ОРГАНИЗАЦИЯ МОНТАЖА И ЭКСПЛУАТАЦИИ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ ТРАНСФОРМАТОРНЫХ ПОДСТАНЦИЙ
Содержание
Введение. 5
1 ТРАНСФОРМАТОРНЫЕ ПОДСТАНЦИИ И ИХ ВИДЫ.. 7
1.1 Электрические подстанции, и их виды, трансформаторные подстанции 7
1.2 Виды трансформаторных подстанций. 12
2.ОРГАНИЗАЦИЯ МОНТАЖА И ЭКСПЛУАТАЦИИ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ ТРАНСФОРМАТОРНЫХ ПОДСТАНЦИЙ.. 19
2.1 Монтаж электрооборудования трансформаторных подстанций. 19
2.2 Эксплуатация электрооборудования трансформаторных подстанций .22
3 ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ ОХРАНЫ ТРУДА……………………………30
3.1 Требования охраны труда перед началом работ………………….31
3.2 Требования охраны труда во время работы…………………….…33
3.3 Требования охраны труда по окончанию работы………………...35
Заключение………………………………………………………………..36
Список используемой литературы.. 38
Введение
Актуальность темы курсовой работы определяется тем, что в настоящее время электрическая энергия является наиболее широко используемой формой энергии. Это обусловлено относительной легкостью ее получения, преобразования, передачи на большое расстояние и распределения между приемниками. Огромную роль в системах электроснабжения играют электрические подстанции - электроустановки, предназначенные для преобразования и распределения электрической энергии. В России, как и в других западных странах, для производства и распределения электрической энергии используют трехфазный переменный ток частотой 50 Гц. Применение трехфазного тока частотой 50 Гц обусловлено большей экономичностью сетей и установок трехфазного тока по сравнению с сетями однофазного переменного тока, а также возможностью применения в качестве электропривода наиболее надежных, простых и дешевых асинхронных электродвигателей.
|
|
|
Объектом исследования курсовой работы является техническое обслуживание и ремонт электрического и электромеханического оборудования.
Предметом исследования курсовой работы является монтаж и эксплуатация электрооборудования трансформаторных подстанций
Целью курсовой работы является исследование организации монтажа и эксплуатации электрооборудования трансформаторных подстанций. В соответствии с поставленной целью решаются следующие задачи:
- Проанализировать понятие электрической подстанции, их виды, понятия трансформаторной подстанции;
Дать характеристику видов трансформаторных подстанции;
Проанализировать организацию монтажа электрооборудования трансформаторных подстанций;
Проанализировать организацию эксплуатации электрооборудования трансформаторных подстанций.
Теоретическую базу курсовой работы составляют учебная и научная литература, статьи периодической печати, справочные материалы.
|
|
|
Методологическую базу курсовой работы составляют метод дедукции, метод индукции, метод системного анализа, метод сравнительного анализа, формально-логический метод.
Структуру курсовой работы составляют введение, две главы, заключение, список используемой литературы.
В курсовой работе имеются ссылки на используемые при ее написании источники.
ТРАНСФОРМАТОРНЫЕ ПОДСТАНЦИИ И ИХ ВИДЫ
Электрические подстанции, и их виды, трансформаторные подстанции
Электрической подстанцией называют электроустановку, служащую для преобразования и распределения электроэнергии и состоящую из трансформаторов или других преобразователей энергии, распределительного устройства, устройства управления и вспомогательных сооружений. [7, c. 11]
В зависимости от функции они называются трансформаторными (ТП) или преобразовательными (ПП). Подстанцию называют комплектной - КТП (КПП) - при поставке трансформаторов (преобразователей), щита низкого напряжения и других элементов в собранном виде или в визе, полностью подготовленном для сборки.
Электрические подстанции служат для приема, преобразования и распределения электроэнергии, выполняются на все ступени напряжения, могут быть повышающими если находятся в непосредственной близости от электростанций и преобразуют для передачи от них в сеть электроэнергию более высокого напряжения) или понижающими (к ним относится подавляющее число подстанций, от которых осуществляется электроснабжение потребителей).
|
|
|
Назначение, мощность и уровни напряжения электрической подстанции определяются схемой и конфигурацией электрической сети, в которой она эксплуатируется, характером и нагрузками присоединенных потребителей электроэнергии.
Различают в основном следующие виды электрических подстанций:
- тупиковые (концевые);
- ответвительные, присоединенные к проходящим вблизи ВЛ;
- промежуточные, служащие для питания своих потребителей;
- транзитные (в большом числе случаев - узловые), предназначенные не только для питания потребителей, но и для передачи потоков мощности в смежные сети своей и соседних энергосистем;
- преобразовательные - для передачи и приема электрической мощности на постоянном токе;
- тяговые - для питания электротяговых сетей.
Конструктивно распределительные устройства электрических подстанций могут выполняться открытыми (основное оборудование располагается на открытом воздухе) или закрытыми (в городских условиях, в местах с неудовлетворительными условиями окружающей среды), по своей ведомственной принадлежности подстанции находятся в ведении энергосистем или промышленных и других потребителей электроэнергии.
|
|
|
Электрические подстанции переменного тока с высшим напряжением 330, 500, 750 кВ, 150 кВ и некоторая часть подстанций 220 кВ с развитой схемой электрических соединений, оснащенные синхронными компенсаторами 50-100 MB-А и выше с открытым распределительным устройством, большим числом трансформаторов, выключателей и другого оборудования высокого напряжения, размещаются на больших площадях, требуют присутствия постоянного дежурного персонала высокой квалификации и широко развитой дистанционной и телемеханической информации. С помощью этих подстанций, как правило, осуществляются межсистемные связи, образующие объединенные и Единую энергосистемы.
Подстанции постоянного тока с высшим напряжением 800 и 1500 кВ с большим количеством сложного преобразовательного оборудования пока немногочисленны. Однако в дальнейшем их значение существенно повысится.
Закрытые подстанции глубокого ввода с высшим напряжением 110 - 220 кВ, строительство которых осуществляется в густонаселенных районах крупных городов, где под строительство могут быть выделены только ограниченные площади и где сосредоточены значительные коммунально-бытовые и промышленные нагрузки. На таких подстанциях предусматривают постоянное дежурство и необходимые меры по ограждению населения от шума, создаваемого работающими трансформаторами и другим оборудованием.
Электрические подстанции 35, 110 и 220 кВ с упрощенной схемой электрических соединений, часто без выключателей на стороне высшего напряжения, с комплектными распределительными устройствами низшего напряжения (КРУ, КРУН и др.), у которых аппаратура управления, защиты, сигнализации и автоматики расположена на лицевой стороне их шкафов и не требует специального щитового помещения.
Эти подстанции не нуждаются в постоянном дежурном персонале, обслуживаются оперативными выездными бригадами (ОВБ) или дежурными на дому и по количеству составляют большинство среди подстанций данного типа (для облегчения обслуживания и диспетчерского контроля подстанции оснащают соответствующими устройствами связи и телемеханики).
Питание понижающих подстанций непосредственно от сборных шин станций или районных подстанций (подстанции П-1, П-2, П-3, П-8, П-9) целесообразно только при достаточно мощных и ответственных подстанциях. Группы небольших подстанций обычно целесообразнее питать от распределительных пунктов (РП), получающих питание от шин станции или районной подстанции. [6, c. 198]
На распределительном пункте электроэнергия не трансформируется, так как он предназначен только для распределения электроэнергии между отдельными понижающими подстанциями. От РП могут питаться подстанции городской электросети, цеховые подстанции и даже общезаводские подстанции.
Возможно питание нескольких подстанций от одной линии без сооружения РП, как это показано для подстанций П-10, П-11 и П-12. В обоих случаях уменьшаются число линий, отходящих от сборных шин станции или районной подстанции, и затраты на сооружение сети.
Подстанции П-10 и П-11 являются проходными, все остальные - тупиковыми, конечными.
Питание подстанций одиночными линиями, например питание подстанции П-1 линией Л-1, не обеспечивает бесперебойности электроснабжения, так как авария на линии или отключение ее для ремонта приводят к длительному прекращению питания потребителей подстанции. Для предотвращения этого резервируют питание подстанций, например, путем сооружения двух питающих линий: линий Л-3 и Л-4, питающих подстанцию П-3, линий Л-3 и Л-6, питающих РП, и др. В случае отключения одной из линий питание соответствующей подстанции бесперебойно продолжается по второй линии.
Трансформаторная подстанция - это устройство, предназначенное для преобразования электрической энергии одного напряжения в электрическую энергию другого напряжения. Основной элемент каждой подстанции - трехфазный трансформатор. [4, c. 123]
Основу трансформатора составляет замкнутый магнитопровод, состоящий из трех стержней. На каждом стержне трансформатора располагаются две обмотки. Обмотку трансформатора, к которой подводится напряжение питающей сети, называют первичной, а обмотку, к которой подключается нагрузка, - вторичной.
Принцип действия трансформатора основан на явлении взаимной индукции. При подключении первичной обмотки трансформатора к сети переменного тока напряжением по обмотке начинает проходить ток, который создает в сердечнике переменный магнитный поток Ф. Пронизывая витки вторичной обмотки, поток индуцирует в ней ЭДС U2, которая может быть использована для питания нагрузки.
Коэффициент трансформации
где w - число витков первичной и вторичной обмоток.
При к > 1 трансформатор является понижающим, а при к < 1 - повышающим.
1 - расширитель; 2- радиатор; 3 - сердечник; 4 - обмотка высокого напряжения; 5- обмотка низкого напряжения
Рисунок 1- Трехфазный силовой трансформатор
При работе трансформатора за счет токов в обмотках, перемагничивания магнитопровода и наличия вихревых токов в нем выделяется теплота. Поэтому в мощных трансформаторах магнитопровод с обмотками погружают в бак, заполненный трансформаторным маслом. Масло отводит теплоту за счет конвекции иди принудительной циркуляции. Для увеличения охлаждающей поверхности в стенки баков вваривают стальные трубы или радиаторы. Трансформаторное масло не только охлаждает трансформатор, но служит хорошим изолятором. Трансформаторы малой мощности (до 10 кВ-А) выполняют с воздушным охлаждением.
На рисунке 2 изображены основные характеристики силовых трансформаторов. Из рисунка видно, что существует определенная мощность нагрузки, при которой КПД трансформатора максимален. Эта мощность называется номинальной мощностью трансформатора. Поскольку обмотки трансформатора обладают сопротивлением, то напряжение на вторичной обмотке зависит от нагрузки трансформатора и равно номинальному только при номинальной мощности нагрузки. При уменьшении нагрузки напряжение возрастает, а при увеличении - уменьшается.
Рисунок 2- Рабочие характеристики трансформатора
Кроме трансформатора на подстанции смонтированы необходимое коммутационное оборудование, приборы контроля и учета.
Трансформаторные подстанции бывают распределительные и потребительские. На распределительных (районных) подстанциях электроэнергия трансформируется с напряжения 500 кВ на напряжение 110 кВ, на потребительских - с 10 кВ на 380/220 В и подается непосредственно потребителям.
По конструктивному исполнению потребительские трансформаторные подстанции бывают открытые (наружной установки) и закрытые. Конструкция подстанции зависит от мощности трансформатора. При небольшой мощности его применяют мачтовые подстанции, когда трансформатор и все оборудование размещается на столбе. При мощности трансформатора более 100 кВ · А в отдельно стоящих кирпичных или металлических зданиях устанавливают комплектные трансформаторные подстанции типа КТП, которые полностью монтируют на заводе и поставляют в собранном виде.
Виды подстанций
Целям приема, преобразования и распределения электроэнергии служат трансформаторные подстанции. Конкретно распределительные подстанции служат только для приема и распределения электроэнергии, но без преобразования.
В зависимости от того, насколько велико удаление потребителя от источника питания, а также в зависимости от количества потребляемой мощности, в системах электрификации применяются подстанции следующих четырех основных видов:
- Узловая распределительная подстанция;
- Главная понизительная подстанция;
- Подстанция глубокого ввода;
- Трансформаторный пункт. [10, c. 90]
Узловая распределительная подстанция, сокращенно УРП - это такая центральная подстанция, на которую от энергосистемы подается электроэнергия при напряжении от 110 до 220 кВ, и где она распределяется, с частичной трансформацией или вообще без трансформации, по подстанциям глубокого ввода при напряжениях от 35 до 220 кВ, расположенным на территории промышленного предприятия.
Чаще всего узловые распределительные подстанции находятся в ведении организации, осуществляющей электроснабжение, поэтому и размещаются эти подстанции вне предприятия, но вблизи него.
Когда УРП определенно предназначена для питания нескольких подстанций глубокого ввода, на одном предприятии, то рассматривают возможность размещения УРП на территории этого предприятия, и тогда эксплуатация подстанции ложится на плечи персонала предприятия.
Главная понизительная подстанция, сокращенно ГПП, - это подстанция рассчитанная на входное напряжение от 35 до 220 кВ, которая получает питание напрямую от районной энергетической системы, и распределяет электрическую энергию по предприятию, но уже при сильно пониженном напряжении.
ГПП считается одним источником, если питается по одной двухцепной линии, и двумя источниками, если питается по двум одноцепным линиям (на разных опорах) или по двум кабельным линиям, проложенным по разным трассам. ТЭЦ можно принять за несколько источников питания, если при выходе из строя генератора или при аварии на секции остальные секции (генераторы) продолжают работать.
Подстанция глубокого ввода, сокращенно ПГВ, - это подстанция, на которую подается напряжение от 35 до 220 кВ, обычно она выполнена с применением упрощенных схем коммутации на стороне первичного напряжения, и получает питание или от энергетической системы напрямую, или от центрального распределительного пункта на самом предприятии.
Предназначение ПГВ - питание группы установок конкретного предприятия или какого-то отдельного объекта на этом предприятии. Схемами с глубоким вводом называют схемы электроснабжения с подстанциями глубокого ввода.
Подстанции глубоких вводов располагаются вблизи наиболее крупных энергоемких производств и корпусов с концентрированной нагрузкой, например, прокатные и электросталеплавильные цехи; сталепроволочные и крепежно-калибровочные блоки метизных заводов; обогатительные фабрики и ряд других производств.
Трансформаторный пункт, сокращенно ТП, - это подстанция с первичным напряжением, равным 35 кВ, 10 кВ или 6 кВ, которая питает напряжением 230 и 400 В непосредственно приемники электроэнергии. Иначе эти подстанции, в электрических сетях промышленных объектов, именуют цеховыми подстанциями.
Трансформаторные пункты часто выполняют сегодня из комплектных трансформаторных подстанций. Число трансформаторов может здесь варьироваться. Когда питаются потребители 3 категории, то, как правило, устанавливается один трансформатор. Когда в районе сконцентрирована значительная мощность нагрузки на 380 / 220 вольт, или когда питаются потребители 2 и 1 категорий, то трансформаторов ставится два.
Способы присоединения трансформаторных подстанций к питающим линиям различны, и подразделяются подстанции по этому признаку на:
- Тупиковые трансформаторные подстанции;
- Проходные трансформаторные подстанции;
- Ответвительные трансформаторные подстанции. [5, c. 310]
На тупиковую подстанцию питание подается отдельной линией. Для питания тупиковых подстанций используются радиальные схемы питания, либо такая подстанция является последней в магистральной схеме с питанием односторонним.
Для проходных подстанций характерно включение в рассечку (в проход) магистральной линии питания, когда имеют место как вход, так и выход линии. Ответвительные подстанции подключаются через ответвления от питающих линий.
Трансформаторные подстанции бывают сборными или комплектными. Комплектные трансформаторные подстанции, сокращенно КТП, состоят полностью из комплектных узлов. Их изготавливают на заводах, затем доставляют этими узлами на место установки, то есть демонтаж оборудования здесь не требуется. На месте уже блоки, узлы и присоединения монтируют, подключают к питающим сетям.
КТП широко применяются на производственных предприятиях, где их устанавливают внутри или снаружи (КТПН). Сборные подстанции изготавливают на заводах отдельными элементами, затем на месте элементы собирают и монтируют.
Любая трансформаторная подстанция включает в себя три главных блока:
- Распределительное устройство низшего напряжения;
- Трансформатор;
- Распределительное устройство высшего напряжения. [9, c. 146]
Зачастую для приема электроэнергии служат распределительные устройства высокого напряжения (РУВН), которые подают ее к трансформаторам. В некоторых случаях РУВН выполняют функции как приема, так и распределения электрической энергии. Распределительные же устройства низкого напряжения (РУНН) всегда и везде осуществляют только прием и распределение электроэнергии.
Являясь одним из главных составляющих звеньев в системе электрификации любого крупного производственного предприятия, трансформаторная подстанция требует особо тщательного подхода к формированию наиболее рациональным способом схемы распределения электроэнергии.
Место установки подстанции подбирается так, чтобы распределительная и трансформаторная подстанции всех необходимых параметров были бы расположены как можно ближе к центру обеспечиваемых ими групп нагрузок. Если от этой стратегии отступить, то возрастут потери, увеличится расход кабелей, проводов и т. д.
Подстанции классифицируются по месту их базирования на территории того или иного объекта на четыре типа:
- Отдельно стоящие подстанции, располагающиеся на каком-то расстоянии от зданий;
- Пристроенные подстанции, примыкающие непосредственно к стенам снаружи здания;
- Встроенные подстанции, располагающиеся в специализированных отдельных помещениях внутри строения или примыкающие изнутри сооружения к его стенам;
- Внутрицеховые подстанции, находящиеся внутри цехов, то есть электрооборудование размещается непосредственно в рабочем помещении, либо в закрытом помещении с выкаткой оборудования подстанции в цеха. [3, c. 164]
Промышленные сети с напряжением от 6 кВ до 10 кВ, с целью их сближения с электроприемниками, рекомендуется оснащать внутренними, интегрированными в здания или пристроенными к ним подстанциями.
Для очень крупных многопролетных цехов значительной ширины наиболее подходящими являются внутрицеховые трансформаторные подстанции, к примеру, для производств, связанных с деревообработкой, с металлообработкой, и для иных производств, для установки в котельных, в насосных, в компрессорных станциях.
Монтаж таких подстанций осуществляют чаще всего возле колонн или возле закрытых помещений внутри цеха, за пределами зоны работы кранов. Эти подстанции подходят только для зданий второй и первой степени по огнестойкости, с производствами категорий Д и Г в соответствии с противопожарными нормами.
Количество силовых масляных трансформаторов, установленных во внутрицеховых подстанциях не должно превышать трех штук. Это ограничение не касается сухих трансформаторов или трансформаторов заполненных негорючей жидкостью. Трансформаторы внутрицеховых подстанций можно выкатывать из цеха, тогда естественной вентиляции будет достаточно.
Если применение внутрицеховых подстанций недопустимо, например, из-за обычного загрязнения воздуха рабочей зоны, или по причине нахождения потребителей за пределами цеха, тогда лучше подойдут пристроенные трансформаторные подстанции.
Встроенные и пристроенные ТП как правило располагают вдоль длинной стороны цеха, ближней к источнику питания, либо в небольших цехах - в чередующемся порядке вдоль двух стен цеха.
Что касается отдельно стоящих подстанций, то они сооружаются на территории предприятия, но на заданном расстоянии от цехов, поскольку предназначены для электрификации одного или нескольких цехов. Такие ТП применяют, как правило, в случае невозможности установки пристроенных или внутренних подстанций по условиям рабочего процесса или по архитектурным соображениям.
Отдельно стоящие ТП подходят для предприятий малой мощности, где они питают несколько маломощных цехов, разбросанных по всему предприятию.
Иногда удобно разместить щит низкого напряжения в цеху, а сам трансформатор - снаружи здания. Так цеховая подстанция занимает по площади меньше места в цеху, чем встроенная.
Относительно компоновки подстанции важно помнить, что она обязательно соотносится с генеральным планом объекта электроснабжения. Нужно непременно учесть СНиПы и размеры элементов зданий. Главные критерии при этом следующие:
- Безопасность обслуживания оборудования в штатном режиме работы установки;
- Удобство наблюдения за индикаторами положения разъединителей и выключателей, а также за уровнем трансформаторного масла в соответствующих аппаратах;
- Надлежащая степень обнаружения повреждений в случае нарушения штатных условий функционирования установки при дуговом коротком замыкании;
- Безопасность осмотра и ремонта как любого аппарата, так и любой цепи при снятом напряжении, без помех для соседних цепей, пребывающих под напряжением;
- Достаточная механическая стойкость опорных конструкций оборудования;
- Удобство транспортировки оборудования;
- По возможности максимальная экономия площади.
ОРГАНИЗАЦИЯ МОНТАЖА И ЭКСПЛУАТАЦИИ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ ТРАНСФОРМАТОРНЫХ ПОДСТАНЦИЙ
Дата добавления: 2021-01-21; просмотров: 310; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!