В. И. КРЮКОВ
ОБСЛУЖИВАНИЕ И РЕМОНТ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ ПОДСТАНЦИЙ И РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ
Москва "Высшая школа" 1983
ГЛАВА I
ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ЭЛЕКТРОУСТАНОВКАХ
§ 1. Характеристики электроустановок
Производство, передача и потребление электроэнергии представляют собой неразрывный процесс, характерной особенностью которого является совпадение по времени выработки электроэнергии с ее потреблением. Поэтому электрические станции, передающие сети и электроприемники потребителей объединяют в энергетические (электрические) системы, связанные в одно целое общностью режима.
Электрическая станция - это промышленное предприятие по производству электрической энергии в результате использования или преобразования различных видов энергий.
Наибольшее количество электрической энергии производится на тепловых и гидравлических станциях. В последние годы увеличилась выработка энергии на атомных электростанциях.
На тепловых электростанциях (ТЭЦ) используют тепло сгораемого топлива (уголь, нефть или газ) для нагрева находящейся в котлах воды и превращения ее в пар. Пар вращает роторы паровых турбин и соединенные с ними роторы генераторов, механическая энергия которых преобразуется в электрическую.
На гидроэлектростанциях вода, падающая с высоты, обусловленной разностью уровней верхнего и нижнего бьефа плотины, вращает рабочее колесо гидротурбины, в результате чего механическая энергия турбины преобразуется в электроэнергию.
Энергией для атомных станций служит тепло, выделяющееся при распаде радиоактивных элементов и их изотопов, которое используется для нагрева теплоносителя - воды. В дальнейшем процесс аналогичен процессам в тепловых электростанциях.
Существуют и другие виды небольших по мощности электростанций, на которых, используя энергию ветра, тепло солнечных лучей, энергию морских приливов и т. п., производят электрическую энергию. Эти электростанции называют по виду использованной энергии - ветроэлектростанциями, гелиоэлектростанциями, приливными электростанциями и др.
Важнейшими элементами энергетических и электрических систем, объединяющих ряд электростанций с целью лучшего использования их мощности, являются передающие электрические сети, распределительные устройства и подстанции. Передающая электрическая сеть состоит из воздушных или кабельных линий электропередачи, по которым электроэнергия поступает от ее источника (электростанций) к потребителю.
Распределительным устройством (РУ) называется электроустановка, служащая для приема и распределения электроэнергии и содержащая коммутационные аппараты, сборные и соединительные шины, вспомогательные устройства, измерительные приборы, а также устройства защиты и автоматики. РУ бывают открытыми или закрытыми. Открытым распределительным устройством (ОРУ) называют распределительное устройство, все или основное оборудование которого расположено на открытом воздухе. Закрытым распределительным устройством (ЗРУ) называется распределительное устройство, оборудование которого смонтировано в здании.
Подстанцией называется электроустановка, служащая для преобразования и распределения электроэнергии и состоящая из трансформаторов, распределительных устройств, устройств управления и вспомогательных сооружений.
Распределительным пунктом (РП) называется распределительное устройство, предназначенное для приема и распределения электроэнергии на одном напряжении (без трансформации), не входящее в состав подстанции.
Примерная схема электроснабжения района показана на рис. 1, а электроснабжения предприятия - на рис. 2.
Нормальная работа энергетических систем обеспечивается надлежащим качеством изготовления, монтажа и обслуживания используемых электротехнических устройств.
Способность электротехнических устройств выполнять определенные заданные функции, сохраняя свои эксплуатационные показатели в нужных пределах в течение требуемого времени, определяется их надежностью. Надежность подразумевает безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость электротехнических устройств.
Безотказность электротехнического устройства - это свойство непрерывно сохранять работоспособность в течение определенного времени, измеряемого часами (распределительные устройства, двигатели), числом циклов или переключений (реле, переключатели).
Долговечность электротехнического устройства - это свойство сохранять работоспособность при условии соблюдения перерывов для технического обслуживания и ремонтов до определенного состояния, после чего дальнейшая эксплуатация устройства невозможна из-за недопустимого снижения эффективности или из-за нарушения требований безопасности.
Ремонтопригодность электротехнического устройства - это свойство, которое дает возможность предупредить и обнаружить причины возникновения повреждений или отказов в работе и устранить их последствия путем проведения ремонтов или технических обслуживаний.
Сохраняемость электротехнического устройства - это свойство находиться в исправном и работоспособном состоянии в течение периода хранения, после этого периода или транспортирования. Надежность электротехнических устройств, их элементов и аппаратов предусматривается при проектировании, обеспечивается в период их производства и монтажа, поддерживается в процессе эксплуатации. Для обеспечения высокой надежности электротехнических устройств в условиях эксплуатации необходима рациональная организация и технология обслуживания и ремонта, применение материалов надлежащего качества, правильная методика выявления неисправностей и их своевременное и качественное устранение. Научная обоснованность применяемых методов эксплуатации и обслуживания, уровень подготовки обслуживающего персонала, использование передового опыта эксплуатации и ремонта обеспечивают более высокую эксплуатационную надежность электротехнических устройств.
Рис. 1. Примерная схема электроснабжения района
РЭС - районная электрическая станция, РПП - районная понизительная подстанция, ГПП - главная понизительная подстанция предприятия, ЦРП - центральный распределительный пункт предприятия, РУ - распределительное устройство, TП - понизительные подстанции предприятия, Тр - трансформаторы, ЛЭП - линия электропередачи, Г - трехфазные генераторы, СК - синхронный компенсатор.
На надежность электротехнических устройств наибольшее влияние оказывают условия эксплуатации. Удары, вибрация, перегрузки, резкие перепады температур, повышенная влажность, электрические и магнитные поля, солнечная радиация, песок, плесень, вызывающие коррозию жидкость и газы - все влияет на работу электроустройства. Поэтому особенно важно, чтобы обслуживающий персонал хорошо знал уровень, продолжительность, характер воздействия каждого из этих факторов и степень их влияния на надежность работы электротехнических устройств: от этого зависит срок службы и надежность работы электроустановок.
Срок службы электротехнического устройства и его технический ресурс определяют исходя из того, что за период эксплуатации оно подвергается необходимому ремонту.
Рис. 2. Принципиальная схема электроснабжения потребителей электроэнергии от районной электростанции:
1 - государственная районная электростанция (ГРЭС), 2 - повышающий трансформатор при ГРЭС, 3 - воздушная линия напряжением 35-750 кВ, 4 - понижающая опорная подстанция (центр питания), 5 - питающая кабельная линия, 6 - распределительный пункт, 7 - распределительная кабельная линия напряжением выше 1000 В, 8 - трансформаторная подстанция, 9 - кабельная линия, напряжением ниже 1000 В, 10 - ввод к потребителю
Гарантийный срок электротехнического устройства - это период, в течение которого изготовитель гарантирует безотказную работу электротехнического устройства при условии соблюдения потребителем правил эксплуатации, в том числе правил хранения и транспортирования.
