Техническое обслуживание электрооборудования КТПК – Т В/В – 250 – 10/0,4

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 5

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 7

1. Общие сведения
1. Назначение, технические характеристики КТПК – Т 7
2. Устройство и принцип работы КТПК – Т 10
3. Описание отдельных элементов электрооборудования 20
2. Расчётная часть
1. Расчёт параметров надёжности элементов 33

           2.2 Расчёт необходимого количества запасных частей 40

3. Технологическая часть
1. Организация технологического обслуживания КТПК – Т 43
2. Техническое обслуживание трансформатора 47
3. Подготовка КТПК – Т к использованию 49
4. Использование КТПК – Т по назначению 52
5. Порядок технического обслуживания 57
6. Осмотр и испытание КТПК – Т 58
7. Консервация 61

         3.8 Хранение и транспортировка электрооборудования  62

4. Охрана труда
1. Общие требования безопасности  63
2. Техника безопасности при эксплуатации электрооборудования 70
3. Противопожарные мероприятия  74

ЗАКЛЮЧЕНИЕ  77

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ  78

ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

В системах электроснабжения наиболее распространены подстанции и распределительные устройства, работающие в сетях напряжением 6 – 10 кВ. К ним присоединяют широко развитые сети напряжением ниже и выше 1000 В. Сети промышленных предприятий получают электроэнергию от районных подстанций энергетических систем, а также от собственных понижающих подстанций.

Под техническим обслуживанием электрооборудования понимают процесс содержания сети электроснабжения в работоспособном и безопасном состоянии, чёткое описание порядка устранения неисправностей и сроков проведения регламентированных работ, также под этим термином подразумевается целая система мероприятий, включающая в себя планирование, подготовку и выполнение планово – предупредительных осмотров и технического обслуживания.

Внедрение во все отрасли народного хозяйства новых, совершенных технологических процессов на основе электрификации, растущая техническая сложность монтируемого электрооборудования требуют непрерывного повышения качества и надёжности монтажа. Выполнение этих требований в большей степени зависит от знаний и опыта электромонтажников, от постоянного роста их численности и повышения квалификации. Главными направлениями в решении этих задач можно считать увеличение количества трансформаторных подстанций, и широкое применение на подстанциях трансформаторов с регулированием напряжения под нагрузкой.

Большое число электроустановок в электрических сетях, разнообразие типов и видов оборудования требуют постоянного контроля за работой оборудования, его своевременного и качественного ремонта для обеспечения надёжной и устойчивой работы.

Главная задача технического обслуживания электрохозяйства промышленных предприятий состоит в том, чтобы не допускать производственные простои из – за неисправности электроустановок, поддерживать надлежащее качество электроэнергии и сохранять паспортные параметры электрооборудования в течение максимального времени при минимальном расходе электрической энергии и материалов, в обеспечении и повышении надёжного электроснабжения потребителей при условии высокой экономичности электропередачи.

Качественное техническое обслуживание электроустановок – это основа безопасности эксплуатации каждого жилого или производственного здания, гарантия того, что электрооборудование будет работать только в штатном режиме, без простоев и аварий. Проведение профилактических работ позволит не только избежать неприятностей, но и продлить срок службы электрооборудования, т.е. сэкономить средства на ремонте. Высокое качество и безопасность монтажа, наименьшие затраты труда могут быть обеспечены только в том случае, если электромонтажник хорошо знает технологию монтажа, последовательность операций и приёмы их выполнения, основы организации работ, а также устройство и особенности эксплуатации механизмов, инструментов и приспособлений. Существенное значение для работы имеет также знание систем электроснабжения, назначения и принципов действия аппаратов защиты электроустановок и управления ими, а также конструктивного устройства распределительных сетей.

В данном курсовом проекте представлена и подробно описана комплектная трансформаторная подстанция типа «киоск» тупиковая. Здесь идёт подробное описание устройства и принципа работы подстанции, её отдельных элементов, технологии обслуживания и осмотра подстанции. Данная подстанция является современной и часто используемой в наше время для снабжения потребителей электроэнергией.

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1 Общие сведения

1.1 Назначение, технические характеристики КТПК – Т

Комплектная трансформаторная подстанция (КТП) тупиковая наружной установки, киоскового типа, мощностью 250 кВ*А, напряжением 10 (6)/0,4 кВ с воздушным выводом на стороне высшего напряжения (РУ – 10 (6) кВ), с воздушным выводом на стороне низшего напряжения (РУ – 0,4 кВ), предназначена для приема электроэнергии (переменного трехфазного тока промышленной частоты 50 Гц) напряжением 10 (6) кВ, преобразования ее в электроэнергию напряжением 0,4 кВ и снабжения ею потребителей.

КТП применяется для электроснабжения промышленных, сельскохозяйственных, коммунальных объектов в кольцевых или радиальных схемах распределительных сетей.

Нормальными условиями работы КТП являются:

1. высота над уровнем моря – не более 1000 м;
2. нижнее значение рабочей температуры воздуха – минус 45°С;
3. верхнее значение рабочей температуры воздуха – плюс 40°С;
4. относительная влажность воздуха – 80% при температуре плюс 20°С.

КТП пригодны для работы в условиях гололёда при толщине льда до 20 мм и скорости ветра до 15 м/с.

Окружающая воздушная среда не должна содержать едких паров, пыли и газов в концентрациях, нарушающих работу КТП, а также разрушающих металлы и изоляцию.

Рисунок 1.1 – Подстанция распределительных устройств и ЛЭП

Рассмотрим технические характеристики данного электрооборудования.

Основные параметры КТП приведены в таблице 1.1

Схемы электрические принципиальные приведены в приложении.

Величина сопротивления изоляции на стороне низшего напряжения (РУ – 0,4 кВ) относительно корпуса – не менее 0,5 МОм.

Величина сопротивления изоляции на стороне высшего напряжения (РУ – 10(6) кВ) относительно корпуса и других заземлённых полюсов – не менее 1000 Мом.

Ток электродинамической стойкости шин отсека высшего напряжения – 16 кА, ток термической стойкости шин отсека ВН в течение 1с – 12,5 кА.

Таблица 1.1 – Основные параметры КТПК – Т

1.2 Устройство и принцип работы КТПК – Т

Комплектная трансформаторная подстанция киоскового типа 10 (6)/0,4 кВ выполнена в виде разборной конструкции, составные части которой соединены болтовыми соединениями и состоит из корпуса КТПК, вводного короба и кронштейна для подключения ВЛ 10 кВ.

Рисунок 1.2 – Общий вид КТПК – Т

Корпус КТПК состоит из крыши, обшивки, основания и разделён на отсеки устройства высшего напряжения (РУ – 10 (6) кВ) и распределительного устройства низшего напряжения (РУ – 0,4 кВ).

Основание представляет собой цельносварную конструкцию, верхняя часть имеет сплошной настил с жалюзями для естественного охлаждения трансформатора, рассчитано на установку масляных трансформаторов 100 – 400 кВ*А и имеет пять отверстий для ввода кабелей низкого напряжения 0,4 кВ, закрытых листовой резиной. Отсек высшего напряжения РУ – 10 (6) кВ имеет две двери: стальная одностворчатая (наружная) для защиты оборудования, сетчатая одностворчатая (внутренняя) для осмотра оборудования без снятия нагрузки.

Отсек устройства РУ – 0,4 кВ отделён от отсека РУ – 10 (6) кВ стальными листами и образует шкаф, в котором смонтировано оборудование низкого напряжения и закрывается одностворчатой стальной дверью.

Вводной короб выполнен со съёмными листами, в нём расположены шины и верхние контакты держатели предохранителей. В верхней части короба расположены проходные изоляторы 10 кВ и имеется отверстие для воздушного вывода изолированного провода 0,4 кВ и вентиляции. На крыше короба также крепится болтовыми соединениями кронштейн.

Кронштейн состоит из:

1. приёмного портала, на котором крепятся штыревые изоляторы 10 кВ;
2. кронштейна траверсы для установки штыревых изоляторов 0,4 кВ;
3. кронштейнов для крепления ограничителей перенапряжения 10 кВ;

КТП имеет следующие основные составные части:

1. распределительное устройство со стороны высшего напряжения (РУ – 10 (6) кВ);
2. отсек силового трансформатора;
3. распределительное устройство со стороны низшего напряжения (РУ – 0,4 кВ).

Комплектно с КТПК может поставляться разъединитель наружной установки и силовой трансформатор.

В таблице 1.2 подробно описана конструкция КТПК – Т.

Таблица 1.2 – Конструкция КТПК – Т

Рисунок 1.3 – КТПК – Т в разрезе

В высоковольтном РУ высшего напряжения (РУ – 10 (6) кВ) КТП тупикового типа установлено следующее оборудование:

1. с кабельным вводом мощностью 25/250 кВ*А – разъединитель с предохранителями; мощностью 400/1600 кВ*А – выключатели нагрузки с предохранителями;
2. с воздушным вводом – только предохранители.

Таблица 1.3 – Однолинейная схема для разных вводов КТПК – Т

Отсек трансформатора допускает установку масляного трансформатора типа ТМ, ТМГ мощностью до 1600 кВ*А включительно по ГОСТ 12022.

Низковольтное распределительное устройство (РУ) выполнено в виде щита и имеет следующее оборудование:

1. вводной разъединитель (автоматический выключатель);
2. автоматические выключатели (рубильники с предохранителями) отходящих линий;
3. панель учёта электроэнергии и контроля напряжения на шинах 0,4 кВ;
4. автомат включения уличного освещения;
5. разрядники (ограничители напряжения) низшего напряжения (РУ – 0,4 кВ).

Для исключения ошибочных операций при производстве оперативных переключений в отсеке РУ высшего напряжения (РУ – 10 (6) кВ предусмотрены следующие механические блокировки:

1. блокировка привода главных ножей разъединителя 10 кВ и рубильника ввода РУ – 0,4 кВ, препятствующая отключению разъединителя при включённой нагрузке со стороны 0,4 кВ;
2. блокировка отключения рубильника под нагрузкой;
3. блокировка привода главных ножей разъединителя с приводом заземляющих ножей, не допускающая включения главных ножей при включённых ножах заземления и наоборот;
4. блокировка сетчатой двери отсека устройства высшего напряжения РУ – 10(6) кВ (с силовым трансформатором и с предохранителями 10 кВ), не допускающая её открывания при выключенном заземляющем ноже разъединителя 10 кВ и наоборот;
5. блокировка главных и заземляющих ножей высоковольтного разъединителя, не позволяющая включить заземляющие ножи аппарата при включённых главных ножах.

Рисунок 1.4 – Соединение трансформатора к распределительным устройствам

Работа КТПК – Т рассматривается по электрической принципиальной схеме (Приложение А). На стороне РУ – 10 (6) кВ масляный трансформатор присоединяется к линии РУ – 10 (6) кВ по тупиковой схеме через разъединитель и предохранители. К сборным шинам РУ – 0,4 кВ трансформатор присоединяется через рубильник. РУ – 0,4 кВ КТП предусматривает возможность присоединения от трёх до пяти линий через автоматические выключатели с дополнительной установкой токового реле в нулевом проводе ( с Iном ≤ 160 А). Кроме того, в КТП предусмотрен фидер уличного освещения, в цепях которого установлены предохранители, контактор и фотореле (для автоматического управления). Учёт электроэнергии на вводе 0,4 кВ осуществляется трёхфазным счётчиком, включённым через трансформаторы тока. Напряжение высоковольтной линии подается через выключатель нагрузки или разъединитель и высоковольтные предохранители на вводы трансформатора. Пониженное до 0,4 кВ напряжение через вводные коммутационные аппараты подается на силовые фидеры и фидер уличного освещения. Контроль тока и напряжения осуществляется амперметрами и вольтметром с переключателем.

Присоединение КТПК к воздушной линии 10  (6) кВ осуществляется через разъединитель, который устанавливается отдельно на концевой опоре ВЛ 10  (6) кВ (в комплект поставки не входит).

Высоковольтная линия 10 (6) кВ к РУВН присоединяется через высоковольтный ввод, установленный на крыше (воздушный ввод) или через отверстие в основании подстанции (кабельный ввод). 
Высоковольтный воздушный ввод выполнен в виде отдельной конструкции и имеет фланцевое соединение с КТПНУ. На вводе ВН устанавливается:

1. разрядники 10 (6) кВ типа РВО или ОПН;
2. проходные изоляторы ИПУ – 10 – 250 через уплотнение из пористой резины;

3. рама с изоляторами для воздушного ввода низкого напряжения.

Рисунок 1.5 – Общий вид масляного трансформатора

На двери воздушного ввода может быть установлен ключ – замок ЗБ-1, предотвращающий открытие двери при включенном разъединителе РЛНД – 10/400. Двери имеют возможность запирания на навесной замок.

Масляный трансформатор отделен от РУВН и РУНН металлическими перегородками. Обслуживание трансформаторного отсека осуществляется через распашные ворота. В целях безопасности обслуживающего персонала за воротами на высоте 1,2м. от уровня пола устанавливается барьер, изготовленный из деревянного бруса, окрашенного в желтый цвет и имеющего предупредительную надпись.

Рисунок 1.6 – Вариант исполнения РУ – 0,4 кВ КТП 250 кВ*А

В трансформаторном отсеке предусмотрены освещение, решетка маслоприемника. Вентиляция трансформаторного отсека осуществляется через вентиляционные решетки, расположенные снизу и сверху ворот.

Ошиновка подстанции выполняется алюминиевыми шинами АД31Т. 
На стороне 10 (6) кВ силовой трансформатор присоединяется к линии 10 (6)  кВ через разъединитель, выключатель нагрузки и предохранители. 
Установка выключателя нагрузки 10 кВ внутри КТПК позволяет отключать ее со стороны 10 кВ под нагрузкой (без отключения фидерных автоматов). К сборным шинам 0,4 кВ трансформатор присоединяется через рубильник.

В КТПК с прямым вводом конструктивно роль разъединителя РУВН выполняет РЛНД (в комплект поставки не входит), устанавливаемый на опоре.

Рисунок 1.7 – РЛНД (линейный разъединитель)

РУНН отделено от отсека масляного трансформатора стальной перегородкой и образует шкаф, в котором смонтирована панель РУНН. Шкаф имеет двери, с наружной стороны шкафа предусмотрена кабельная розетка. В шкафу предусмотрено освещение, а также окно для наблюдения за уровнем масла в трансформаторе.

В отсеке РУНН расположены низковольтные коммутационные аппараты вспомогательных цепей, аппаратура защиты, управления, автоматики и учета, сборные шины.

РУНН 0,4 кВ КТПК предусматривает возможность присоединения до 8 линий через рубильники (автоматические выключатели) с дополнительной установкой токового реле в нулевом проводе.

На сборке располагаются вводной рубильник и (или) автоматический выключатель, трансформаторы тока (не более 6 шт.), до 8 отходящих линий на автоматических выключателях или рубильниках с предохранителями РПС / РС, фидер уличного освещения, счетчик электроэнергии, устройства контроля тока и напряжения.

Рисунок 1.8 – Общий вид КТПК – Т в разобранном виде

В РУНН находится проем под кабели отходящих линий. В крыше имеется башня до шести отверстий диаметром 63мм. для кабелей, идущих к воздушному вывозу низкого напряжения. Повреждение кабеля исключается так, как в отверстия вставлены пластмассовые сальники.

1.3 Описание отдельных  элементов электрооборудования

Рассмотрим комплектацию КТПК типа «киоск», которая состоит из высоковольтного ввода (РУ – 10 (6) кВ), отсека масляного трансформатора и отсека распределительного устройства низкого напряжения (РУ – 0,4 кВ).

В отсеке устройства высшего напряжения РУ – 10 (6) кВ расположены: силовой трансформатор, предохранители 10 кВ, выключатели, разъединители, ОПН (ограничителя перенапряжения).

В отсеке устройства низшего напряжения РУ – 0,4 кВ расположены низковольтные коммутационные аппараты вспомогательных цепей, аппаратура защиты, управления, автоматики и учёта, сборные шины.  Рассмотрим их подробнее.

1.3.1 Автоматический выключатель QF1 – QF5  (ВА5735)

Рисунок 1.9 – Трехполюсный автоматический выключатель типа ВА5735

Трехполюсные автоматические выключатели типа ВА5735 предназначены для применения в электрических цепях с напряжением 400 / 690 В переменного тока частотой 50 и 60 Гц, их защиты от токов короткого замыкания, токов перегрузки, недопустимых снижений напряжения, а также для нечастых оперативных включений и отключений.

Таблица 1.4 – Технические характеристики автоматического выключателя

1.3.2 Трансформатор тока ТА1 – ТА3 (ТТИ – А 400/5 А 10 ВА 0,5)

Трансформаторы тока ТТИ предназначены для применения в схемах учета электроэнергии; для передачи сигнала измерительной информации измерительным приборам или устройствам защиты и управления.

Рисунок 1.10 – Трансформатор тока

Особенности:

1. корпус трансформатора выполнен неразборным и опломбирован наклейкой, что делает невозможным доступ к вторичной обмотке;
2. универсальное окно позволяет устанавливать в качестве первичной обмотки кабели и шины различных сечений и конфигураций;
3. клеммные зажимы вторичной обмотки закрываются прозрачной крышкой, что обеспечивает безопасность при эксплуатации. Кроме того, крышку можно опломбировать.
4. встроенная медная лужёная шина позволяет подключать как медные, так и алюминиевые проводники;
5. возможность монтажа на шину, либо на панель.

Таблица 1.5 – Технические характеристики трансформатора тока

1.3.3 Ограничитель перенапряжений ОПН – 0,4 кВ

При воздушном вводе трансформаторные подстанции обязательно должны комплектоваться устройствами защиты электрооборудования переменного тока от грозовых и иных видов перенапряжений. В качестве такого устройства в подстанции используют разрядники РВО, либо ограничители перенапряжения ОПН.

Рисунок 1.11 – ОПН – 0,4 кВ

Ограничители перенапряжений ОПНп – 0,4/300 –УХЛ(1…4) предназначены для защиты от коммутационных и грозовых перенапряжений электрооборудования сетей с изолированной или компенсированной нейтралью напряжением 0,22 – 0,4 кВ переменного тока частотой 50 Гц.

Ограничители ОПНп представляют собой защитные аппараты опорно-подвесного типа, состоящие из последовательно соединенных оксидно-цинковых варисторов, заключенных в полимерный герметизированный высокопрочный корпус, оконцованный металлическими фланцами.

Таблица 1.6 – Технические характеристики ОПН – 0,4 кВ

Продолжение таблицы 1.6

1.3.4 Трансформатор ТМ – 250 кВ*А

Трансформаторы масляные серий ТМ – 250 предназначены для работы в  электросетях напряжением 6 или 10 кВ, 35 кВ в открытых электроустановках в условиях умеренного климата (исполнение У1 по ГОСТ 15150-69) и служат для понижения высокого напряжения питающей электросети до установленного уровня потребления. Трансформатор помещен в бак с маслом для охлаждения и предотвращения разрушение обмоток трансформатора от внешней среды.

Трансформатор ТМ – 250 состоит из: бака с радиаторами, крышки бака, расширительного бачка и активной части.

Рисунок 1.12 – Трансформатор масляный

Бак снабжен пробкой для взятия пробы масла и пластиной для заземления трансформатора. Наружная поверхность бака окрашена атмосферостойкими серыми, светло-серыми или темно – серыми красками (возможно изменение тона окраски). Все уплотнения трансформатора выполнены из маслостойкой резины.

Бак трансформатора состоит из:

1. стенок, выполненных из стального листа толщиной от 2,5 мм до 4 мм. (в зависимости от мощности трансформатора);

2. верхней рамы;

3. радиаторов;

4. петель для подъема трансформатора;