Замена электрооборудования подстанции

 

ВВЕДЕНИЕ

 

В ХХI веке невозможно представить жизнь без электричества, оно на столько плотно вошло в жизнь людей, что его использование стало повсеместным. Стало применятся огромное множество способов для получения электричества: от огромных атомных и гидроэлектростанций, до альтернативных источников таких как: солнечные батареи и ветряные станции. Все эти сооружения предназначены для выработки электроэнергии, а для ее трансформации и последующей передачи потребителю электроэнергия по высоковольтным линиям передается на подстанцию. Каждая подстанция состоит из трансформаторов, распределительных устройств, устройств управления, зашиты и измерения.

Иногда оборудование подстанции выходит из строя. Это может произойти по многим причинам таким, как старение, износ или ненадлежащая эксплуатация электрооборудования подстанции. В этих случаях производится замена или ремонт, вышедшего из строя, оборудования.

В данной курсовой работе будет рассмотрена замена электрооборудования подстанции «Варламово» 110/35/10 кВ.

 

 

 

 

 

 

1 Общая характеристика и описание  подстанции

 

Данная подстанция является распределительной на 110/35/10кВ. Подстанция, которая питает электроприёмники относиться к третей категории, и могут питаться от одного источника питания. Допустимые перерывы на время, необходимое для подачи временного питания, ремонта или замены поврежденного элемента системы электроснабжения, но не более чем на 1 сутки.

Главные схемы подстанций выбираются на основании схемы развития энергосистемы или схемы электроснабжения района. Главная схема подстанции «Варламово» представлена в приложении А.

На подстанции установлен силовой трансформатор  ТДТН-16000/110-У1 мощностью 16000 кВА. На линиях 110 кВ Ленинская и Таганай установлены разъединители РНДЗ-2-110-1000-У1. На линии 35 кВ Мирная установлен разъединитель РНДЗ-1-35-1000-У1. Защита оборудования подстанции от перенапряжения линии (например, во время грозы) выполняется с помощью вентильных разрядников РВС-110 и РВС-35. Защита подстанции от прямых ударов молнии осуществляется отдельно стоящими молниеотводами.

     Схема  на стороне 10 кВ выполнена в  виде одиночной несекционированной  системы шин. Подстанция на стороне  низкого напряжения выполнена  комплектного типа. Здесь предусмотрены  несекционированные сборные шины из шкафов КРУН серии К-37 с оборудованием десяти линейных ячеек.

 

 

 

 

 

 

 

2 Обоснование решения по производству работ

 

На ВЛ-35 «Мирная» в результате попадания молнии вышел из строя разрядник РВС-35. Причиной неисправности оказался пробой рабочих резисторов и разрушение фарфоровой покрышки.

При разборе причин аварии было выяснено:

- данный разрядник эксплуатировался более 10 лет, что привело к старению фарфоровой покрышки;

- должным образом не проводился осмотр состояния разрядника.

После разбора причин аварии было принято решение о замене разрядника РВС-35, на эквивалентный ему ограничитель ОПН-35/550/45-10-III(IV)-УХЛ1.

 

Таблица 1 - Технические характеристики

 

Наименование параметра	РВС-35		ОПН-35/550/45-10-III(IV)-УХЛ1
Класс напряжения сети, кВ действующее	35		35
Номинальное напряжение, кВ действующее	40,5		45,0
Импульсное пробивное напряжение при предразрядном времени от 2 до 20 мкс, кВ - не более	125		125
Остающееся напряжение при волне импульсного тока 8/20 мкс, кВ, не более - с амплитудой тока 3000А - с амплитудой тока 5000А - с амплитудой тока 10000А		122 130 143	116.4 126.0 142.4

 

 

 

 

Продолжение таблицы 1

Токовая пропускная способность: - 20 импульсов тока волной 16/40 мкс, кА - 20 импульсов тока прямоугольной  волной длительностью 2000 мкс, А	10,0      150	10,0     680
Длина пути утечки внешней изоляции, см, - не менее	115	148
Допустимое тяжение проводов, Н, - не менее	300	300
Высота, (Н), мм, - не более	1280	640
Масса, кг - не более	73,0	11

 

В таблице 1 представлены сравнительные характеристики РВС-35 и ОПН-35/550/45-10-III(IV)-УХЛ1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 Сравнение выбранного оборудования с аналогами отечественных и зарубежных передовых технологий и решений

 

Благодаря применению варисторов с нестареющими характеристиками производства компании EPCOS, ОПН-35/550/45-10-III(IV)-УХЛ1 не требуют обслуживания и контроля параметров на протяжении всего срока эксплуатации. Внешняя изоляция изготовлена с применением новейшей технологии литья жидкой силиконовой резины (Liquid Silicon Rubber). Это позволяет получить изоляционный корпус за одну операцию, что значительно снижает вероятность технологического брака и потери герметичности в процессе эксплуатации, в отличие от устаревшей, так называемой, «шашлычной» технологии. Такая изоляция обладает высокой гидрофобностью на протяжении всего срока службы и сохраняет ее даже в условиях сильно загрязненной атмосферы и позволяет не проводить чистку и обмывку изоляции аппаратов.

Минимальные массогабаритные показатели, обеспечивают удобство и простоту монтажа ОПН-35/550/45-10-III(IV)-УХЛ1. Конструкция фазного зажима обеспечивает удобство подключения ОПН-35/550/45-10-III(IV)-УХЛ1 к сети и минимизацию статических нагрузок на ограничитель от натяжения провода.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 2 – Технические характеристики аналогов ОПН-35

 

Наименование параметра	35/550/37-10-III(IV)-УХЛ1 (siemens)	35/550/40,5-10-III(IV)-УХЛ1 (EPCOS)	35/550/41-10-III(IV)-УХЛ1 (ФЕНИКС)	35/550/44-10-III(IV)-УХЛ1 (УЭС)	35/550/45-10-III(IV)-УХЛ1 (shnaider electric)
Класс напряжения сети, кВ	35	35	35	35	35
Наибольшее длительно допустимое рабочее напряжение, кВ (действ.)	37	40,5	41	44	45
Номинальное напряжение ограничителя, кВ	46,3	50,6	51,3	55	56,3
Номинальный разрядный ток, А	10000	10000	10000	10000	10000
Амплитуда испытательного прямоугольного импульса длительностью 2000мкс, А	550	550	550	550	550
Классификационное напряжение ограничителя (при классификационном токе Iкл=2 мА), кВ не менее	46,6	51,0	51,7	55,4	56,7
Способность к рассеиванию энергии расчетного прямоугольного импульса 2000 мкс, кДж не менее	120	131	133	143	146

Так как разные фирмы производители выпускают идентичные по характеристикам ограничители, то выбор именно данного ограничителя   ОПН-35/550/45-10-III(IV)-УХЛ1 фирмы Shnaider Electric был обоснован тем, что эта фирма хорошо зарекомендовала себя в наших предыдущих совместных работах.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 4 Мероприятия по управлению качеством проведения работ

 

В соответствии со СНиП 3.05.06-85 «Электротехнические устройства» должны выполняться следующие меры по подготовке к производству электромонтажных работ:

• должны быть выполнены генподрядчиком общестроительные и вспомогательные работы, предусмотренные Положением о взаимоотношениях организаций – генеральных подрядчиков с субподрядными организациями;
• должны быть согласованы графики поставки оборудования, изделий и материалов с учетом технологической последовательности производства работ, перечень электрооборудования, монтируемого с привлечением шефмонтажного персонала предприятий-поставщиков, условия транспортирования к месту монтажа тяжелого и крупногабаритного электрооборудования;
• оборудование, изделия, материалы и техническая документация должны передаваться в монтаж в соответствии с Правилами о договорах подряда на капитальное строительство и Положением о взаимоотношениях организаций – генеральных подрядчиков с субподрядными организациями;
• при приемке оборудования в монтаж производится его осмотр, проверка комплектности (без разборки), проверка наличия и срока действия гарантий предприятий-изготовителей.

Согласно СНиП 3.05.06-85 должны выполняться следующие мероприятия по производству электромонтажных работ:

• при погрузке, разгрузке, перемещении, подъеме и установке электрооборудования должны быть приняты меры по его защите от повреждений;
• установку, сборку и регулировку ограничителя следует производить в соответствии с монтажными инструкциями предприятий-изготовителей;

 

На основании СНиП 3.05.06-85 пусконаладочные работы должны выполняться по следующим правилам:

• при выполнении пусконаладочных работ следует руководствоваться требованиями Правил устройства электроустановок, утвержденных в порядке, установленном СНиП 1.01.02-83, проектом, эксплуатационной документацией предприятий-изготовителей;
• пусконаладочная организация должна передать заказчику в одном экземпляре протоколы испытания электрооборудования повышенным напряжением, заземления и настройки защит, а также внести изменения в один экземпляр принципиальных электрических схем объектов электроснабжения, включаемых под напряжение;
• вопрос о целесообразности предварительной проверки и настройки отдельных устройств электрооборудования, функциональных групп и систем управления вне зоны монтажа с целью сокращения сроков ввода объекта в эксплуатацию должен решаться пусконаладочной организацией совместно с заказчиком, при этом заказчик должен обеспечить доставку электрооборудования к месту наладки и по окончании пусконаладочных работ — к месту его установки в монтажной зоне;
• общие требования безопасности при совмещенном производстве электромонтажных и пусконаладочных работ в соответствии с действующими Правилами техники безопасности обеспечивает руководитель электромонтажных работ на объекте. Ответственность за обеспечение необходимых мер безопасности, за их выполнение непосредственно в зоне производимых пусконаладочных работ несет руководитель наладочного персонала;
• после проведения индивидуальных испытаний электрооборудование считается принятым в эксплуатацию. При этом пусконаладочная организация передает заказчику протоколы испытаний электрооборудования повышенным напряжением, проверки устройств заземления и зануления, а также исполнительные принципиальные электрические схемы, необходимые для эксплуатации электрооборудования. Остальные протоколы наладки электрооборудования передаются в одном экземпляре заказчику в двухмесячный срок, а по технически сложным объектам — в срок до четырех месяцев после приемки объекта в эксплуатацию;
• должны выполняться пусконаладочные работы по настройке взаимодействия электрических схем и систем электрооборудования в различных режимах;
• должно быть выполнено обеспечение взаимных связей, регулировка и настройка характеристик и параметров отдельных устройств и функциональных групп электроустановки с целью обеспечения на ней заданных режимов работы;
• должно быть выполнено опробование электроустановки по полной схеме на холостом ходу и под нагрузкой во всех режимах работы для подготовки к комплексному опробованию технологического оборудования;
• работа пусконаладочной организации считается выполненной при условии подписания акта приемки пусконаладочных работ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5 Календарный план

 

В календарном плане производства работ по объекту или комплексном сетевом графике устанавливаются последовательность и сроки выполнения работ с максимально возможным их совмещением;

Комплексный сетевой график представлен в таблице 3.    

 

Таблица 3 – Календарный план производства работ по объекту (виду работ)

 

Наименова-ние работ	Объем работ		Затра-ты труда, чел.-дн	Требуемые машины		Продолжи-тельность работы, дн	Число смен	Числен-ность рабочих в смену	Состав бри-гады	График работ (дни, месяцы)
	Единица измере-ния	Колли-чество		наименование	число маш.-смен
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
Монтаж ОПН-35/550/45-10-III(IV)-УХЛ1	чел./ч.	2	1	Лада Калина	1	1	1	2	2	5.05.13

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6 График поступления конструкций, материалов, оборудования

 

График поступления на объект конструкций, материалов и оборудования представлен в таблице 4.

 

Таблица 4 — График поступления на объект конструкций, материалов и оборудования

 

Наименование строительных конструкций, изделий, материалов и оборудования	Единица измерения	Количество	График поступления по дням, неделям, месяцам
1	2	3	4
ОПН-35/550/45-10-III(IV)-УХЛ1	шт.	1	5.05.13

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7 График движения  рабочих кадров и основных  строительных машин

 

График движения рабочих кадров по объекту представлен в таблице 5.

 

Таблица 5 — График движения рабочих кадров по объекту.

 

Наименование профессий рабочих	Численность рабочих	Среднесуточная численность рабочих по   месяцам, неделям, дням
		05.05.13
1	2	3
Электромонтер 4-ого разряда	1	1
Электромонтер 3-ого разряда	1	1

 

 

     График движения  основных строительных машин  по объекту представлен в таблице 6.

 

  Таблица 6 — График движения основных строительных машин по объекту.

 

Наименование	Единица измерения	Число машин	Среднесуточное число   машин по дням, неделям, месяцам
			05.05.13
1	2	3	4
Лада Калина	шт.	1	1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8 Технологическая карта на выполнение  монтажных работ

 

Таблица 7 – Технологическая карта на выполнение монтажных работ по  установке ограничителя ОПН-35/550/45-10-III(IV)-УХЛ1

 

 

Состав бригады	Электромонтер IV разряда - 1 чел. Электромонтер III разряда - 1 чел. Водитель машины - 1 чел.
Условия труда и меры безопасности	Работа в действующей электроустановке. Работы выполняются по наряду. Опасную зону оградить фасадной металлической перегородкой с нанесённым на неё предупреждающим знаком «Высокой напряжение».
Инструмент	Ключи гаечные (1 комплект) Ключ торцовый (3 шт) Бородок слесарный (1 шт) Отвёртка (2 шт) Плоскогубцы (2 шт) Металлическая линейка (1шт) Штангенциркуль (2 шт) Напильники разные (2 шт) Надфили разные (2 шт) Щуп (1 шт) Отвес(1 шт) Угломер (1 шт) Монтёрский нож (1 шт)
Приборы, приспособления и защитные средства	Электросекундомер (1 шт) Амперметр М82 (1 шт) Милливольтметр (1 шт) Мегаомметр (1 шт) Микроометр (1 шт) Виброграф (1 шт) Защитная каска (3 шт) Плакаты по охране труда и безопасности (1 комплект) Аптечка (1 шт) Противень (1 шт)
Материалы и запасные части	Наконечник (3 шт) Болты (6 шт) Шайбы (6 шт) Гайки (6 шт) Граверы (6 шт)

  Продолжение таблицы 7

 

Последовательность операций

1) Оформления наряда допуск бригады 2) Подготовка материалов, инструмента  приборов 3) Вскрытие упаковки и осмотр  сборочных единиц ограничителя 4) Установка ограничителя 5) Крепление ограничителя болтовым соединением 6) Присоединение кабелей к наружным выводам 7) Проверка работоспособности 8) Измерение сопротивления 9) Испытание изоляции переменным одноминутным напряжением 10) Протирка изоляции 11) Оформление окончания работ

 

Технологическая карта на выполнение монтажных работ по установке ограничителя ОПН-35/550/45-10-III(IV)-УХЛ1 приведена в таблице 7.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9 Решения по безопасному производству работ и охране труда

 

Согласно ГОСТ 12.3.032-84 «Работы электромонтажные. Общие требования безопасности» должны соблюдаться следующие меры по обеспечению безопасности выполнения электромонтажных работ по установке ограничителя ОПН-35/550/45-10-III(IV)-УХЛ1:

• электромонтажные работы следует начинать только после выполнения мероприятий по технике безопасности;
• работающие должны быть защищены от воздействия опасных и вредных производственных факторов по ГОСТ 12.0.003-74, возникающих при проведении электромонтажных работ;
• при электромонтажных работах не допускается использовать электроустановки или их части, не принятые в эксплуатацию в установленном порядке;
• совмещать электромонтажные работы с другими работами, в том числе проводимыми одновременно несколькими организациями, допускается только при наличии и соблюдении графика совмещенного проведения работ, предусматривающего общие мероприятия по технике безопасности;
• персонал, проводящий электромонтажные работы, не должен выполнять работы, относящиеся к эксплуатации электроустановок;
• в процессе монтажа электроустановок необходимо выполнять правила пожарной безопасности при производстве строительно-монтажных работ и правила пожарной безопасности при проведении сварочных и других огневых работ на объектах народного хозяйства, утвержденные Главным управлением пожарной охраны МВД России;
• электромонтажные работы в действующих электроустановках необходимо выполнять после снятия напряжения со всех токоведущих частей, находящихся в зоне производства работ, их отсоединения от действующей части электроустановки, обеспечения видимых разрывов электрической цепи и заземления отсоединенных токоведущих частей;
• зона, в которой проводятся электромонтажные работы, должна быть отделена от действующей части электроустановки таким образом, чтобы была исключена возможность доступа работающих к токоведущим частям, находящимся под напряжением;
• перед началом электромонтажных работ на действующем предприятии (цехе, участке) ответственные представители этого предприятий (заказчика) и генерального подрядчика с участием субподрядных организаций должны оформлять акт-допуск;
• последовательность проведения электромонтажных работ необходимо соблюдать таким образом, чтобы предыдущая операция не являлась источником опасных и вредных производственных факторов при выполнении последующих;
• лица, допускаемые к работам на оборудовании с электроприводом, должны иметь квалификационную группу по технике безопасности (электробезопасности) по правилам технической эксплуатации электроустановок потребителей и правилам техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей, утвержденным Главгосэнергонадзором;
• лица, допускаемые к электромонтажным работам, должны проходить предварительный и периодические медицинские осмотры в сроки, установленные Минздравом России;
• лица, участвующие в электромонтажных работах, должны пройти инструктаж по безопасности труда согласно ГОСТ 12.0.004-79, при этом - повторный инструктаж не реже одного раза в три месяца;
• средства защиты, применяемые для предотвращения или уменьшения воздействия опасных и вредных производственных факторов, возникающих при электромонтажных работах, должны соответствовать ГОСТ 12.4.011-75 и стандартам ССБТ на конкретные средства защиты;
• средства индивидуальной защиты должны соответствовать виду электромонтажных работ, условиям их проведения, применяемым машинам, механизмам, инструменту, приспособлениям и материалам;
• лица, занятые в электромонтажном производстве, должны быть обеспечены средствами индивидуальной защиты в соответствии с отраслевыми нормами, утвержденными в установленном порядке.

 

 

 

10 Ситуационный план с границами объекта

 

Ситуационный план подстанции «Варламово» представлен в     приложении А.

 

11 Чертеж плана и разреза ПС «Варламово» 110/35/10 кВ

 

План и разрез подстанции «Варламово» приведён в приложении Б.

 

 

12 Чертеж электрического  аппарата с монтажными узлами

 

Чертёж ограничителя ОПН-35/550/45-10-III(IV)-УХЛ1 приведен в приложении В.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

 

В работе был разработан проект производства работ на замену вышедшего из строя разрядника РВС-35 на ограничитель перенапряжения ОПН-35/550/45-10-III(IV)-УХЛ1. Проект включает в себя обоснования решения по производству работ, сравнение выбранного ограничителя с аналогами отечественных и зарубежных передовых технологий и решений, мероприятия по управлению качеством проведения работ, календарный план, график поступления конструкций, материалов, оборудования, график движения рабочих кадров и основных строительных машин, технологическая карта на выполнение монтажных работ и решения по безопасному производству работ и охране труда. Кроме того, разработан ситуационный план с границами объекта, чертеж плана и разреза подстанции «Варламово», чертеж электрического аппарата с монтажными узлами.

 

 

Библиографический список

 

1 Полуянович Н. К. Монтаж, наладка, эксплуатация и ремонт систем электроснабжения промышленных предприятий. / Н. К. Полуянович. – М.: Лань, 2012. – 400 с.

2 Хошмухамедов И. М. Монтаж, наладка и эксплуатация электрооборудования. Учебник для вузов. / Хошмухамедов И. М.,  Пичуев А. В. – М.: Издательство Московского государственного горного университета, 2006. – 333 с.