВ подстанции 35/10 кВ

Оборудование 10кВ размещается в КРУН-10 кВ — комплектное распределительное устройство наружной установки 10 кВ, представляющее собой сборку ячеек 10 кВ целевого назначения.

Комплектные распределительные устройства КРУН-10 предназначены для комплектации КТП-35/6−10, отдельно стоящих РУ-10 (6) кВ, а также для расширения действующих КТП-35/6−10 кВ, для приёма и распределения электрической энергии номинальным напряжением 6−10 кВ.

Конструктивно КРУН-10 представляет собой сборносварную металлическую конструкцию с уплотнением на дверях. Двери расположены на противоположенных сторонах шкафа (по две с каждой стороны), что позволяет осуществлять его двухстороннее обслуживание, обеспечивает свободный доступ к аппаратуре.

Шкаф разделен перегородками на отсек управления, в котором размещается аппаратура и приборы управления, защиты, измерения и сигнализации; и отсеки высокого напряжения, которые комплектуются в зависимости от назначения шкафа.

Конструкция шкафов КРН обеспечивает механические и электрические блокировки, не допускающие:

· включение и отключение заземляющих ножей линейного и шинного разъединителей при включенных:

· высоковольтном выключателе;

· рабочих ножах разъединителей;

· включение разъединителей при включенных заземляющих ножах;

· открывание дверей камеры КРУН при включенных разъединителях.

Функции пункта секционирования КРУН — 10

· Оперативные переключения в распределительной сети.

· Автоматическое отключение поврежденного участка.

· Автоматическое повторное включение линии.

· На базе двух пунктов секционирования — автоматическое включение резервного питания (АВР).

· Организация учета потребления электроэнергии с классом точности 0,5−1,0 (коммерческий учет).

· Возможность организации сбора информации о параметрах режима работы сети на основе устройств защиты и учета электроэнергии.

Обязательными ячейками, входящими в данную сборку являются: Ввод-10кВ, ТН-10кВ, ТСН-10кВ, СМВ-10кВ (при наличии двух секций шин и более), а также ячейки отходящих фидеров.

5.5 Источники оперативного тока

Применяют два вида оперативного тока: переменный — на подстанциях с упрощенными схемами и постоянный — на станциях и подстанциях, имеющих стационарные аккумуляторные установки.

Система постоянного оперативного тока

В качестве источников постоянного оперативного тока используются аккумуляторные батареи типа СК или СН.

Всех потребителей энергии, получающих питание от аккумуляторной батареи, можно разделить на три группы:

1) Постоянно включенная нагрузка — аппараты устройств управления, блокировки, сигнализации и релейной защиты, постоянно обтекаемые током, а также постоянно включенная часть аварийного освещения. Постоянная нагрузка на аккумуляторной батареи зависит от мощности постоянно включенных ламп сигнализации и аварийного освещения, а также от типов реле. Так как постоянные нагрузки невелики и не влияют на выбор батареи, в расчетах можно ориентировочно принимать для крупных подстанций 110−500 кВ значение постоянно включенной нагрузки 25 А.

2) Временная нагрузка — появляющаяся при исчезновении переменного тока во время аварийного режима — токи нагрузки аварийного освещения и электродвигателей постоянного тока. Длительность этой нагрузки определяется длительностью аварии (расчетная длительность 0,5 часа).

3) Кратковременная нагрузка (длительностью не более 5 с) создается токами включения и отключения приводов выключателей и автоматов, пусковыми токами электродвигателей и токами нагрузки аппаратов управления, блокировки, сигнализации и релейной защиты, кратковременно обтекаемых током.