Монтаж, обслуживание и ремонт комплектной потребительской подстанции с трансформатором на 250 ква

1.Введение.

Возникновению электротехники как прикладной науки предшествовал до­вольно длительный период (начиная примерно с XVI в.) накопления знаний об электричестве и магнетизме. В середине XVIII в. М, В. Ломоносов опубликовал ряд работ, посвященных изучению электричества, в частности атмосферного.

Однако практический интерес к электрической энергии — этому новому осо­бому виду энергии — возникает лишь с появлением источников непрерывного электрического тока — гальванических элементов, первый из которых был создан итальянским физиком Вольта в 1799 г.

Среди множества изобретений, создавших условия для развития электро­техники, значительное число принадлежит русским ученым и инженерам. Работы наших соотечественников послужили базой для развития важнейших отраслей теоретической и прикладной электротехники. Исследуя гальванические элементы, Ш. В. Петров открыл электрическую дугу (1802) и обратил внимание на возмож­ности ее использования для плавки металлов и для освещения. Русский акаде­мик Э. X. Ленц, обобщив открытия Эрстеда и Фарадея (1831), установил (1832) закон о направлении индуцированного тока, теоретически обосновал (1833) и практически доказал (1838) принцип обратимости электрических машин; в 1844 г. им был установлен закон теплового действия тока (независимо от английского ученого Джоуля), получивший название закона Ленца — Джоуля. В 1833 г. П. Л. Шиллингом был построен первый в мире электромагнитный теле­граф. Петербургский академик Б. С. Якоби изобрел (1834) первый практически пригодный электродвигатель и в 1838 г. впервые осуществил электропривод суд­на («электроход» Якоби). В 1838 г. он изобрел гальванопластику и положил начало гальванотехнике.

Первые опыты по передаче электрической энергии в России были проведены в 1874 г. Ф. А. Пироцким. Профессор физики Д. А. Лачинов теоретически обо­сновал (1880) возможность передачи электроэнергии на большие расстояния за счет повышения напряжения, что было убедительно доказано французским инженером М. Депре, построившим в 1882 г. линию электропередачи Мисбах — Мюнхен длиной 57 км при напряжении 2 кВ. Большое значение этих открытий предвидели К. Маркс и Ф. Энгельс. В письме Энгельса к Бернштейну (1883) сказано: «Совершенно ясно, однако, что благодаря этому (открытию) произво­дительные силы настолько вырастут, что управление ими будет все более и более не под силу буржуазии».

Работы М. О. Доливо-Добровольского, изобретшего трехфазный трансфор­матор и асинхронный двигатель (1889—1891) и детально разработавшего тех­нику трехфазной системы передачи и распределения электрической энергии,, обеспечили создание системы, которая по сегодняшний день остается основным способом передачи и распределения электроэнергии на всем земном шаре.

Славные традиции русских электротехников XIX в. продолжили ученые и инженеры нашей страны в годы расцвета электротехники при Советской власти.

Широкое, разностороннее применение в народном хозяйстве и быту элек­трической энергии, вырабатываемой централизованно на мощных электростан­циях, объединенных высоковольтными сетями в энергетические системы, назы­вается электрификацией страны.

Электрификация, являющаяся стержнем строительства экономики комму­нистического общества, играет ведущую роль в развитии всех отраслей народ­ного хозяйства, в осуществлении всего современного технического прогресса.

К. Маркс и Ф. Энгельс. Соч., 2-е изд., т. 35, с. 374. ^м   В. И Ленин. Поли. собр. соч., т. 23. с. 93—95. выполнен досрочно (в 1931 г.) в период осуществления первого плана индустри­ализации (1928—1932). В результате выполнения второго и части третьего плана индустриализации годовая выработка электроэнергии в 1940 г. увеличилась по сравнению с 1913 г. в 20 раз и достигла 40 млрд. кВт-ч. Нападение фашистской Германии прервало мирный труд советского народа; но даже во время войны на Востоке страны велось большое энергетическое строительство.

Кроме того, к числу тепловых относятся теплофикационные электростан­ции (ТЭЦ). Они снабжают Население и промышленность одновременно теплотой и электроэнергией. По развитию системы ТЭЦ первое место в мире принадле­жит нашей стране.

Гидроэлектрические станции (ГЭС), построенные на больших реках, по своей мощности составляют около 16% от общей мощности.

Роль и значение атомных электростанций в энергетическом балансе СССР быстро возрастают. В Советском Союзе в 1954 г. была построена первая в мире атомная электростанция (АЭС). По мере совершенствования рабочего процесса и оборудования стоимость энергии атомных электростанций приближается к стоимости энергии ГРЭС. Особенно АЭС выгодны там, куда горючее нужно за­возить издалека. В настоящее время 1 кг атомного горючего (урана или тория) по теплотворной способности эквивалентен примерно 2700 т каменного угля. Мощность крупнейшей в мире Ленинградской АЭС составляет 3 млн. кВт. Девять десятых энергетических ресурсов СССР — горючих ископаемых и мощных многоводных рек — находятся за Уральским хребтом.

Для экономичной передачи электроэнергии на сверхдальние расстояния со­оружены мощные линии электропередачи высокого напряжения, в том числе передачи 1150 кВ переменного тока и 1500 кВ постоянного тока. Сотни крупнейших электростанций СССР объединены в Единую энергетическую систему страны, управляемую из одного центрального пункта.

Так неуклонно осуществляются ленинские идеи электрификации всей страны.

        Значение электротехники в том, что она решает важнейшие технические проблемы человечества. Средства электротехники решают проблемы в промышленности , в быту, в транспорте, в медицине. В промышленности работа любого предприятия основана на электроэнергии.

         Прuмер: на предприятии вышел из строя рабочий станок, кто кроме электромонтера может наладить его работу.

Профессия энергетика самая нужная, но и в тоже время самая опасная. Каждый электромонтер должен соблюдать правила технической безопасности.

В медицине каждый медицинский прибор работает на электричестве.

В быту - обычные стиральные машины. электрические плиты, телевизоры, и другие приборы , не будут работать без электричества.

Одним словом, без профессии энергетика и энергетики промышленная жизнь страны просто не существовала бы.

2.Описание схемы.

Комплектные трансформаторные подстанции наружной установки типов КТП с трансформаторами типа ТМ напряжением 6…10(0,4 кВ и мощностью 25, 40, 63, 100', 160, 250 кВ· А значительно дешевле и удобнее применять вместо мачтовых трансформаторных подстанций.

В цепи высшего  напряжения установлен блок разъединитель ­предохранитель (2-3). Разрядники 1 предназначены для защиты транс­форматора 4 от атмосферных перенапряжений. На отходящих линиях N 1, 2 и 3 размещены автоматы 15, а на линии  уличного освещения ­магнитный пускатель 12. Управление освещением может быть осуществлено  фото реле 13, которым снабжается цепь управления маг­нитного пускателя 12. Со стороны низшего напряжения силовой трансфарматар защищен от коротких замыканий электромагнитными а от перегрузок - тепловыми расцепителями установочных автоматов15 и предохранителями 11, в линии уличного. освещения, Расход электроэнергии учитывает трехфазный четырехпроходный

счетчик 5, включенный через трансфарматар тока 19. Контрольная лампа 7 с переключателем 10 служит для проверки напряжения на старине низшего напряжения и для освещения приборов распреде­лительного шкафа низшего напряжения. Переключатель 10 падает на разотку 9 любое междуфазное напряжение. Включая переносной вольтметр в разотку 9, можно измерить значения и проверить сим­метричность напряжений трансфарматар. Нагреватель 6 включае­мый пакетным выключателем предназначен для подогрева воздуха внутри распределительного шкафа низшего напряжения в зимнее время. В цепи контрольной лампы установлены пробочные предохранители 8.

Комплектные трансформаторные подстанции типа КТПН-72 на­ружной установки рассчитаны на трансфарматар мощностью 160, . 250, 400 и         630 кВ·А, напряжением 6 (10)/0,4 кВ.

В состав подстанции входят коммутационные аппараты на 6 и 10 кВ - разъединитель РВ-I0 и предохранители ПК-6/10, силовые трансформаторы типа ТМ, коммутационные аппараты на 0,4 кВ ­блоки БПВ-6 и БПВ-lО с предохранителями ПН-2. Числа отходящих линий-до 9.

Ко всем подстанциям прилагают инструкцию па установке и вводу в эксплуатацию.

Трансформаторные подстанции напряжением 35/10 и 35'/6 кВ являются, как правила, районными понизительными подстанциями. От них электрическая энергия передается на напряжении 10 или 6 KB~ в радиусе да 25 и 15, км соответственна. Однако., например, если напряжение генераторов на электростанции 6 кВ, а значительную мощ­ность требуется передать на расстояние нескольких десятков кило­метров, то такая подстанция должна быть повысительной (с 6 на 35 кВ).

На данных трансформаторных подстанциях; применяют комплект­ные  распределительные устройства: на 35 кВ - открытого типа, а на 6 или 10 кН - закрытого.

Отходящие от подстанции распределительные сети 380/220 В защищают, как правило, автоматическими выключателями.

1.ЕБОВАНИЯ К ЭЛЕКТРОПРОВОДКАМ И ИХ МОНТАЖУ.

Техническая документация. Рабочая документация, переда­ваемая электромонтажной организации, должна быть выполнена в соответствии с требованиями ПУЭ, Государственных стандар­тов системы проектной документации для строительства (ГОСТ СПДС) и Инструкции о составе и оформлении электротехниче­ской рабочей документации для промышленного строительства (ВСН-381— 85).

Рабочие чертежи должны быть ориентированы на индивиду­альную заготовку элементов цеховых электросетей. В них долж­ны быть указаны привязки к основным или разбивочным осям здания или главным осям технологического оборудования и при­ложены общий кабельный и трубный журналы, а также трубо-ааготовительная ведомость.

На чертежах расположения электрооборудования и проклад­ки электрических сетей должны быть указаны привязки электро­оборудования и электрических сетей к координационным сеткам и отметки трасс.

В производственных зданиях во всех случаях, когда «тому не препятствуют условия работы грузоподъемных механизмов или особенности технологии производства, следует отдавать предпочтение верхним разводкам электрических сетей на лотках и в коробах, с подходом к электроприемникам сверху без захода в пол.

Рабочие чертежи монтажа шинопроводов должны помимо планов сетей содержать разрезы и типовые крепежные конструк­ции, изготовляемые заводами, а в случае применения нетиповых конструкций — их рабочие чертежи. При прохождении трассы шинопроводов в нескольких плоскостях дополнительно разраба­тывают аксонометрические чертежи линий шинопроводов с ука­занием типов применяемых секций.

Соединения и ответвления. Соединения и ответвления прово­дов и кабелей размещают в доступных для контроля местах. При прокладке проводов и кабелей в глухих коробах, трубах и гибких металлических рукавах соединения и ответвления выполняют в соединительных и ответвителышх коробках, а при прокладке на изолирующих опорах — непосредственно у изоляторов, клиц или на них, а также на роликах.

Внутри коробов со съемными крышками и на лотках допус­кается производить соединения и ответвления проводов в специ­альных зажимах с изолирующими оболочками, обеспечивающими непрерывность изоляции.

Места соединений и ответвлений проводов и кабелей не дол­жны испытывать механических воздействий и должны иметь изо­ляцию, равноценную изоляции целых мест жил.

Наименьшие сечения токопроводяших жил проводов и кабе­лей при монтаже электропроводок приведены в табл. 26.

Таблица 26. Наименьшие сечения токопроводящих жил проводов и кабелей в электропроводках

Продолжение табл. 26

Параллельная прокладка проводов или кабелей вблизи тру­бопроводов. Расстояния до трубопроводов от открыто проложен­ных проводов и кабелей внутри зданий, а также от коробок при скрытой прокладке проводов должны быть не менее 100 мм, а до трубопроводов с горючими жидкостями и газами — не менее 400 мм. При наличии горячих трубопроводов провода и кабели защищают от воздействия высокой температуры или проклады­вают провода с защитными покрытиями.

Пересечения. Пересечения с трубопроводами открыто проло­женных незащищенных и защищенных проводов выполняют на расстоянии не менее 50 мм, а с трубопроводами с горючими жидкостями и газами — не менее 100 мм. Кроме того, провода в ме­стах пересечения можно прокладывать в бороздах, изоляцион­ных или металлических трубах и коробах, заделываемых в бо­розду.

Способы прокладки. При открытой прокладке проводов и ка­белей следует учитывать архитектурные линии помещений и со­оружений (карнизов, плинтусов, выступающих углов и др.). Ра­диусы изгиба проводов и кабелей должны быть не менее указан­ных в табл. 27.

Таблица 27. Наименьшие радиусы изгиба кабелей и проводов с наружным диаметром О

Длина прокладки проводов и кабелей во влажных, сырых и особо сырых помещениях должна быть минимальной.

Высота прокладки. Расстояние между прокладываемыми за­щищенными изолированными проводами, проводами в изоляци­онных трубах с металлической оболочкой, проводами и кабелями в стальных трубах, гибких металлических рукавах и уровнем пола или площадкой обслуживания не нормируется.

Защита от механических повреждений. Провода и кабели в местах, где возможны механические повреждения, а также в местах выхода их из коробов, лотков, жестких труб и гибких металлических рукавов дополнительно защищают от поврежде­ний (втулками, раззенковкой и др.).

При пересечении электропроводок с трубопроводами и при расстоянии до трубопроводов менее 250 мм провода и кабели должны быть дополнительно защищены от механических повреж­дений на длине не менее 250 мм в каждую сторону.

Крепление электропроводок. Скобки для закрепления прово­дов, кабелей и труб, прокладываемых непосредственно по осно­ваниям, устанавливают на прямолинейных участках и поворотах трассы на равных расстояниях друг от друга, располагая пер­пендикулярно осевой линии проводов.

Дюбеля, применяемые для крепления электропроводок, кон­струкций и электроустановочных изделий и забиваемые строи-тельно-монтажным пистолетом или другим способом, выбирают и закрепляют в основаниях согласно инструкции.

Проходы через стены и перекрытия. При проходе сквозь не­сгораемые стены и междуэтажные перекрытия небронированные кабели, защищенные и незащищенные провода заключают в от­резки пластмассовых труб, а при проходе сквозь сгораемые — в отрезки стальных труб.

Открытые проходы кабелей и проводов через наружные сте­ны помещений или через стены между отапливаемыми и неотап­ливаемыми помещениями, а также через внутренние стены сырых, особо сырых, пыльных помещений и помещений с химически ак­тивной средой следует после прокладки электрических проводок уплотнять легкосъемными материалами (минеральной ватой, шлаковатой и др.).

Последовательность технологических операций при монтаже электропроводок. Монтаж электропроводок следует выполнять в такой последовательности: разметка мест установки осветительного или силового обо­рудования (светильников, штепсельных розеток, выключателей, групповых щитков, пусковой аппаратуры);разметка трассы прокладки проводов, проходов через стены и перекрытия и мест крепления проводов и кабелей; пробивные работы (как правило, борозды и проходы долж­ны быть выполнены в процессе строительства объекта); установка изолирующих опор, натяжных и поддерживающих конструкций (в тросовых проводках) или прокладка труб; заготовка электропроводок (выполняется на технологических линиях в МЭЗ); доставка заготовленных и скомплектованных электропрово­док в зону монтажа;

прокладка проводов или кабелей;

установка электроприемников и распределительных пунк­тов;

оконцевания проводов или кабелей и присоединение их к зажимам аппаратов;

проверка и сдача работ.

Производство электромонтажных работ. Работы по монтажу электропроводок выполняют в две стадии.

В начале осуществляют подготовительные и заготовитель­ные работы — установку закладных частей в строительных кон­струкциях, подготовку трасс электропроводок и заземления, заго­товку силовых и осветительных электропроводок, сборку укруп­ненных узлов и блоков и др.

Эти работы ведут одновременно с основными строительны­ми и специальными работами.

Затем производят прокладку проводов и кабелей по готовой заготовке, подвеску светильников, монтаж электроустановочных и других изделий, подсоединение их к электрооборудованию.

Эти работы выполняют одновременно с работами других специализированных монтажных организаций по совмещенному графику.

Для обработки проводов и сборки узлов электропроводок за­водами выпускаются комплекты механизмов и приспособлений, из которых в МЭЗ составляются поточные технологические линии.

Трубные заготовки для электропроводок также изготовляют на технологических линиях МЭЗ по технической документации, а затем собирают их в трубные блоки.

Общие требования к пускозащитной аппаратуре

Правильный выбор аппаратуры управления и защи­ты является одним из главных условий надежной рабо­ты электродвигателей. Анализ случаев выхода из строя электродвигателей показывает, что причина этого зача­стую кроется именно в неправильном выборе аппарату­ры, которая не среагировала на аварийный режим ра-боты двигателя и не отключила его от сети в критиче­ский момент.

Нарушение режима вызывается, как правило, пре­вышением тока в обмотках электродвигателя (80—90% всех аварийных случаев), которое может быть обуслов­лено технологической перегрузкой, двухфазным режи­мом работы (потеря фазы), отклонением напряжения от номинального.

(В соответствии е« ГОСТ 183—66 электродвигатель в нагретом состоянии должен без вредных последствий выдерживать на испытательном стенде 50-процентную перегрузку по току в течение 2 мин. Для того чтобы предупредить выход электродвигате­лей из строя по основной причине — превышение тока в обмотках, необходимо правильно выбирать пусковую и защитную аппаратуру.

В связи с тем что специальная аппаратура для сель­скохозяйственных электроустановок выпускается пока в недостаточных количествах, при выборе аппаратуры управления и защиты общепромышленного назначения можно руководствоваться следующими правилами.

Рубильники, пусковые ящики, установочные выклю­чатели, штепсельные соединения только с предохраните­лями следует применять лишь в случает когда электро­двигатели работают под постоянным присмотром обслу­живающего персонала, который выключит установку при перегрузке или работе на двух фазах. Персонал должен быть обучен простым навыкам определения ра-. боты установки в ненормальном режиме. Правильно вы­бранные плавкие вставки предохранителей надежно за­щищают двигатель от токов, в 2 и более раз превышаю­щих номинальные.»

   (Вблизи установок, включаемых рубильником и защищаемых только предохранителями, обязательно дол­жна быть   предупреждающая   табличка:   «Внимание! Электродвигатель не имеет защиты от перегрузки! Не оставлять без наблюдения при работе!»}

Магнитные пускатели следует применять в установ­ках с дистанционным управлением или автоматизиро­ванных, там, где нет постоянно присутствующего об­служивающего персонала. Они должны иметь хорошо отлаженную тепловую защиту, обеспечивающую выклю­чение установки при перегрузке или при работе двигателя на двух фазах; защита от коротких замыканий в силовой цепи до ввода электродвигатель, а также в цепи управления осуществляется предохранителями. Если установка   работает   в присутствии   персонала, но по ряду соображений надо иметь нулевую защиту, следует применять магнитные пускатели без тепловых реле или контакторы.

Защита будет соответствовать своему назначению, если плавкие вставки предохранителей, нагревательные элементы тепловых реле будут выбраны с учетом тока, потребляемого электродвигателем из сети. Автоматы должны выбираться по току расцепителей с учетом но­минального тока электродвигателя.

1.Подбор материалов и аппаратуры применяемых при сборке схемы и их характеристика.

Трансформатор

Тип: КТП 250-10/0,4

Мощность кВ∙А: 250

Номинальное напряжение кВ: 10

Номинальный ток, А, трансформатора: 14,45

Номинальный ток, А, плавкой вставки предохранителя: 32

Номинальный ток, А, трансформатора тока: 365

Разрядники

Номинальное напряжение: 10

Пределы отключение тока А: нижний-0,2

                                               верхний-1

Масса кг.: 1,68

Предохранители

Р3ф=√3UYcosφ∙А -  подбор предохранителей по этой схеме

ПК-10 при номинальном токе патрона, А.

Номинальное напряжение, кВ: 10

Номинальный ток плавких вставок, А: 2; 3; 5; 7,5; 10; 15; 20; 30

Масса предохранителя с патроном без цоколя, кг; 4,8

Габариты предохранителя, мм:

                                                длина-521

                                                    высота-203

                                                    ширина-82

Счетчик

Тип: СА4

Способ включение: непосредственное через измерительные трансформаторы  

                                                                                                                           тока

Номинальный ток, А: 5; 10; 20; 30; 50; первичный по шкале трансформатора 

                                                                                                 тока. Вторичный -5

Номинальное линейное напряжение

(для трехфазных счетчиков), В:        220; 380.

СА 4: C-счетчик

         А-активный

         4-четырехпроводная сеть

Автоматический выключатель

Тип: АП50-2МТ

Число полюсов:2

Номинальный ток, А: 10

Пределы регулировки тока установки, А: 6,4…10

Ток отсечки, А: 70

АП50-2ТМ: А-автоматически

                   П-переключатель

                   М-максимальная расцепка

                   Т-тепловые расцепки

Магнитный пускатель

Тип: ПМЕ-100

Величина: 1

Номинальный ток, А: 10

Предельная мощность кВ: 220: 2,2

при напряжение, В:            380:4

Тепловое реле

Тип: ТРН-10

Номинальный ток, А: 10

Номинальный ток, А, смежных тепловых элементов: 2,5; 3,2; 4,5; 6,3; 8;10.

Пределы регулирования номинального тока установки: (0,75…1,3)±0,08

Наибольший ток, А, длинного режима при установки реле на открытой панели при температуре 40ºС не более: 1,05