Проектирование электроснабжения ремонтно-механического цеха с минимальными капитальными затратами

Проектирование электроснабжения ремонтно-механического цеха с минимальными капитальными затратами

ВВЕДЕНИЕ

Современная энергетика характеризуется нарастающей централизацией производства и распределения электроэнергии. Для обеспечения подачи электроэнергии от энергосистем к промышленным объектам, установкам, устройствам и механизмам служат системы электроснабжения, состоящие из сетей напряжением до 1000В и выше и трансформаторных, преобразовательных и распределительных подстанций. Для передачи электроэнергии на большие расстояния используются сверхдальние линии электропередач (ЛЭП) с высоким напряжением: 1150кВ переменного тока и 1500кВ постоянного тока. В современных многопролетных цехах промышленности широко используют комплектные трансформаторные подстанции (КТП), комплектные распределительные установки (КРУ), силовые и осветительные шинопроводы, аппараты коммутации, защиты, автоматики, контроля, учета и так далее. Это создает гибкую и надежную систему электроснабжения, в результате чего значительно уменьшаются расходы на электрообеспечение цеха.

Целью настоящего дипломного проекта является проектирование электроснабжения ремонтно-механического цеха с минимальными капитальными затратами, эксплуатационными издержками и обеспечение высокой безопасности. Основными потребителями электрической энергии являются промышленные предприятия. Они расходуют более половины всей энергии, вырабатываемой в нашей стране.

Актуальность данного дипломного проекта заключается в том, что ввод в действие новых предприятий, расширение существующих, рост энерговооруженности, широкое внедрение различных видов электротехнологий во всех отраслях производств выдвигают проблему их рационального электроснабжения.

В настоящее время электроэнергетика России является важнейшим жизнеобеспечивающей отраслью страны. В ее состав входит более 700 электростанций общей мощностью 215,6 МВт.

Система распределения столь большого количества электроэнергии на промышленных предприятиях должна обладать высокими техническими и экономическими показателями и базироваться на новейших достижениях современной техники. Поэтому электроснабжение промышленных предприятий должно основываться на использовании современного конкурентоспособного электротехнического оборудования.

Основываясь на аргументации об актуальности выбранной темы, можно определить целевую ориентацию работы.

Цель дипломного проекта: дать краткую характеристику ремонтно-механическому цеху по электрическим нагрузкам, режиму работы, роду тока, питающему напряжению и сделать расчет электрических нагрузок для выбора электрооборудования подстанции.

Ремонтно-механический цех (РМЦ) предназначен для ремонта и настройки электромеханического оборудования выбывающего из строя. Он является одним из цехов металлургического завода, выплавляющего и обрабатывающего металл. РМЦ имеет два участка, в которых установлено необходимое для ремонта электрооборудование: токарные, строгальные, фрезерные, сверлильные станки и др. В цехе предусмотрены помещения для трансформаторной подстанции (ТП), вентиляторной, инструментальной, складов, сварочных постов, администрации и пр. РМЦ получает ЭСН от главной понизительной подстанции (ГПП). Расстояние от ГПП до ТП - 3,3 км, а от энергосистемы (ЭСН) до ГПП - 14 км. Напряжение на ГПП - 10кВ. Количество смен - 2. Потребители цеха имеют 2 и 3 категорию надежности ЭСН.

1.ОБЩАЯ ЧАСТЬ

электрический напряжение цех

1.1 Краткая характеристика технологического процесса производства

Ремонтно-механический цех

Ремонтно-механический цех является структурным подразделением предприятия, возглавляется начальником цеха и подчиняется главному механику.

Ремонтно-механический цех выполняет работы по обеспечению нормального функционирования ремонтно-эксплуатационной службы, связанные с ремонтом, модернизацией оборудования и форм, изготовлением запасных частей, производимых в соответствии с утвержденными годовыми, месячными планами-графиками.

Начальник ремонтно-механического цеха назначается и увольняется директором.

На должность начальника ремонтно-механического цеха назначаются лица с высшим техническим образованием и стажем работы на инженерно-технических должностях в области ремонта оборудования не менее трех лет или средним специальным образованием и стажем работы на руководящих должностях по ремонту оборудования не менее пяти лет.

Начальник ремонтно-механического цеха в своей работе руководствуется приказами и инструкциями министерства, управления, приказами директора, распоряжениями главного инженера и главного механика, а также руководствами по ремонту и настоящим положением.

Начальник ремонтно-механического цеха:

осуществляет руководство производственно-хозяйственной деятельностью цеха по ремонту, модернизации оборудования и форм, изготовлению нестандартного оборудования и инструмента, а также изготовлению запасных частей и техническому обслуживанию оборудования и форм, зданий и сооружений ремонтно-механического цеха;

участвует в разработке текущих и перспективных планов ремонта оборудования и форм, зданий, сооружений, а также рабочих планов по отдельным службам, организует разработку и доведение до исполнителей заданий и графиков ремонта;

обеспечивает выполнение плановых заданий в установленные сроки, ритмичную работу цеха, повышение производительности труда ремонтных рабочих, снижение стоимости ремонта при высоком качестве ремонтных работ, эффективное использование основных и оборотных фондов, соблюдение правильного соотношения между ростом производительности труда и заработной платы;

проводит работу по внедрению научной организации труда, совершенствованию организации производства, его технологии, механизации и автоматизации производственных процессов, предупреждению брака, повышению качества продукции, использованию резервов повышения производительности труда и рентабельности производства, снижению трудоемкости и себестоимости продукции;

организует планирование, учет и составление отчетности о производственной деятельности, работу по развитию и укреплению хозяйственного расчета, улучшению нормирования труда, правильному применению форм и систем заработной платы и материального стимулирования, обобщению и распространению передовых методов и приемов труда, развитию рационализации и изобретательства;

обеспечивает технически правильную эксплуатацию оборудования и других основных средств и выполнение графиков их ремонта, безопасные и здоровые условия труда, а также своевременное представление работающим льгот по условиям труда;

совместно с общественными организациями организует социалистическое соревнование, проводит воспитательную работу в коллективе.

1.2 Характеристики потребителей электроэнергии, категории электроснабжения

Характеристики потребителей электроэнергии и определение категории электроснабжения. Электроснабжение объекта может осуществляться от собственной электростанции, энергетической системы при наличии собственной электростанции.

Требования, представляемые к надёжности электроснабжения от источников питания, определяются потребляемой мощностью объекта и его видом.

Приёмники электрической энергии в отношении обеспечения надёжности электроснабжения разделяются на несколько категорий. Первая категория - электроприёмники, перерыв электроснабжения которых может повлечь за собой опасность для жизни людей, значительный экономический ущерб, повреждение дорогостоящего оборудования, расстройство сложного технологического процесса, массовый брак продукции. Из состава электроприёмников первой категории выделяется особая группа (нулевая категория) электроприёмников, бесперебойная работа которых не обходима для безаварийного останова производства с целью предотвращения угрозы для жизни людей, взрывов, пожаров и повреждения дорогостоящего оборудования.

Вторая категория - электроприёмники, перерыв электроснабжения которых приводит к массовым недоотпускам продукции, массовым простоям рабочих, механизмов. Допустимый интервал продолжительности нарушения электроснабжения для электроприёмников второй категории не более 30 минут.

Третья категория - все остальные электроприёмники, не подходящие под определение первой и второй категорий. Электроприёмники первой категории должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых источников питания, при отключении одного из них переключение на резервный должно осуществляться автоматически. Согласно определению ПУЭ независимыми источниками питания являются такие, на которых сохраняется напряжение при исчезновении его на других источниках, питающих эти электроприёмники.

Согласно ПУЭ к независимым источникам могут быть отнесены две секции или системы шин одной или двух электростанций или подстанций при соблюдении следующих условий: - каждая эта секция или система шин питается от независимых источников. - секции шин не связаны между собой или же имеют связь, автоматически отключающуюся при нарушении нормальной работы одной из секций шин. Для электроснабжения электроприёмников особой группы должен предусматриваться дополнительный третий источник питания, мощность которого должна обеспечивать безаварийную остановку процесса.

Электроприёмники второй категории рекомендуется обеспечивать от двух независимых источников питания, переключение можно осуществлять не автоматически. Электроснабжение электроприёмников третьей категории может выполняться от одного источника при условии, что перерывы электроснабжения. необходимые для ремонта и замены поврежденного оборудования, не превышают одних суток. Электрооборудование ремонтно-механического цеха относится ко 2 и 3 категориям и могут питаться от одного источника, при условии, что перерывы электроснабжения не превышает одних суток. Выбор рода тока, напряжения и схемы внутреннего электроснабжения. Назначение электрических сетей. Электрические сети служат для передачи и распределения электрической энергии к цеховым потребителям промышленных предприятий.

Потребители энергии присоединяются через внутрицеховые подстанции и распределительные устройства при помощи защитных и пусковых аппаратов.

Электрические сети промышленных предприятий выполняются внутренними (цеховыми) и наружными. Наружные сети напряжения до 1кВ имеют весьма ограниченное распространение, т. к. на современных промышленных предприятиях электропитание цеховых нагрузок производится от внутрицеховых или пристроенных трансформаторных подстанций.

Выбор электрических сетей радиальные схемы питания характеризуются тем, что от источника питания, например от трансформаторной подстанции, отходят линии, питающих непосредственно мощные электроприёмники или отдельные распределительные пункты, от которых самостоятельными линиями питаются более мелкие электроприёмники.

Радиальные схемы обеспечивают высокую надежность питания отдельных потребителей, т.к. аварии локализуются отключением автоматического выключателя поврежденной линии и не затрагивают другие линии. Все потребители могут потерять питание только при повреждении на сборных шинах КТП, что маловероятно. Вследствие достаточно надёжной конструкции шкафов этих КТП. Магистральные схемы питания находят широкое применение не только для питания многих электроприёмников одного технологического агрегата, но также большого числа сравнения мелких приёмников, не связанных единым технологическим процессом.

Магистральные схемы позволяют отказаться от применения громоздкого и дорогого распределительного устройства или щита. В этом случае возможно применение схемы блока трансформатор-магистраль, где в качестве питающей линии применяются токопроводы (шинопроводы), изготовляемые промышленностью.

Магистральные схемы, выполненные шинопроводами, обеспечивают высокую надёжность, гибкость и универсальность цеховых сетей, что позволяет технологам перемещать оборудование внутри цеха без существенного монтажа электрических сетей. В связи с равномерностью распределения потребителей внутри ремонтно-механического цеха, а также низкой стоимости и удобстве в эксплуатации, выбирается магистральная схема питания. Выбор рода, напряжения Трёхфазные сети выполняются трёхпроводными на напряжение свыше 1000В и четырёхпроводными - до 1000В. Нулевой провод в четырёхпроводной сети обеспечивает равенство фазных напряжений при неравномерной загрузке фаз от однофазных электроприёмников.

Трёхфазные сети на напряжение 380/220В (в числители - линейное, в знаменатели - фазное) позволяют питать от одного трансформатора трёх - и однофазные установки. Электрические сети выполняются в основном по системе трёхфазного переменного тока, что является наиболее целесообразным, поскольку при этом может производиться трансформация электроэнергии. При большом количестве однофазных электроприёмников от трёхфазных сетей осуществляются однофазные ответвления.

1.3 Классификация помещений по взрыво- и пожарной безопасности

Предусматриваемые при проектировании зданий и установок противопожарные мероприятия зависят, прежде всего, от пожарной или взрывной опасности размещенных в них производств и отдельных помещений. Помещения и здания в целом делятся по степени пожаро- или взрывоопасности на пять категорий в соответствии с ОНТП-24.

·              Категория А - это помещения, в которых применяются легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки паров 28^oС и ниже или горючие газы в таком количестве, что они могут образовать взрывоопасную смесь с воздухом, при взрыве которой создастся давление более 5 кПа (например, склады бензина).

·              Категория Б - это помещения, в которых выделяются переходящие во взвешенное состояние горючие волокна или пыль, а также легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки паров более28^oС в таком количестве, что образуемая ими с воздухом смесь при взрыве может создать давление более 5 кПа (цеха приготовления сенной муки, выбойные и размольные отделения мельниц и крупорушек, мазутное хозяйство электростанций и котельных).

·              Категория В - это помещения, в которых обрабатывают или хранят твердые горючие вещества, в том числе выделяющие пыль или волокна, неспособные создавать взрывоопасные смеси с воздухом, а также горючие жидкости (лесопильные, столярные и комбикормовые цехи; цехи первичной сухой обработки льна, хлопка; кормокухни, зерноочистительные отделения мельниц; закрытые склады угля, склады топливно-смазочных материалов без бензина; электрические РУ или подстанции с трансформаторами).

·              Категория Г - это помещения, в которых сжигают топливо, в том числе газ, или обрабатывают несгораемые вещества в горячем, раскаленном или расплавленном состоянии (котельные, кузницы, машинные залы дизельных электростанций).

·              Категория Д - это помещения, в которых негорючие вещества находятся в практически холодном состоянии (насосные оросительные станции; теплицы, кроме отапливаемых газом, цехи по переработке овощей, молока, рыбы, мяса).

Категории производств по пожарной опасности в большой степени определяют требования к конструктивным и планировочным решениям зданий и сооружений, а также другим вопросам обеспечения пожаро- и взрывобезопасности. Они отвечают нормам технологического проектирования или специальным перечням, утверждаемым министерствами (ведомствами). Руководством при этом могут служить "Указания по определению категории производств по взрывной, взрывопожарной и пожарной опасности" (СН 463-74) и "Методика категорирования производств химической промышленности по взрывной, взрывопожарной и пожарной опасности".

Условия возникновения пожара в зданиях и сооружениях во многом определяются степенью их огнестойкости (способность здания или сооружения в целом сопротивляться разрушению при пожаре). Здания и сооружения по степени огнестойкости подразделяются на пять степеней (I, II, III, IV и V). Степень огнестойкости здания (сооружения) зависит от возгораемости и огнестойкости основных строительных конструкций и от распространения огня по этим конструкциям.

По возгораемости строительные конструкции подразделяются на несгораемые, трудносгораемые и сгораемые. Несгораемые конструкции выполнены из несгораемых материалов, трудносгораемые - из трудносгораемых или из сгораемых, защищенных от огня и высоких температур несгораемыми материалами (например, противопожарная дверь, выполненная из дерева и покрытая листовым асбестом и кровельной сталью).

Огнестойкость строительных конструкций характеризуется их пределом огнестойкости, под которым понимают время в часах, по истечении которого они теряют несущую или ограждающую способность, т. е. не могут выполнять свои обычные эксплуатационные функции.

Потеря несущей способности означает обрушение конструкции.

Потеря ограждающей способности - прогрев конструкции при пожаре до температур, превышение которых может вызвать самовоспламенение веществ, находящихся в смежных помещениях, или образование в конструкции сквозных трещин или отверстий, через которые могут проникать продукты горения в соседние помещения. Пределы огнестойкости конструкций устанавливают опытным путем. Для этого образец конструкции, выполненный в натуральную величину, помещают в специальную печь и одновременно воздействуют на нее с необходимой нагрузкой. Время от начала испытания до появления одного из признаков потери несущей или ограждающей способности и считается пределом огнестойкости. Предельным прогревом конструкции является повышение температуры на необогреваемой поверхности в среднем больше чем на 140^oС или в какой-либо точке поверхности выше, чем на 180^oС по сравнению с температурой конструкции до испытания, или больше чем на 220^oС независимо от температуры конструкции до испытания. Наименьшим пределом огнестойкости обладают незащищенные металлические конструкции, а наибольшим - железобетонные. Требуемая степень огнестойкости производственных зданий промышленных предприятий зависит от пожарной опасности размещаемых в них производств, площади этажа между противопожарными стенами и этажности здания. Требуемая степень огнестойкости должна соответствовать фактической степени огнестойкости, которая определяется по таблицам СНиП П-2-80,содержащим сведения о пределах огнестойкости строительных конструкций и пределах распространения по ним огня. Например, основные части зданий I и II степени огнестойкости являются несгораемыми и различаются только пределами огнестойкости строительных конструкций. В зданиях I степени распространение огня по основным строительным конструкциям не допускается совсем, а в зданиях II степени максимальный предел распространения огня, составляющий 40 см, допускается только для внутренних несущих стен (перегородок). Основные части зданий V степени являются сгораемыми. Пределы огнестойкости и распространения огня для них не нормируются.

Рисунок 1- План расположения электрооборудования ремонтно-механического цеха

2.СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

.1 Исходные данные для расчета

. Напряжение сборных шин ГПП 10кВ.

. Токи короткого замыкания на шинах ГПП 10,5 кА.

. Длина кабельной линии от ГПП до ТП 3,3 км.

. Напряжение типового и осветительного электрооборудования .

. Установленная мощность освещения 90 кВт.

. Данные электроприемников цеха приведены в таблице 1.

Таблица 2.1. -Данные электроприемников цеха

Наименования электроприемников	Кол-во	Ном. мощность, кВт
Станок токарно-карусельный	1	63
Станок токарный	10	15
Станок фрезерный	1	28
Станок сверлильный	5	32
Печь индукционная	1	180
Насосы	3	12
Вентилятор	5	20
Сварочный выпрямитель	3	32
Мостовой кран при ПВ=25%	1	69,2

2.2 Расчет электрических нагрузок

электрический нагрузка цех

Расчет электрических нагрузок является первым и одним из ответственных этапов проектирования, т.к. на основании результатов такого расчета в дальнейшем производится выбор мощности компенсирующих устройств, силовых трансформаторов, преобразователей, электрооборудования подстанций, определяются сечения токоведущих частей (проводов, кабелей, шин), рассчитывается защита электроустановок и т.д. Ошибок при расчете не должно быть. Завышение расчетной мощности приведет к большим дополнительным затратам; занижение - к выводу из строя оборудования, ложным срабатываниям защиты и т.п. Правильное определение расчетных электрических нагрузок дает гарантию того, что оборудование будет работать экономично, надежно, а потери электроэнергии будут минимальными.

.2.1 Расчет электрических нагрузок методом упорядоченных диаграмм

Этот метод позволяет определить расчетные электрические нагрузки с наименьшей погрешностью, поэтому является основным для расчета нагрузок. Номинальная мощность электроприемников без учета осветительной нагрузки ( по данным табл. 2.1)

                   (2.1)

При наличии двигателей повторно-кратковременного режима работы их номинальная мощность приводится к длительному режиму

                  (2.2)

где P_пасп - паспортная мощность (по заданию), кВт;

ПВ - продолжительность включения, в относительных единицах.

Общая номинальная мощность электроприемников цеха

Средние активная и реактивная мощности за максимально загруженную смену

               (2.3)

,               (2.4)

где К_и - коэффициент использования группы электроприемников одного режима работы;

P_н - номинальная мощность электроприемников, кВт.

Выписываем из приложения № 1.1 значения К_и и cosj в таблице 2.2

Таблица 2.2 - Значения К_и и cosj

Наименования электроприемников	Кол-во шт	Мощность, кВт	Ки	cosj	tgj
Станок токарно-карусельный	1	63	0,17	0,65	1,17
Станок токарный	10	15	0,17	0,65	1,17
Станок фрезерный	1	28	0,17	0,65	1,17
Станок сверлильный	5	32	0,17	0,65	1,17
Печь индукционная	1	180	0,7	0,35	2,68
Насосы	3	12	0,7	0,8	0,75
Вентилятор	5	20	0,65	0,8	0,75
Сварочный выпрямитель	3	32	0,35	0,5	1,73
Мостовой кран	1	69,2	0,05	0,5	1,73

Значения tg φ определяются по формуле

tgj =                    (2.5)

Групповой коэффициент использования

                   (2.6)

Эффективное число электроприемников n_э - это такое число однородных по режиму работы электроприемников одинаковой мощности, которое дает ту же величину расчетной нагрузки, что и группа электроприёмников, различных по режиму работы и мощности.

(2.7)

По диаграммам [2-55] или табл. 2.13 [2-54] определяем коэффициент максимума .

При к_и=0,4 и n_э=14коэффициент максимума к_m=1,32 согласно [2-54].

Расчетная активная нагрузка

                 (2.8)

Расчетная реактивная нагрузка

 

при                    (2.9)

 при                   (2.10)

Расчетная мощность осветительной нагрузки

,                  (2.11)

где Кс.о. - коэффициент спроса осветительной нагрузки;

Рн.о. - установленная мощность электрического освещения, кВт

Согласно [3-23] Кс.о.= 0,85.

По заданию

Расчетная активная и реактивная нагрузки заданной группы электроприемников

Расчетная полная нагрузка

               (2.12)

.3 Выбор компенсирующих устройств

Если компенсирующие устройства не установлены, то вся расчётная мощность передаётся к электроприемникам от электрической станции

Рисунок. 2 -Передача электроэнергии без применения КУ

Если к шинам подстанции или зажимам группы электроприемников подключить компенсирующие устройства общей мощностью Q_ку, то от электростанции будет передаваться меньшая реактивная мощность, и следовательно меньшая полная мощность.

Рисунок. 2.1 -электроэнергии с использованием КУ

С уменьшением передаваемой полной мощности от значения S_р до S_р' увеличивается коэффициент мощности cos.

На шинах подстанции коэффициент мощности должен находиться в пределах cos_н = 0,92...0,95. Если расчетный коэффициент мощности cos_р меньше нормативного cos_н, необходимо установить компенсирующее устройство.

Мощность компенсирующих устройств:

                (2.13)

где P_р - расчётная активная нагрузка, кВт;

tg_р - соответствует расчетному коэффициенту мощности;

tg_н - соответствует нормативному коэффициенту мощности.

При выборе мощности компенсирующих устройств должен быть предусмотрен 10-15% резерв для обеспечения допустимых отклонений напряжения в послеаварийных режимах.

В сетях низкого напряжения не рекомендуется дробить необходимую мощность конденсаторных батарей до величины менее 30 квар из-за увеличения удельных затрат на отключающую аппаратуру, измерительные приборы и прочее оборудование на один установленный киловольт-ампер батареи.

2.3.1 Расчет компенсирующих устройств

Расчетный коэффициент мощности

                (2.14)

Расчетный коэффициент мощности меньше нормативного , поэтому необходимо установить компенсирующие устройства.

Для  

Мощность компенсирующих устройств

Из приложения № 2 выбираем для двух секций шин НН две батареи статических конденсаторов типа УКМ-0,4-20-180УЗ мощностью по 180 квар каждая.

Передаваемая от электростанции реактивная мощность

Передаваемая от электростанции полная мощность

Проверка:

Принимаем к установке нерегулируемые батареи статических конденсаторов со схемой присоединения по рис. 2.3.

Рисунок. 2.2. Схема присоединения конденсаторных батарей на U = 0,38-0,66 кВ через рубильник и предохранитель

.4 Выбор числа и мощности силовых трансформаторов

Выбор числа и мощности силовых трансформаторов производится в следующем порядке:

. Определяется число трансформаторов, исходя из требуемой степени надёжности электроснабжения, т.е. с учётом категории электроприемников.

. Намечаются варианты мощностей силовых трансформаторов, исходя из расчетной мощности подстанции и ряда номинальных мощностей трансформаторов (табл.2.3).

Таблица 2.3. Номинальные мощности трансформаторов.

Номинальная мощность трансформаторов Sн.т., кВа
100	160	250	-	400	630	-
1000	1600	2500	-	4000	6300	-
10000	16000	25000	32000	40000	63000	80000

.Варианты сравниваются по техническим показателям с учетом допустимой перегрузки трансформаторов в рабочем и аварийном режимах.

.Определяются экономические показатели по вариантам. К исполнению применяется наиболее экономичный вариант.

.4.1 Выбор числа и мощности силовых трансформаторов

Нагрузки ремонтно-механического цеха относятся к потребителям II категории. Поэтому на подстанции необходимо установить два силовых трансформатора.

Потери активной мощности в трансформаторах

             (2.15)

Потери реактивной мощности

             (2.16)

Потери полной мощности

             (2.17)

Полная расчетная мощность, передаваемая от ГПП до ТП цеха

               (2.18)

Мощность трансформаторов

                 (2.19)

где К_з - коэффициент загрузки трансформатора.

Значение К_з принимается в зависимости от категории электроприемников по степени надежности электроснабжения. Для цехов с преобладающей нагрузкой II категории при двухтрансформаторной подстанции с возможным резервированием -.

Принимаем значение К_з =0,75

Мощность одного трансформатора

                 (2.20)

где n - выбранное количество трансформаторов.

Выбираем два трансформатора типа ТМ-400/10 мощностью 400кВА, имеющего технические данные, приведенные в таблице 2.4.

Таблица 2.4 - Технические данные трансформатора

Номинальная мощность SнТ, кВА	Номинальное напряжение обмоток		Потери холостого хода DРхх, кВт	Потери короткого замыкания DРкз, кВт	Ток холостого хода Iхх, %	Напряжение короткого замыкания Uкз, %
	Uвн, кВ	Uнн, кВ
400	10	0,4	1,05	5,5	2,1	4,5

Проверяем выбранные трансформаторы по действительному коэффициенту загрузки:

_{Кздейст} ≤ _Кзприн

2.5 Выбор схемы электрических соединений подстанции

Схемы цеховых ТП определяются характеристикой электроприемников и схемами межцехового и внутрицехового распределения, энергии.

Схемы с глухим присоединением трансформатора к питающей линии (рис. 4.1) применяются:

• при отсутствии приемников напряжением свыше 1000 В;

• при радиальном питании по схеме блока линия - трансформатор.

Рисунок. 2.4. Схема глухого присоединения трансформатора к питающей линии.

Коммутационные аппараты на вводе высокого напряжения необходимо устанавливать в следующих случаях:

• при питании от источника питания, находящегося в ведении другой эксплуатирующей организации.

• при удалении источника питания от подстанции на 3-5 км;

• при питании от воздушных линий;

• если отключающий аппарат нужен по условиям защиты, например, для воздействия газовой защиты на выключатель нагрузки (рис.2.5.);

• в магистральных схемах электроснабжения разъединитель или выключатель нагрузки с предохранителями устанавливают с целью селективного отключения трансформатора при его повреждении (рис.2.6.);

Рисунок. 2.5. Схема присоединения

Рисунок 2.6. Схема присоединения трансформатора к магистральной линии через выключатель нагрузки трансформатора

• когда требуется более надежное электроснабжение, когда часто отключают и включают трансформаторы подстанции; когда токи короткого замыкания велики и коммутационной способности предохранителей не хватает для отключения при коротком замыкании.

Не секционированная система шин применяется при питании по одной линии и неответственных потребителей III категории надёжности (рис. 4.1, 4.2, 4.3, 4.4).

Рисунок. 2.7-Схема подключения трансформатора к линии через масляный выключатель

Наличие потребителей II категорий требует секционирования шин нормально разомкнутым выключателем или разъединителем (рис. 4.5). Каждая секция питается по отдельной линии. Секционный аппарат включается при исчезновении напряжения на шинах и отключении питающей линии ВН.

Рисунок 2.8-Схема электрических соединений подстанции ремонтно-механического цеха.

2.6 Расчет высоковольтной питающей линии

Проводники электрических сетей от проходящего по ним тока, согласно закону Джоуля-Ленца, нагреваются. Чрезмерно высокая температура нагрева проводника может привести к преждевременному износу изоляции, ухудшению контактных соединений и пожарной опасности. Поэтому устанавливаются предельно допустимые значения температуры нагрева проводников в зависимости от марки и материала изоляции проводника. Длительно протекающий по проводнику ток, при котором устанавливается наибольшая длительно-допустимая температура нагрева проводника, называется предельно-допустимым током по нагреву I_доп. Величина его зависит как от марки провода или кабеля, так и от условий прокладки и температуры окружающей среды. Для выбора сечений жил кабелей и проводов по нагреву определяют расчетный ток и по таблицам приведенным в [6], [4], определяют стандартное сечение, соответствующее ближайшему большему току.

Условие выбора сечений

                  (2.21)

  где I_р - ток расчётный, А;

  К_попр - поправочный коэффициент на условия прокладки.

При проложенных рядом двух кабелях, значения К_попр принимаются согласно

[4-408]. Значения К_попр на температуру окружающей среды при температуре земли, отличной от +15°С и при температуре воздуха, отличной от +25°С, принимаются по [4-409].

2.6.1 Расчет высоковольтной питающей линии

Ток, протекающий по кабельной линии в нормальном режиме

                  (2.22)

где К_з - коэффициент загрузки трансформатора.

S_Т - мощность трансформатора, кВА.

С учетом расширения мощности цеха принимаем расчетный ток равным

По таблице согласно [4-401] при  принимаем трехжильный силовой кабель на  с алюминиевыми жилами марки АСБ - 3х16 (A - алюминиевая жила; бумажная изоляция; С - свинцовая оболочка; Б - бронированный двумя стальными лентами с наружным джутовым покровом).

.7 Расчет токов короткого замыкания

Составляем расчетную схему (рис. 2.9).

Рисунок.2.9-Расчетная схема

По расчетной схеме составляем схему замещения (рис. 2.10).

Рисунок. 2.10-Схема замещения

Выбираем базисные условия:

 (6-1)

 - для точки К₁

 - для точки К₂

                 (2.23)

 - для точки К₁

 - для точки К₂

Определяем сопротивления элементов сети.

Мощность системы

              (2.24)

Сопротивление системы в относительных единицах

                 (2.25)

Сопротивления кабельной линии в относительных единицах

                (2.26)

При мощности трансформаторов  учитывается активное сопротивление

                (2.27)

где r - относительное активное сопротивление обмоток трансформатора, отнесенное к номинальной мощности.

Относительное активное сопротивление обмоток трансформатора (при мощности трансформаторов )

 =

В нашем случае номинальная мощность трансформатора составляет 400кВА, поэтому активное сопротивление трансформатора учитывается.

Результирующие сопротивления до точки К₁

Результирующие сопротивления до точки К₂

Токи и мощность короткого замыкания для точки К₁

Действующее значение начального тока короткого замыкания

=

При  () периодическая составляющая тока КЗ не изменяется и действующие значения

Ударный ток короткого замыкания

,              (2.28)

где К_у - ударный коэффициент.

                (2.29)

где T_а - постоянная времени.

 =

Мощность короткого замыкания

Определяем токи и мощность короткого замыкания для точки К₂

Первоначальный ток в момент КЗ

По таблице 2.5 принимаем для стороны НН трансформатора мощностью 400кВА

Таблица 2.5 - Значения Ку

Место короткого замыкания	Ку
Высоковольтная сеть без учета активного сопротивления	1,8
На стороне обмотки НН трансформатора: 2500-1600кВА 1000-630кВА 400-100кВА	1,4 1,3 1,2
Удаленная точка с учетом активного сопротивления	1,0
Электрические сети напряжением до 1000В	1,1¸1,2

Данные расчетов сведены в таблице 2.6.

Таблица 2.6. -Данные расчетов сведены

Величина Место к.з.	I¢¢, кА	I¥, кА	iу, кА	Sкз, МВА
Точка К1	0,85	0,85	2,13	15,44
Точка К2	9,51	9,51	16,1	6,58

2.8 Выбор электрооборудования подстанции

Общим требованием к электрооборудованию подстанции является обеспечения нормального режима работы и устойчивость его к воздействиям токов КЗ.

2.8.1 Выбор электрооборудования подстанции на стороне ВН

Проверка сечения кабелей на действие токов КЗ

Выбранные в разделе 5 высоковольтные питающие линии необходимо проверить на термическое действие токов КЗ.

Минимальное сечение кабеля на термическую устойчивость для трехфазного К.З.

 ,                (2.30)

где С - коэффициент; для кабелей напряжением 6-10 кВ с медными жилами С = 140, с алюминиевыми жилами С = 95, для алюминиевых шин С = 95, для медных шин С = 170;

t_пр - приведенное время, с.

Приведенное время

t_пр= t_пр.п.+t_пр.а.,                (2.31)

где t_пр.п. - время периодической слагающей тока КЗ, с;

t_пр.а. - время апериодической слагающей тока КЗ, с;

Величина t_пр.п. определяется по кривым t_пр.п. = ¦(b¢¢ ) в зависимости от действительного времени протекания тока КЗ t.

t = t_з+t_выкл                          (2.32)

где t_з - время действия защиты, с;

t_выкл - время действия выключающей аппаратуры, с;

По заданию время действия защиты (по условиям селективности) t_з = 0,5 с, время действия масляных выключателей ГПП t_выкл = 0,14 с.

t = 0,5 + 0,14 = 0,64 с

При               (2.33)

и t = 0,64 с t_{пр.п .}= 0,5 с согласно [2 - 244].

Время апериодической слагающей тока КЗ при действительном времени t < 1 с не учитывается.

В общем случае

            (2.34)

В нашем случае

t_пр = t_пр.п. = 0,5 с

Для кабеля АСБ-3х16 коэффициент С = 95, при I_¥ =0,85кА =850А

Выбранное сечение жил кабеля 16 мм²>6,35 мм², следовательно, кабель АСБ - 3х16 удовлетворяет расчетному току термической устойчивости к токам КЗ.

.8.2 Выбор выключателей нагрузки

В разделе 4 принято решение об установке со стороны ВН подстанции выключателей нагрузки с предохранителями. Условия и данные для выбора приведены в таблице 2.7.

Таблица 2.7 -Данные выключателей нагрузки с предохранителями

Условия выбора	Расчетные данные	Данные выключателя нагрузки
Uвыкл. н ³ UВН	UВН = 10 кВ	Uвыкл. н = 10 кВ
Iвыкл. н ³ Iр	Iр =24 А	Iвыкл. н =400 А

Выбираем выключатель нагрузки ВНПу-10/400-10зУЗ согласно [4-252] с предохранителями ПКТ101-10-31,5-12,5УЗ с номинальным током патрона I_н.п = 31,5А > I_р = 24А и номинальным током отключения I_откл = 12,5кА. При выборе предохранителей по отключающей способности должны быть выполнены условия  и .

В нашем случае

.8.3 Выбор электрооборудования подстанции на стороне НН

Выбор шин

Шины РУ выбираются по расчетному току и проверяются на режим короткого замыкания.

Условия выбора шин

                  (2.35)

где I_н - длительно допустимый ток нагрузки шин, А

               (2.36)

где k₁ - поправочный коэффициент, при расположении шин горизонтально k₁ = 0,92;

k₂ - коэффициент для многополосных шин;

k₃ - поправочный коэффициент при температуре окружающей среды, отличной от +25°C.

Расчетный ток по формуле (5-2)

По [4-395] выбираем шины алюминиевые окрашенные однополосные размером 60х8мм, имеющие допустимый ток 1025А при расположении их вертикально.

При расположении шин плашмя

Для проверки шин на динамическую стойкость определяем расчетную нагрузку

               (2.37)

 

где l - расстояние между опорными изоляторами, см;

а - расстояние между осями фаз, см.

По заданию принято l = 50см; а = 10см.

Момент сопротивления шин при установке их плашмя

                   (2.38)

Рисунок. 2.11- Расположение шин плашмя

Максимальный изгибающий момент при числе пролетов свыше 2-х

                (2.39)

Напряжение на изгиб

                  (2.40)

Условие проверки шин на динамическую устойчивость:

Наибольшее допустимое напряжение на изгиб G_доп составляет

·   для медных шин 130МПа;

·   для алюминиевых шин 65МПа.

5,5МПа < 65МПа, следовательно по электродинамической устойчивости шины проходят.

Для проверки шины на термическую устойчивость определяют минимальное сечение по формуле

Сечение выбранных шин составляет 50х5=250 мм²>71 мм², следовательно, по термической стойкости шина проходит.

2.8.4 Выбор автоматических выключателей

Автоматические выключатели выбирают по номинальному напряжению, номинальному току и коммутационной способности.

Выбираем трехполюсный автоматический выключатель типаВА53-41.

Таблица 2.8- Данные автоматического выключателя

Условия выбора	Данные автомата	Расчетные данные

.8.5 Выбор рубильников

Рубильники выбирают по номинальным напряжению и току и проверяют на электродинамическую и термическую стойкость к токам КЗ.

Выбираем рубильник трехполюсный серии Р2115.

Таблица 2.9.- Данные рубильника

Условия выбора	Данные рубильника	Расчетные данные

Для рубильника Р2115 по [4-370] I_{t расч} =500 кА при t_к = 1 с.

3.МОНТАЖ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ

.1 Назначение, устройство, классификация электрических аппаратов

Электрическими аппаратами (ЭА) называются электротехнические устройства, предназначенные для управления потоками энергии и информации, а также режимами работы, контроля и защиты технических и электротехнических систем и их компонентов.

Одним из основных признаков классификации ЭА является их рабочее (номинальное) напряжение, по которому они делятся на аппараты низкого (до 1000 В) и высокого (свыше 1000 В) напряжения.

Аппараты низкого напряжения выполняют в основном функции коммутации и защиты электрических цепей и устройств (автоматические выключатели, контакторы, пускатели, реле, рубильники и пакетные выключатели, кнопки управления, тумблеры и другие аппараты) и регулирования параметров технических объектов (стабилизаторы, регуляторы напряжения, мощности и тока, усилители, датчики различных переменных).

Аппараты высокого напряжения подразделяются на коммутационные (выключатели, выключатели нагрузки, разъединители), измерительные (измерительные трансформаторы тока и напряжения, делители напряжения), компенсирующие (шунтирующие реакторы), комплектные распределительные устройства.

По своему исполнению аппараты подразделяются на электромеханические, статические и гибридные. Основным признаком электромеханических аппаратов является наличие в них подвижных частей, например контактной системы у коммутационных аппаратов. Статические аппараты строятся с использованием полупроводниковых и магнитных элементов и устройств (диодов, транзисторов, тиристоров и других полупроводниковых приборов, магнитных усилителей и др.). Гибридные аппараты представляют собой комбинацию электромеханических и статических аппаратов.

Электрические аппараты классифицируются также:

• по значению рабочих токов - аппараты слаботочные (до 5 А) и сильноточные (свыше 5 А);

• по роду тока - аппараты постоянного и переменного тока;

• по частоте рабочего напряжения - аппараты с нормальной (до 50 Гц) и повышенной (от 400 до 10 ООО Гц) частотой напряжения.

К аппаратам ручного управления относятся командные маломощные устройства - кнопки, ключи управления и различные командоаппараты (командоконтроллеры), с помощью которых осуществляется коммутация электрических цепей управления и подача команд управления на ЭП.

Кнопки управления. Кнопки управления различаются по размерам - нормальные и малогабаритные, по числу замыкающих и размыкающих контактов, по форме толкателя, по величине и роду тока и напряжения, по степени защиты от воздействия окружающей среды. Две, три или более кнопок, смонтированных в одном корпусе, образуют кнопочную станцию. На рис. 3.1, а показано условное изображение одноцепных кнопок с замыкающим (кнопка SBI) и размыкающим (кнопка SB2) контактами. Контакты кнопок и других электрических аппаратов на схемах изображаются в так называемом нормальном состоянии, когда на них не оказывается механического, электрического, магнитного или какого-либо другого воздействия. Двухцепные кнопки имеют обе пары показанных контактов с единым приводом.

Рисунок. 3. Условные изображения: а - кнопки управления; б - ключ управления;  в - электрические контакты

Ключи управления (универсальные переключатели). Эти аппараты имеют два или более фиксированных положений рукоятки управления и несколько замыкающих и размыкающих контактов. На рис. 3.1, б показан переключатель, имеющий три фиксированных положения рукоятки. В среднем положении рукоятки (позиция 0) замкнут контакт SM1, что обозначается точкой на схеме, а контакты SM2 и SM3 разомкнуты. В положении 1 ключа замыкается контакт SM2 и размыкается SM1, в положении 2 - наоборот. На рис. 3.1, в показаны замыкающий и размыкающий контакты.

Командоконтролллеры (командоаппараты) представляют собой аппараты для коммутации нескольких маломощных (ток нагрузки до 16 А) электрических цепей с управлением от рукоятки или педали с несколькими положениями. Их электрическая схема изображается аналогично схеме ключей управления и переключателей.

К силовым коммутационным аппаратам с ручным управлением относят рубильники, пакетные выключатели, контроллеры и автоматические выключатели.

Рубильники представляют собой простые коммутационные аппараты, предназначенные для неавтоматического нечастого замыкания и размыкания силовых электрических цепей постоянного и переменного тока напряжением до 500В и током до 5000 А. Они различаются по величине коммутируемого тока, количеству полюсов (коммутируемых цепей), виду привода рукоятки и числу ее положений (два или три).

Пакетные выключатели представляют собой разновидность рубильников, отличающихся тем, что их контактная система набирается из отдельных пакетов по числу полюсов (коммутируемых цепей). Пакет состоит из изолятора, в пазах которого находятся неподвижный контакт с винтовыми выводами для подключения проводов и пружинный подвижный контакт с устройством искрогашения.

Разновидностью рубильников являются переключатели-разъединители с различным типом привода - рычажным, с центральной рукояткой, с приводом от маховика или штанги.

Контроллеры являются многопозиционными электрическими аппаратами с ручным или ножным приводом для непосредственной коммутации силовых цепей, в основном электрических двигателей. Силовые контроллеры бывают двух видов: кулачковые и магнитные.

Кулачковые контроллеры характеризуются тем, что размыкание и замыкание их контактов обеспечивается смонтированными на барабане кулачками, поворот которых осуществляется с помощью рукоятки, маховичка или педали. За счет профилирования кулачков обеспечивается необходимая последовательность коммутации контактных элементов.

Магнитные контроллеры представляют собой коммутационное устройство, в состав которого входят командоконтроллер и силовые электромагнитные аппараты - контакторы. Командоконтроллер с помощью своих контактов управляет катушками контакторов, которые уже своими контактами коммутируют силовые цепи двигателей. Срок службы магнитных контроллеров при одних и тех же условиях существенно выше, чем кулачковых контроллеров, что определяется высокой коммутационной способностью и износостойкостью электромагнитных контакторов.

Магнитные контроллеры нашли основное применение в электроприводе крановых механизмов, работа которых характеризуется большой частотой включения двигателей.

Автоматические выключатели. Автоматические выключатели (автоматы) низкого напряжения представляют собой многоцелевой электрический аппарат для нечастой коммутации электрических цепей и их автоматической защиты при аварийных режимах - коротких замыканиях в цепях, их перегрузке, снижении или исчезновении напряжения, изменении направления тока и др. Для осуществления функций защиты автоматические выключатели снабжаются расцепителями, которые при возникновении аварийных режимов воздействуют на удерживающий элемент аппарата, приводя к его отключению. По принципу своего действия расцепители бывают электромагнитными, тепловыми и полупроводниковыми.

Применяемые автоматические выключатели различаются между собой назначением, уровнями номинальных токов и напряжения, набором и исполнением применяемых защит, отключающей способностью и временем отключения. Диапазон их номинальных токов составляет 10-10 ООО А, предельных коммутируемых токов - 0,3-100 кА, время отключения - 0,02-0,7 с.

К силовым аппаратам дистанционного управления относятся контакторы и магнитные пускатели.

Контактор. Контактор представляет собой электромагнитный аппарат с дистанционным управлением, предназначенный для частых коммутаций силовых цепей. Контакторы различаются: по роду тока коммутируемой цепи (постоянного, переменного, постоянного и переменного); количеству главных контактов (одно, двух и многополюсные); роду тока цепи катушки (с управлением напряжением постоянного и переменного тока); номинальным току и напряжению коммутируемых цепей; конструктивному исполнению (с механическими контактами и бесконтактные) и другим признакам.

Рисунок. 3.1. Контактор: a - устройство; б - обозначение катушки; в, г - обозначения силовых контактов

Конструктивная схема электромагнитного однополюсного контактора постоянного тока показано на рис. 3.1, а. На неподвижном сердечнике 14 магнитной системы контактора установлена втягивающая катушка 12. С подвижной частью магнитной системы, якорем 8, связан подвижный главный контакт 5, который присоединяется к цепи тока при помощи гибкого проводника 7. При подаче напряжения на катушку 12 (замыкании контакта 13) якорь притягивается к сердечнику и контакт 5 замыкается с неподвижным главным контактом 1, что обеспечивает коммутацию тока. Необходимое нажатие главных контактов в их рабочем положении обеспечивается пружиной 6. При этом в процессе соприкосновения контактов происходит перекатывание и притирание их контактных поверхностей, что уменьшает переходное сопротивление контактов.

С якорем 8 связаны также вспомогательные (блокировочные) контакты мостикового типа - замыкающие 70 и размыкающие 11, предназначенные для работы в цепях управления и рассчитанные на небольшие токи. Блок-контакты 10 замыкаются и 11 размыкаются одновременно с замыканием главных контактов (рис. 3.1, в).

Отключение контактора производится снятием напряжения с катушки 12 (контакт 13размыкается). При этом подвижная система контактора под действием силы тяжести и возвратной пружины 9 приходит в «нормальное» состояние. Возникающая при размыкании главных контактов дуга гасится в щелевой дугогасительной камере 4, изготовляемой из жаростойкого изоляционного материала. Для облегчения гашения дуги могут применяться камеры с изоляционными перегородками 3, которые способствуют увеличению дуги и ее сопротивления, а также иногда устанавливается искрогасительная. решетка из коротких металлических пластин 2.

Контакторы постоянного тока изготовляются с одним или двумя полюсами на номинальные токи главных контактов от 4 до 2500 А. Главные контакты способны отключать токи перегрузки до 7-10-кратных от номинального тока. Катушки контакторов постоянного тока имеют большое количество витков и обладают значительной индуктивностью, что затрудняет размыкание цепей этих катушек. Мостиковые блок-контакты могут отключать токи до 20 А при напряжении до 500 В цепях катушек аппаратов переменного тока, а в цепях катушек аппаратов постоянного тока - до 2,5 А при ПО В, 2 А при 220 В и 0,5 А при 440 В.

На рис. 3.2, б-г показаны условные обозначения элементов контактора соответственно: втягивающей катушки; замыкающих и размыкающих главных контактов без дугогашения и с дугогашением.

Контакторы переменного тока по принципу своего действия и основным элементам конструкции не отличаются от контакторов постоянного тока. Особенности их работы связаны с питанием катушек переменным током, что приводит к повышенному току в катушке при срабатывании, в несколько раз превышающему ток при втянутом якоре. По этой причине для контакторов переменного тока ограничивается число их включений в час (обычно не более 600). Кроме того, пульсирующий магнитный поток, создаваемый переменным током катушки, вызывает вибрацию и гудение магнитопровода, а также его повышенный нагрев. Для уменьшения этих нежелательных факторов магнитопровод набирается из тонколистовой трансформаторной стали, а на сердечник или якорь помещают короткозамкнутый виток.

В отличие от контакторов постоянного тока у контакторов переменного тока условия гашения дуги более легкие, так как дуга на переменном токе менее устойчива и может погаснуть при прохождении переменного тока нагрузки через нуль.

Контакторы переменного тока имеют на электрических схемах те же обозначения, что и контакторы постоянного тока. В схемах управления ЭП применяются и универсальные контакторы, позволяющие коммутировать силовые цепи как постоянного, так и переменного тока.

Бесконтактные полупроводниковые контакторы (прерыватели) строятся на базе силовых полупроводниковых приборов тиристоров и (реже) транзисторов, отличаются широкими функциональными возможностями, высокой степенью износостойкости и значительным быстродействием.

Гибридные или комбинированные контакторы используют в своем составе электромеханические контакторы и полупроводниковые компоненты. В них коммутация осуществляется силовыми полупроводниковыми приборами, а после окончания процесса коммутации включается контактор, й ток проходит через его контакты. За счет этого повышается скорость и управляемость процесса коммутации и исключается частично или полностью появление электрической дуги, а во включенном состоянии уменьшаются потери энергии в аппарате за счет шунтирования полупроводниковых приборов металлическими контактами с малым контактным сопротивлением.

Магнитный пускатель представляет собой специализированный аппарат, предназначенный главным образом для пуска, остановки и реверса асинхронных двигателей. Кроме управления магнитные пускатели обеспечивают с помощью тепловых реле защиту двигателей от токовых перегрузок и сигнализацию об их работе. В соответствии с перечисленными функциями в состав пускателя могут входить контактор, кнопки управления, тепловые реле защиты, сигнальные лампы, размещаемые в одном корпусе. Выпускаемые магнитные пускатели различаются между собой по назначению (нереверсивные и реверсивные), наличию или отсутствию тепловых реле и кнопок управления, степени защиты от воздействия окружающей среды, уровням коммутируемых токов, рабочему напряжению главной цепи.

Бесконтактные пускатели представляют собой полупроводниковые (или гибридные) устройства, обычно тиристорные, которые предназначены для управления двигателями (чаще всего асинхронными и синхронными) и отличаются теми же положительными свойствами, что и бесконтактные (гибридные) контакторы. Они позволяют ограничивать пусковые токи двигателей или их моменты при пуске и получили вследствие этого название «мягкие» пускатели или «мягкие стартеры».

Реле. Реле представляют собой слаботочные аппараты, предназначенные для использования в схемах управления, автоматики, защиты и сигнализации самых разнообразных установок, а также коммутации электрических цепей. Область применения реле очень широкая. Они используются в качестве коммутационных аппаратов, датчиков тока, напряжения и мощности, промежуточных элементов для передачи команд из одной цепи в другую и размножения сигналов, датчиков времени и различных физических переменных и технологических параметров.

Отличительной особенностью реле является скачкообразное изменение его состояния при достижении входным воздействием на него определенного уровня. По своему исполнению реле делятся на электромагнитные (контактные), полупроводниковые (бесконтактные) и герметичные.

Рисунок. 3.2. Схема устройства электромагнитного реле

Электромагнитное реле по принципу своего действия не отличается от контактора и работает следующим образом (рис. 3.2). На сердечнике 2 магнитной системы реле находится катушка 1, на которую подается входной электрический сигнал. Когда ток (напряжение) в цепи катушки превысит некоторое значение, называемое током (напряжением) срабатывания реле, создаваемая им электромагнитная сила, станет больше противодействующей силы возвратной пружины 10, якорь 3 реле притянется к сердечнику 2 и траверса 6, поднявшись, обеспечит замыкание контактов 8 и размыкание контактов 7. Сила нажатия в контактах создается пружиной 10.

Если уменьшить (отключить) ток (напряжение) в катушке, то якорь под действием пружины 10 перейдет в исходное положение и контакты вернутся в «нормальное» (исходное) положение. Ток (напряжение), при котором якорь реле возвращается в исходное положение, носит название тока (напряжения) возврата или отпускания, а отношение тока (напряжения) возврата к току (напряжению) срабатывания - коэффициента возврата реле.

Ток (напряжение) срабатывания реле может регулироваться в определенных пределах изменением силы натяжения возвратной пружины 10 с помощью гайки 5, а также за счет зазора 8, величина которого может регулироваться с помощью винта 4. При затяжке пружины 10 или увеличении зазора ток (напряжение) срабатывания возрастает.

Поскольку контакты реле коммутируют небольшие (до 10 А) токи, в них обычно не используются дугогасительные камеры, а конструкции контактов простые.

Промежуточные электромагнитные реле применяются в основном для коммутации электрических цепей и размножения контактов других электрических аппаратов.

Реле времени представляет собой устройство, контакты которого замыкаются или размыкаются с некоторой выдержкой времени после получения сигнала управления.

Электромагнитное реле времени отличается от обычного реле наличием на магнитопроводе магнитной трубки (гильзы), которая и обеспечивает выдержку времени реле при отключении его катушки от источника питания.

Включение реле времени происходит, как у обычного электромагнитного реле. Выдержка времени обеспечивается за счет замедления возврата контактной системы реле в исходное положение из-за более медленного спадания магнитного потока при снятии с катушки напряжения. В соответствии с таким принципом действия электромагнитное реле времени обеспечивает выдержку при размыкании замыкающего контакта и замыкании размыкающего контакта. Выдержка времени реле регулируется путем установки латунной немагнитной прокладки ступенчато или плавно за счет изменения натяжения пружины.

Моторное (электромеханическое) реле времени в своей основе имеет специальный низкоскоростной двигатель и редуктор с большим передаточным числом, на выходном валу которого монтируется рычаг, начальное положение которого устанавливается по шкале уставок времени реле. Рычаг управляет работой вспомогательных контактов, которыми, в свою очередь, включается выходное электромагнитное реле.

Механическое реле времени имеет замедлитель в виде анкерного механизма, управляемого элекгромагнитом. При подаче напряжения на электромагнит (начало отсчета времени) его якорь заводит пружину анкерного механизма аналогично часовому. Последний, начав работать, перемещает подвижный контакт реле.

После заданного времени, определяемого положением (уставкой) неподвижного контакта реле, произойдет замыкание контактной системы, что определит конец отсчета времени.

Некоторые механические реле времени управляются не электромагнитом, а подвижной частью контактора. В этом случае запуск в работу анкерного механизма происходит сразу же после включения контактора. Такие реле времени получили название маятниковых.

Электронные реле времени обычно в своих схемах используют различные полупроводниковые элементы (чаще всего транзисторные) и конденсаторы, время разряда или заряда которых и определяет выдержку времени. Их выходной каскад реализуется на обычном электромагнитном реле.

Реле времени с герметичными контактами имеют ту особенность, что их контакты герметизированы и они являются одновременно и частью магнитопровода реле. Герметизация контактов повышает износостойкость и надежность реле в работе. В настоящее время разработаны герметичные контакты (герконы) на токи включения до 180А, токи отключения до 60А при номинальном токе 6,3А.

Реле максимального тока предназначены для защиты контролируемых цепей и устройств от повышения тока сверх определенной величины.

Реле автоматики, защиты и сигнализации имеют самое разнообразное назначение и исполнение. К наиболее употребляемым в схемах электроснабжения, автоматики и защит относятся реле активной и реактивной мощности, реле счета импульсов, реле сигнализации и т.д.

Коммутационные электрические аппараты высокого напряжения. Выключатели предназначены для выполнения оперативной и аварийной коммутации в системах электроснабжения и включения и выключения отдельных электрических цепей и нагрузок.

Масляные выключатели характеризуются тем, что гашение возникающей при разрыве электрической цепи дуги происходит путем ее эффективного охлаждения в потоке газопаровой смеси, вырабатываемой дугой в результате разложения и испарения масла. Выключатели этого типа делятся на баковые (многообъемные), в которых масло используется для гашения дуги и изоляции токоведущих частей от бака, и малообъемные (маломасляные), в которых масло используется только для гашения дуги и изоляции контактов одного полюса.

Электромагнитные выключатели отключают цепи путем их размыкания сначала главными, а затем дугогасительными контактами, имеющими дугогасительные камеры. Для гашения дуги применяется так называемое магнитное дутье.

Вакуумные выключатели характеризуются тем, что гашение дуги происходит в вакууме.

Воздушные выключатели. В выключателях этого типа гашение дуги происходит подачей в дугогасительные устройства сжатого воздуха при давлении 6-8 МПа. Этот тип выключателей применяется в качестве сетевых на напряжение 6 кВ и выше, генераторных выключателей на напряжение 6-27 кВ, выключателей для электротермических установок при напряжении 6-220 кВ и в ряде других случаев. Для электрических систем с напряжением 350-500 кВ применяется другая дугогасящая среда - элегаз, представляющий собой шестифтористую серу (SF₆) и обладающий более высокой электрической прочностью.

Разъединители применяются для коммутации, отключения и переключения обесточенных электрических цепей и, в частности, для отделения на время ремонта или ревизии электрооборудования от смежных установок и линий, находящихся под напряжением, и обеспечения при этом видимого разрыва между ними. Разъединители выпускаются для внутренней и наружной установки.

Отделитель служит для отключения обесточенной цепи высокого напряжения за небольшое (не более 0,1 с) время, для чего снабжается быстродействующим приводом.

Короткозамыкатель служит для создания искусственного короткого замыкания в цепи высокого напряжения. По своей конструкции он подобен заземляющему устройству разъединителя, но снабжен быстродействующим приводом.

.2 Монтаж электрических аппаратов

Перед монтажом следует ознакомиться с чертежом общего вида панели, на котором показано расположение аппаратов и приборов (рис.3.3, а) с фасадной, а рядов зажимов (рис.3.3, б) с монтажной стороны и приводится перечень монтажных единиц (рис. 3.3, в). Приборы и аппараты необходимо тщательно осмотреть, проверить наличие контактных и крепежных деталей. Электроизмерительные приборы и реле, как полученные со склада, так и доставленные на монтажную площадку установленными на панелях, следует заблаговременно проверить и отрегулировать.

Существуют различные способы установки приборов и аппаратов и закрепления их на панелях, а также подключения к ним проводов. По способу подключения приборы и аппараты, размещаемые с фасадной стороны панели, можно разделить на три группы.

В первую группу входят приборы и аппараты только с задним подключением: показывающие щитовые электроизмерительные приборы, переключатели и кнопки цепей управления, сигнализации и измерения, арматура сигнальных ламп, световые табло и др. Для этих приборов и аппаратов характерно то, что их выводные зажимы и подключаемые к ним провода не проходят через отверстия в панели и находятся от нее на достаточном расстоянии. Поэтому случайное соприкосновение этих зажимов и проводов в местах подключения с панелью практически исключено и нет необходимости заботиться о дополнительной изоляции этих частей.

Вторую небольшую группу составляют приборы, рассчитанные только на переднее подключение, в частности электрические счетчики. Для их подключения провода следует пропустить через панель

Рисунок.3.3. Вид панели с фасадной (о) и монтажной (б) сторон и перечень монтажных единиц (в) на чертеже общего вида панели управления, в которой высверливают отверстия для каждого провода или прорезают окна для прохождения нескольких проводов.

В обоих случаях необходимо принять меры по усилению изоляции (установка изолирующих втулок, обрамление окон рамками из изоляционного материала, надевание на провода трубок из изоляционного материала и т. п.).

К третьей наиболее обширной группе относят аппараты и приборы, рассчитанные для переднего и заднего подключений (большинство реле, отдельные регистрирующие приборы). При монтаже с задним подключением следует усиливать изоляцию шпилек, проходящих через отверстия в панели, для чего на них надевают обычно трубки из изоляционного материала. Следует помнить, что в некоторых приборах и аппаратах одни и те же шпильки служат для подключения внешних проводов и проводов внутреннего монтажа. При подключении внешних проводов возможно проворачивание шпилек и, следовательно, нарушение внутреннего контактного соединения. Поэтому такие шпильки должны фиксироваться контрогайками. При монтаже с передним подключением пользуются теми же приемами, что и для приборов и аппаратов второй группы.

Аппараты и приборы устанавливают в заранее подготовленные отверстия и закрепляют их хомутами, шпильками или распорными скобами (при утопленном монтаже) либо винтами к панели. Приборы и аппараты следует монтировать вдвоем. Один монтажник находится с фасадной стороны панели и контролирует правильность установки прибора или аппарата, а другой - за панелью и закрепляет прибор.

Переключатель серии УП-5300 устанавливают с задней стороны панели (рис.3.4) и крепят винтами 2, вводимыми через отверстия наличника 3 переключателя в отверстия панели 4 и ввертываемыми в резьбовые отверстия выступов 5 (или скоб) переключателя. После этого надевают и закрепляют рукоятку 1.

Переключатель ПМО рассчитан на два способа установки и крепления. При первом способе (рис. 2.6, а) переключатель устанавливают с задней стороны панели. При этом втулка 15 основания 9 входит в отверстие 13, а фиксирующий выступ 6 - в отверстие 7 панели 8. Переключатель закрепляют на панели гайкой 5 и контрогайкой 14. После этого к торцу втулки 15 привинчивают наличник 2 и надевают на валик 4 рукоятку 1, привертывая ее к торцу валика. Шплинт 3 предотвращает проворачивание рукоятки относительно валика. Проводники 10, отходящие от контактного узла, выводят через боковые окна 11 кожуха 12.

При втором способе переключатель устанавливают с лицевой стороны панели (рис. 3.5 б). При этом переключатель сначала крепят к щитку 16, а затем вводят через отверстие 19 панели и закрепляют на ней винтами, проходящими через отверстия 17 в щитке и 18 в панели. Проводники, отходящие от контактного узла, выводят через заднее окно переключателя.

Рисунок3.4. Установка универсального переключателя серии УП-5300

Рисунок.3.5. Установка переключателя ПМО первым (а) и вторым (б) способами: 1 - рукоятка, 2 - наличник, 3 - шплинт, 4 - валик, 5 - гайка, 6 - выступ, 7, 13, 17, 18, 19 - отверстия, 8 - панель, 9 - основание, 10 - проводник, 11 - окна, 12 - кожух, 14 - контргайка, 15 - втулка, 16 - щиток

Переключатели ПКУ устанавливают и крепят различными способами. При первом способе (рис. 2.7,- а) переключатель устанавливают за панелью 3, закрепляя к передней скобе 4 винтами 2. При втором способе (рис. 3.6, б) переключатель монтируют за панелью 3, прикрепляя к передней скобе 4 и наличнику 6 винтами 2. Третий способ предусматривает установку переключателя в нише или вырезе панели 3 с креплением к наличнику 6 (рис. .3.6, в), а четвертый - внутри шкафов или на панелях с креплением к задней скобе 7 (рис. 3.6, г).

Монтаж малогабаритного переключателя (рис. 3.7) завода «Электропульт» рекомендуется выполнять в следующем порядке. Перед установкой переключателя на панели ко всем его неподвижным контактам 1 припаивают провода 2 сечением 0,75 мм². Затем их аккуратно укладывают на поверхности пакетов 8 и собирают в жгут 4, который выводят через закрепительную колодку 3 наружу. Колодка прижимает провода к задней крышке переключателя. Жгут должен иметь запас по длине, чтобы можно было извлекать переключатель без отключения проводов на расстояние, равное полутора частям его длины.

Рисунок.3.6. Установка переключателя ПКУ первым (о), вторым (б), третьим (в) и четвертым (г) способами: 1 - рукоятка, 2 - винты, 3 - панель шита, 4, 7 - передняя и задняя крепежные скобы, 5 - контактный узел переключателя, 6 - наличник

Концы проводов маркируют номерами, соответствующими номерам неподвижных контактов, от которых они отходят, после чего их оконцовывают наконечниками 6 одним из известных способов.

Рисунок. 3.7. Малогабаритный переключатель серии МК (а) и рамка для надписей (б): 1 - неподвижные контакты, 2 - провода, 3 - колодка, 4 - жгут, 5 - трубка, 6 - наконечники, 7 - кожух, 8 - пакеты, 9 - клапан

Для маркировки проводов можно использовать поливинилхлоридную трубку 5 диаметром 2,5 мм,

Переключатель закрывают кожухом 7 и закрепляют на панели с лицевой стороны четырьмя винтами с резьбой МЗ. Если необходимо указать назначение малогабаритного переключателя, под его фланец помещают рамку (рис.3.7, б) с клапаном 9, в который можно вставить вкладыш из бумаги с соответствующей надписью.

Следует отметить, что разнообразие вторичных аппаратов и приборов определяет большое разнообразие способов их установки и закрепления на панелях.

Рисунок.3.8. Элементы крепления арматуры сигнальной лампы (а) и кнопки (б) к панели

Кроме рассмотренных способов установки и закрепления переключателей применяют распространенный способ закрепления некоторых измерительных приборов и арматуры сигнальных ламп (рис. 3.8 а) с помощью распорной скобы /, охватывающей корпус арматуры с винтами 2, прижимающими арматуру передним фланцем к панели после ее установки в соответствующее отверстие, или резьбовых шпилек, которыми снабжены фланцы некоторых аппаратов, например кнопки (рис.3.8, б) со шпильками 3 и гайками 4.

При монтаже деталей оформления щита накладные буквы обычно приклеивают. Рамки для надписей и накладные элементы мнемонической схемы крепят винтами, шпильками или приклеивают.

Приведенные сведения относятся к монтажу нормальных панелей по типу, показанному на (рис.3.8, а) способы прокладки проводов на этих панелях рассмотрены ранее. Монтаж реечных панелей мало отличается от монтажа нормальных панелей как в части установки и крепления аппаратуры, так и при выполнении внутрипанельных и межпанельных электрических связей.

Изменение элементной базы блочных и планшетных панелей привело к изменению технологии их монтажа, особенно внутриблочного. Блочные конструкции применяют не только для панелей щитов управления, но и в релейных шкафах современных комплектных распределительных устройств на напряжение выше 1000В, элементной базой которых являются малогабаритные электрорадиоэлементы, полупроводниковые модули и модули на интегральных микросхемах. Наряду с проводным электромонтажом все большее распространение получает печатный монтаж, выполнение контактных соединений пайкой и накруткой, клеевых соединений.

.3 Контроль качества монтажа электрических аппаратов

Качество монтажа вторичных цепей, как и вообще качество строительно-монтажных работ, зависит от многих факторов. Поэтому, чтобы сознательно решать вопросы повышения качества на всех этапах производства электромонтажных работ и контроля качества их выполнения,, необходимо знать основные положения, относящиеся к качеству продукции, в том числе и строительной.

Согласно ГОСТу качество продукции - это совокупность ее свойств, обусловливающих пригодность удовлетворять определенные потребности в соответствии с назначением продукции.

Процесс формирования строительной продукции, к которому относят и электромонтажные работы, включает: проектирование; изготовление строительных материалов, конструкций и оборудования; производство строительно-монтажных и электромонтажных работ; эксплуатацию введенных в действие объектов.

Нетрудно убедиться, что все эти факторы влияют на качество строительной продукции при монтаже вторичных цепей.

Недостаточная проработка схем вторичных цепей при проектировании может быть причиной появления обходных цепей, приводящих к неправильным действиям устройств, смонтированных по этим схемам. Заниженное сечение жил контрольных кабелей в цепях оперативного тока и трансформаторов напряжения может привести к отказу или ложному действию защиты этих цепей при коротких замыканиях.

Значительное влияние на качество монтажа оказывает качество применяемых материалов, конструкций, Оборудования и инструмента. При использовании некачественного или плохо отрегулированного инструмента для снятия изоляции с проводов надрезанием с последующим удалением, возможно надрезание токопроводящих жил, а впоследствии их обрыв в этих местах. Неисправные пресс-клещи могут стать причиной плохих контактных соединений из-за их недоопрессования.

Даже высокое качество выполнения проекта, материалов и оборудования, а также электромонтажных работ на всех этапах при неправильной эксплуатации смонтированной установки Может вызвать ее повреждение и выход из строя.

И все же основным фактором, обеспечивающим в конечном счете высокое качество строительной продукции, является высокое качество строительно-монтажных работ.

В связи с этим предусматривают комплекс мероприятий, направленных на обеспечение качества электромонтажных работ на всех этапах их производства:

создание нормативной документации, определяющей требования к качеству, электромонтажных работ на основе ГОСТа, СНиПа, ведомственных норм и инструкций, стандартов предприятий и других нормативно-технических документов, издаваемых в стране;

проверку поступающей проектно-сметной и монтажно-технологической документации в целях определения ее пригодности для производства работ;

осуществление входного контроля качества поступающих материалов, электромонтажных изделий, оборудования;

приемку строительной готовности объекта под электрический монтаж;

разработку прогрессивных технических решений в проектах производства электромонтажных работ, обеспечивающих высокое качество монтажа;

изучение и пропаганду передового опыта в вопросах управления качеством электромонтажных работ;

обучение работников прогрессивным методам производства работ;

контроль качества электромонтажных работ на всех стадиях их выполнения (операционный, приемочный); инспекционный контроль;

стимулирование повышения качества монтажных работ на основе премиальной системы оплаты труда;

проведение смотров-конкурсов на лучшее качество строительно-монтажных работ.

Все эти мероприятия по повышению качества электромонтажных работ должны быть предусмотрены, в Плане технического развития и повышения эффективности производства строительно-монтажных организаций.

Основные требования к электроустановкам определены Правилами устройства электроустановок (ПУЭ), а к выполнению электромонтажных работ - Строительными правилами и нормами (СНиП - 3.05.06). На основании этих материалов разработаны нормативные документы по электромонтажной технологии по всем видам работ, которыми руководствуются при их выполнении в электромонтажных организациях.

По мере совершенствования технологии электромонтажных работ, создания новых инструментов, приспособлений, внедрения новых материалов соответствующие изменения и дополнения вносятся в выпущенную ранее нормативную документацию и разрабатываются новые нормативные документы.

Важным моментом в обеспечении высокого качества электромонтажных работ является приемка, обработка и передача на рабочие места для производства работ проектно-сметной и монтаж проектно-технологической документации. При поступлении эта документация после ее регистрации в «Журнале регистрации входящих документов» и ознакомления с ней руководителя электромонтажного управления (начальника, главного инженера) передается для обработки в Участок инженерной подготовки производства (УИПП). При обработке указанной документации необходимые изменения и дополнения вносят во все экземпляры, при этом на титульном листе делают надпись «отменено», «изменено» или «дополнено».

При отсутствии замечаний по поводу изменений или дополнений со стороны проектной организации документация с надписью «к производству работ» передается монтажному участку.

При входном контроле качества материалов электромонтажных изделий и оборудования тщательно осматривают всю поступающую продукцию. При этом проверяют: наличие сопровождающей документации, удостоверяющей качество, количество и комплектность продукции; состояние упаковки и наличие пломб. Детальную проверку продукции осуществляют, выбирая из каждой партии определенную ее часть (выборочная проверка) согласно установленным нормам. Проверку выполняют не только визуально, но и производят необходимые измерения и лабораторные анализы. При обнаружении некомплектности, дефектов и брака в отобранной продукции всю партию проверяют детально.

Принимая оборудование в зону монтажа, линейный инженерно-технический персонал (прораб, мастер) должен удостовериться в его комплектности, сохранности, соответствии электрических характеристик проекту.

Существенно влияют на качество электромонтажных работ уровень строительной готовности объекта и качество строительных работ. Поэтому следует строго придерживаться требований к приемке строительной готовности объекта под электрический монтаж. Сдача - приемка объектов (помещений и участков работ) под монтаж электрооборудования должна оформляться актами, подписанными представителями заказчика, строительной и электромонтажной организацией. Например, при сдаче помещения под монтаж щитов должны быть произведены все строительные работы, включая выполнение отверстий под болты для крепления панелей и отверстий для прохода кабелей.

.4 Контроль качества электромонтажных работ

.5 Инструмент и приспособления при монтаже электрических аппаратов

При наладке устройств РЗА используют в основном инструмент и приспособления, указанные ранее: набор ручного электромонтажного инструмента с изолированными ручками, пробники, переносные складные стулья, столы, платформы, светильники, щупы, струбцины, изолированные гибкие проводники с наконечниками и др. Однако при проверке и регулировке реле защиты и автоматики, особенно их механической части, требуется специальный инструмент - часовые отвертки и тисочки, пинцеты, надфили, специально обработанные стальные пластины для полировки контактов (воронила), плоские и торцевые ключи под гайки от 3 до 10 мм (обыч-

ные и специальной конструкции), набор лапок для изгибания и правки контактных пружин.

Пинцеты служат для удерживания мелких деталей (рис.3.9, а) и зачистки тонких проводов (рис.3.9, б), специальные отвертки (короткая с широкой и короткой ручкой), отвертки с держателем винта (рис.3.10, а) и гибким шлангом (рис.3.10, б) - для работы в стесненных условиях, лапки (рис.3.11)-при регулировке промежуточных реле, осуществляемой в ряде случаев подгибанием контактных пружин. Торцевой ключ (3.11, а) со сквозным отверстием

Рисунок. 3.9 Пинцеты: а - для удерживания мелких деталей. 6 - для зачистки тонких проводов

Рисунок. 3.10 Специальные отвертки:о - с держателем винта, б - с гибким шлангом

Рисунок. 3.11. Лапки для изгибания контактных пружин а) со сквозным отверстием б) разрезной.

Под гайку позволяет завинчивать контргайку регулировочных винтов, удерживая последние в фиксированном положении отверткой, а разрезной торцевой ключ (рис.3.11, б) - закреплять шпильки и другие выводы аппаратов, не отсоединяя подключенных к ним проводов. Для регулировки магнитной системы некоторых реле необходимы ключи из немагнитного материала.

Рисунок.3.12. Набор инструментов релейщика

Особое внимание следует обращать на подбор инструмента и его размещение. В качестве примера можно привести набор инструментов релейщика (рис.3.12), где на планшете в определенном порядке размещены часовая отвертка 1, набор гаечных ключей 2-5, пинцет 6, игла-щуп 7 для проверки состояния подпятников реле, специальный ключ 8 из немагнитного материала, лапки 9 (для изгибания и правки контактных пружин) и 10 (изогнутая), специальный торцевой ключ 11 со сквозным отверстием, воронило 12 и ручка 13 со сменными надфилями.

4. НАЛАДКА ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ

.1 Назначение приемосдаточных испытаний

Важнейшим этапом изготовления машины является этап испытания электрической машины. Испытания электрических машин проводят с целью проверки соответствия их качества требованиям стандартов или технических условий. Они необходимы также после капитального или среднего ремонта машины. Для осуществления этих целей необходимы программы и методики испытания электрических машин. Программы испытания электрических машин должны быть составлены таким образом, чтобы можно было получить все показатели и характеристики машин, установленные техническими условиями. Точность результатов испытаний в значительной степени зависит от методики испытаний. Поэтому в России действует более двадцати пяти государственных стандартов и стандартов СЭВ только на методы испытаний электрических машин. Кроме того, ряд методов испытаний изложен в стандартах на отдельные виды электрических машин.

Проведение испытаний электрических машин необходимо на всех этапах. На стадии проектирования проводят испытания макетных и опытных образцов электрических машин для проверки соответствия выходных показателей и характеристик машины требованиям технического задания. На стадии изготовления испытания отдельных узлов машины (например, обмотки) проводятся после завершения отдельных технологических операций. После сборки машины испытания проводят для проверки соответствия её выходных показателей требованиям технических условий. При эксплуатации электрические машины периодически подлежат ремонту. После ремонта электрическая машина также должна быть испытана.

Испытания электрических машин на электромашиностроительных заводах являются частью общего технологического процесса. Повышение производительности труда приводит к усиленной автоматизации производственных процессов. Это в полной мере относится и к испытаниям. Так, почти на всех машиностроительных заводах испытания проводят на конвейерах. В последние годы всё больше испытаний проводится с применением ЭВМ. При этом ЭВМ не только управляет испытаниями, но и позволяет оперативно анализировать результаты испытаний и на этой основе осуществлять управление качеством изготовления электрических машин.

В стандартах на электрические машины сформулированы технические требования к показателям качества электрических машин. Большинство из них нуждается в проверке путём испытаний электрических машин. К ним относятся требования по надёжности, нагреву, энергетическим показателям (КПД, коэффициент мощности), а также требования к электрической прочности изоляции обмоток, механической прочности вращающихся частей машины, эксплуатационным показателям (таким, как максимальный, начальный пусковой и минимальный моменты, начальный пусковой ток, скорость нарастания напряжения возбуждения и др.), к работе щёточного узла, способности выдерживать кратковременные перегрузки, длительной или кратковременной работе в анормальных условиях, шумам и вибрациям, индустриальным радиопомехам.

По перечисленным, а так же по ряду других требований к качеству электрических машин, в стандартах устанавливаются количественные показатели качества, а также в ряде случаев допуски на них. При испытаниях проверяют соответствие измеренных или рассчитанных показателей качества требованиям стандартов.

.2 Программа приемосдаточных испытаний

В стандартах на электрические машины приводятся технические требования к показателям качества и программы испытаний для определения этих показателей. Разработана система стандартов на методы испытаний электрических машин. Применяются стандарты на методы испытаний, являющиеся общими для всех видов электрических машин. Так, например ГОСТ 11828-75 и соответствующий ему СТ СЭВ 1347-78 регламентирует отдельные методы испытаний. ГОСТ 25000-81 устанавливает методы испытаний на нагревание; ГОСТ 25941-83 - методы определения потерь и КПД; ГОСТ 11929-87 и СТ СЭВ 828-77 - методы определения уровня шума; ГОСТ 12379-75 и СТ СЭВ 2412-80 - методы оценки вибрации; ГОСТ 12259 и СТ СЭВ 136-74 - методы определения расхода охлаждающего газа; СТ СЭВ 295-76 - методы определения момента инерции вращающейся части; СТ СЭВ 1107-78 - методы определения сопротивления обмоток без отключения машины от сети.

Кроме перечисленных стандартов, распространяющихся на все виды машин, разработаны стандарты на методы испытаний машин переменного тока - ГОСТ 10159-79

Согласно ГОСТ 183-74 различают следующие виды испытаний:

·   приёмочные

·        приёмо-сдаточные

·        периодические

·        типовые

·        квалификационные

Нас интересуют, прежде всего, приёмо-сдаточные испытания электрических машин. Приёмо-сдаточным испытаниям подвергают каждую электрическую машину. Программы этих испытаний значительно короче, чем приёмочных. (Приёмочные испытания проводятся на опытном образце продукции, с целью приёмки её для серийного производства). Программа этих испытаний наиболее подробная. Цель приёмо-сдаточных испытаний - установить пригодность каждой изготовленной машины к эксплуатации за минимально возможное время испытаний.

Синхронные машины являются обращаемыми - это значит, что синхронный генератор можно использовать и в качестве генератора и в качестве электродвигателя. Это обусловлено одинаковой конструкцией машин и, кроме того, практически одинаковыми конструкциями возбудительных устройств. Активно используются синхронные машины и в качестве синхронных компенсаторов - синхронных машин для генерирования реактивной мощности, основная цель синхронного компенсатора -поддержание коэффициента мощности сети.

Диапазон мощностей синхронных генераторов достаточно велик.

Мощные синхронные генераторы - гидрогенераторы и турбогенераторы - характеризуются значительной мощностью (от 30 до 1200 МВА) и высоким напряжением на статоре (до 30кВ). Эти генераторы применяются на крупных электростанциях.

Наряду с этим широко используются агрегаты для автономного снабжения - небольших населённых пунктов и предприятий, удалённых от промышленных центров, временных промышленных установок и т. п. Эти агрегаты могут быть стационарными и передвижными (рисунок 4).

Рисунок 4. Агрегаты для автономного снабжения.

Основным видом приводного двигателя в таких агрегатах являются дизельные двигатели, а при небольшой мощности агрегата возможно применение бензиновых двигателей. На агрегатах стационарной установки и сравнительно большей мощности применяются газотурбинные двигатели. Диапазон мощности синхронных генераторов для автономного электроснабжения от 5 до 800кВт при напряжении на выходе обычно 230 и 400В, при мощности от 800кВт напряжение на выходе может быть 6-10кВ. Не редко применение автономной электростанции с повышающим трансформатором (для работы на линию электропередач).

Электрические испытания генераторов должны проводиться специально обученным персоналом с учётом следующих положений:

. профилактические испытания должны, как правило, совмещаться с текущими и капитальными ремонтами генератора.

. перед испытаниями генератор следует тщательно осмотреть, изучить заводскую документацию на него, подготовить приборы и приспособления.

. во время испытания должно производиться непрерывное наблюдение с безопасного расстояния за состоянием генератора.

. заключение о пригодности генератора к эксплуатации производится на основании сравнения данных, полученных при испытании с заводскими данными, данными предыдущих испытаний и требованиями НТД.

Пуск генератора в работу (для проведения испытаний холостого хода и вибрации подшипников) осуществляется после окончания всех остальных испытаний и обработки полученных при этом материалов.

.3 Порядок испытаний и методы

 

Статор синхронного генератора конструктивно выполнен аналогично статору синхронного или асинхронного электродвигателя. Особенностью выполнения статора генератора может являться дополнительная обмотка, которая используется для питания возбудительных устройств, хотя большие по мощности генераторы могут использовать отдельный источник энергии для цепей возбуждения (например, специальный генератор постоянного тока - возбудитель).

Ротор синхронного генератора аналогичен по конструкции от ротора синхронного электродвигателя, и представляет собой магнит постоянного тока (при поданном напряжении возбуждения). Обмотка ротора, которая питается от источника постоянного тока, называют обмоткой возбуждения. Вращающуюся обмотку ротора соединяют с внешним источником тока (возбудителем) посредством контактных колец и щёток. Кроме ротора с контактными кольцами синхронные генераторы могут снабжаться без-щёточными возбудительными устройствами (БВУ). Внешний вид синхронного генератора с БВУ представлен на рисунке 4.1. Принцип работы генератора от конструкции возбудительного устройства не меняется.

БВУ представляет собой небольшой по мощности генератор, который служит для питания ротора генератора постоянным током - током возбуждения. Таким образом, выработанная генератором БВУ электроэнергия используется только для возбуждения синхронного генератора.

Рисунок 4.1. Синхронный генератор с БВУ.

Синхронный генератор является обращаемой машиной и может работать и как генератор и как электродвигатель. В режиме генератора генерируемое напряжение снимается с обмотки статора машины, при этом обмотка возбуждения выполняет одну и туже функцию (как для двигателя, так и для генератора). Частота вращения ротора синхронного генератора жестко привязана к частоте, что является важнейшим эксплуатационным свойством данного типа машин.

 

4.4 Определяемые характеристики

Определение возможности включения без сушки генераторов выше 1кВ. При решении вопроса о необходимости сушки компаундированной, термореактивной и гильзовой изоляции обмотки статора синхронного генератора следует руководствоваться следующим:

• внешним осмотром подтверждена целостность машины после транспортировки, отсутствие повреждённых частей обмотки, целостность системы возбуждения

• сопротивление изоляции обмотки статора генератора по фазам (если есть возможность измерения по фазам) не отличается более чем в три раза по отношению друг к другу, при этом величина сопротивления изоляции сомой «слабой» фазы должна быть не нижеуказанной ниже в таблице 4.

• коэффициент абсорбции обмотки статора должен быть не ниже 1,3.

• сопротивление изоляции вспомогательной обмотки статора и сопротивление изоляции ротора должно быть не ниже нормируемой ниже (в зависимости от температуры при проведении испытаний).

Для генераторов с бумажно-масляной изоляцией необходимость сушки устанавливается в соответствии с инструкцией завода-изготовителя.

Таблица 4. Допустимые значения сопротивления изоляции и коэффициента абсорбции

Мощность, номинальное напряжение электродвигателя, вид изоляции	Критерии оценки состояния изоляции обмотки статора
	Значение сопротивления изоляции не менее (МОм)				Значение коэффициента абсорбции
Обмотка статора генератора напряжением до 1 кВ (каждая фаза в отдельности относительно корпуса и других заземленных фаз)	0,5				-
Обмотка статора генератора напряжением свыше 1кВ (все виды изоляции)	Т (оС)	3кВ	6кВ	10кВ	Не менее 1,2
	10 20 30 40 50 60 75	30 20 15 10 7 5 3	60 40 30 20 15 10 6	100 70 50 35 25 17 10
Обмотка ротора генератора	0,5 (допускается для неявнополюсных машин -не ниже 2 кОм при температуре +75 оС или 20кОм при +20оС)				-
Вспомогательная обмотка генератора	1				-

Сопротивление изоляции R_из является основным показателем состояния изоляции статора. Одновременно с измерением сопротивления изоляции обмотки статора определяют коэффициент абсорбции. Измерение сопротивления изоляции ротора проводится у генераторов с номинальным напряжением выше 1кВ.

Сопротивление изоляции вспомогательной обмотки определяется при её наличии у генераторов с номинальным напряжением выше 1кВ. (у низковольтных генераторов дополнительная обмотка может испытываться в качестве дополнительного испытания при оценке общей работоспособности генератора)

Значение сопротивления изоляции и коэффициента абсорбции указаны в таблице 4. Испытание повышенным выпрямленным напряжением.

Испытание изоляции обмотки статора повышенным выпрямленным напряжением с измерением тока утечки по фазам. Испытанию подвергается каждая фаза или ветвь в отдельности при других фазах или ветвях, соединенных с корпусом.

У генераторов с водяным охлаждением обмотки статора испытание производится в случае, если возможность этого предусмотрена в конструкции генератора.

Значения испытательного напряжения приведены в таблице 4.1.

Для турбогенераторов типа ТГВ-300 испытание следует производить по ветвям.

Испытательное выпрямленное напряжение для генераторов типов ТГВ-200 и ТГВ-300 следует принимать в соответствии с инструкцией по эксплуатации этих генераторов.

Измерение токов утечки для построения кривых зависимости их от напряжения производится не менее чем при пяти значениях выпрямленного напряжения - от 0,2U_max до U_max равными ступенями. На каждой ступени напряжения выдерживается в течение 1 мин. При этом фиксируются токи утечки через 15 и 60 с.

Таблица 4.1. Испытательное выпрямленное напряжение для обмоток статоров синхронных генераторов и компенсаторов

Мощность генератора, МВт	Номинальное напряжение, кВ	Амплитудное испытательное напряжение, кВ
Менее 1 1 и более	Все напряжения	2,4t/ном +1,2	0,4кВ - 2,1 кВ 0,66кВ - 2,7кВ
	До 3,3	2,4t/ном +1,2	3кВ - 8,4кВ
	Выше 3,3 до 6,6	ном	6кВ - 18кВ
	Выше 6,6	2,4t/ном + 3,6	10кВ - 27кВ

 

Испытание повышенным напряжением промышленной частоты.

Испытание изоляции повышенным напряжением промышленной частоты. Испытание проводится по нормам, приведенным в таблице 4.2. Испытанию подвергается каждая фаза или ветвь в отдельности при других фазах или ветвях, соединенных с корпусом.

Продолжительность приложения нормированного испытательного напряжения 1 мин.

При проведении испытаний изоляции повышенным напряжением промышленной частоты следует руководствоваться следующим:

а) испытание изоляции обмоток статора генератора рекомендуется производить до ввода ротора в статор. Если стыковка и сборка статора гидрогенератора осуществляются на монтажной площадке и впоследствии статор устанавливается в шахту в собранном виде, то изоляция его испытывается дважды: после сборки на монтажной площадке и после установки статора в шахту до ввода ротора в статор. Если испытание производится на генераторе с установленным ротором, то обмотку ротора необходимо закоротить и заземлить.

В процессе испытания осуществляется наблюдение за состоянием лобовых частей машины: у турбогенераторов - при снятых торцовых щитах, у гидрогенераторов - при открытых вентиляционных люках;

б) испытание изоляции обмотки статора для машин с водяным охлаждением следует производить при циркуляции дистиллированной воды в системе охлаждения с удельным сопротивлением не менее 75 кОм/см и номинальном расходе;

в) после испытания обмотки статора повышенным напряжением в течение 1 мин у генераторов 10кВ и выше испытательное напряжение снизить до номинального напряжения генератора и выдержать в течение 5 мин для наблюдения за коронированием лобовых частей обмоток статора. При этом не должно быть сосредоточенного в отдельных точках свечения желтого или красного цвета, появления дыма, тления бандажей и тому подобных явлений. Голубое и белое свечение допускается;

г) испытание изоляции обмотки ротора турбогенераторов производится при номинальной частоте вращения ротора - только для щёточных машин, на которых можно выполнить данное испытание при вращающемся роторе. На машинах с БВУ испытание производится при остановленном генераторе и заземлённой обмотке статора.

Таблица 4.2. Испытательное напряжение промышленной частоты для обмоток синхронных генераторов и компенсаторов

Испытуемый объект	Характеристика электрической машины		Испытательное напряжение, кВ
	Мощность до 1 МВт, номинальное напряжение выше 100В
			1,6U ном + 0,8, но не менее 1,2
Обмотка статора синхронного  генератора	Мощность более 1 МВт, номинальное напряжение до 3,3кВ		1,6U ном + 0,8 2U ном
	То же, но номинальное напряжение выше 3,3кВ до 6,6кВ
Реостат возбуждения	-		1
Резистор гашения поля	-		2
Заземляющий резистор	-		1,5ином генератора
	Мощность более 1 МВт, номинальное напряжение выше 6,6 кВ
					1,6U ном + 2,4
	Мощность до 1 МВт, номинальное напряжение выше		2U		ном +1, но не менее 1,5
Обмотка статора синхронных генераторов, у которых стыковка частей ста-
	100В
тора производится на месте монтажа (гидрогенераторы) по окончании пол-	Мощность более 1 МВт, номинальное напряжение до 3,3кВ То же, но номинальное напряжение выше 3,3кВ До 6,6кВ
					2U ном + 1
ной сборки обмотки и изолировки со- единений
					2,5U ном
		То же, но номинальное напряжение выше 6,6кВ		2U ном + 3
Обмотка явнополюсного ротора		-		7,5U ном возбуждения генератора, но не менее 1,1 и не
Испытуемый объект		Характеристика электрической машины		Испытательное напряжение, кВ
				более 2,8
Обмотка неявнополюсного ротора		-		1 (в том случае, если это не противоречит требованиям технических условий завода-изготовителя)

 

Измерение сопротивления обмоток постоянному току производится у генераторов для сравнения различных фаз обмоток между собой, с заводскими данными (указаны в паспорте генератора), или с данными предыдущих испытаний, а обмотки возбуждения синхронных генераторов - для сравнения с данными предыдущих испытаний, или заводскими данными. Полученные данные не должны отличаться друг от друга (одна фаза или группа обмоток от другой фазы или группы) и от исходных данных больше чем на 2%.

Измеренные значения должны быть приведены к температуре заводских измерений.

Для реостатов и пусковых резисторов, установленных на генераторах, сопротивление измеряется на всех ответвлениях. Для генераторов с номинальным напряжением ниже 3кВ измеряется общее сопротивление реостатов и пусковых резисторов и проверяется целостность отпаек.

Измерение сопротивления обмоток постоянному току небольших по мощности генераторов номинальным напряжением 0,4кВ проводится для оценки общего состояния генератора. В генераторах данного типа расхождение по сопротивлению может быть выше 2% в связи с разными длинами выводных отпаек от разных фаз. Максимальное различие в сопротивлении не должно превышать 4%. Это не относится к генераторам с номинальным напряжением 0,4кВ и мощностью от 30кВт и выше.

Измерение сопротивления обмотки ротора переменному току промышленной частоты. Производится для генераторов мощностью более 1 МВт.

Для щёточных машин: измерение следует производить при напряжении не более 220В на трех-четырех ступенях частот вращения, включая номинальную, а также в неподвижном состоянии. Для явнополюсных машин при неизолированных местах соединений в неподвижном состоянии измерение производится для каждого полюса в отдельности или попарно. Отклонения измеренных значений от данных завода-изготовителя или от среднего сопротивления полюсов должны находиться в пределах точности измерения.

Для машин с БВУ: измерение следует производить при напряжении не более 220В при заторможенном роторе.

Измерение воздушного зазора между сталью ротора и статора должно производиться, если позволяет конструкция генератора. Если инструкциями на генераторы отдельных типов не предусмотрены более жесткие нормы, то зазоры в диаметрально противоположных точках могут отличаться друг от друга не более чем:

на 5% среднего значения (равного их полусумме)- для турбогенераторов 150 МВт и выше с непосредственным охлаждением проводников;

на 10% - для остальных турбогенераторов;

на 20% - для гидрогенераторов.

Измерение зазора у явнополюсных машин производится под всеми полюсами. Определение характеристик генератора:

а) трехфазного КЗ. Характеристика снимается при изменении тока от нуля до номинального значения. Отклонения от заводской характеристики должны находиться в пределах точности измерения.

Снижение измеренной характеристики, которое превышает точность измерения, свидетельствует о наличии витковых замыканий в обмотке ротора.

У генераторов, работающих в блоке с трансформатором, снимается характеристика КЗ всего блока (с установкой закоротки за трансформатором). Характеристику собственно генератора, работающего в блоке с трансформатором, допускается не определять, если имеются протоколы соответствующих испытаний на стенде заводов-изготовителей.

б) холостого хода. Подъем напряжения номинальной частоты на холостом ходу производить до 130% номинального напряжения турбогенераторов и синхронных компенсаторов, до 150% номинального напряжения гидрогенераторов. Допускается снимать характеристику холостого хода турбо- и гидрогенератора до номинального тока возбуждения при пониженной частоте вращения генератора при условии, что напряжение на обмотке статора не будет превосходить 1,3 номинального. У синхронных компенсаторов разрешается снимать характеристику на выбеге. У генераторов, работающих в блоке с трансформаторами, снимается характеристика холостого хода блока; при этом генератор возбуждается до 1,15 номинального напряжения (ограничивается трансформатором). Характеристику холостого хода собственно генератора, отсоединенного от трансформатора блока, допускается не снимать, если имеются протоколы соответствующих испытаний на заводе-изготовителе. Отклонение характеристики холостого хода от заводской не нормируется, но должно быть в пределах точности измерения.

Межвитковая изоляция обмотки статора. Испытание междувитковой изоляции. Испытание следует производить подъемом напряжения номинальной частоты генератора на холостом ходу до значения, соответствующего 150% номинального напряжения статора гидрогенераторов, 130% -турбогенераторов и синхронных компенсаторов. Для генераторов, работающих в блоке с трансформатором, смотри пункт выше - определение характеристик генератора. При этом следует проверить симметрию напряжений по фазам. Продолжительность испытания при наибольшем напряжении - 5 мин. Испытание междувитковой изоляции рекомендуется производить одновременно со снятием характеристики холостого хода.

Измерение вибрации. Вибрация (удвоенная амплитуда колебаний) подшипников синхронных генераторов, измеренная в трех направлениях (у гидрогенераторов вертикального исполнения производится измерение вибрации крестовины со встроенными в нее направляющими подшипниками), и их возбудителей не должна превышать значений, приведенных в таблице 4.

Таблица 4.3. Наибольшая допустимая вибрация подшипников (крестовины) синхронных генераторов

Номинальная частота вращения ротора, мин	3000*	1500-500**	375-214	187	До 100
Вибрация, мкм	40	70	100	150	180

* Для генераторов блоков мощностью 150 МВт и более вибрация не должна превышать 30 мкм.

**Для синхронных компенсаторов с частотой вращения ротора 750-1000 мин  вибрация не должна превышать 80 мкм.

 

Проверка изоляции подшипников. Проверка изоляции подшипника при работе генератора. Производится путем измерения напряжения между концами вала, а также между фундаментной плитой и корпусом изолированного подшипника. При этом напряжение между фундаментной плитой и подшипником должно быть не более напряжения между концами вала. Различие между напряжениями более чем на 10% указывает на неисправность изоляции.

Испытание под нагрузкой. Испытание генератора под нагрузкой производится в соответствии с возможностями ввода машины в работу под нагрузку в период приёмо-сдаточных испытаний. Нагрев статора при данной нагрузке должен соответствовать паспортным данным.

Измерение остаточного напряжения генератора при отключении АГП в цепи ротора. Значение остаточного напряжения не нормируется.

Испытание возбудителей.

Испытание устройств системы возбуждения генератора производится в объёме устройств, которые входят в состав системы возбуждения и включают в себя измерение сопротивления изоляции, испытание повышенным напряжением, измерение сопротивления постоянному току, проверка диодов и тиристоров.

Проверку диодов и тиристоров необходимо выполнять после отсоединения их от схемы БВУ по крайней мере с одной стороны полупроводникового элемента.

Проверка станции возбуждения производится в объёме, определяемом соответствующими инструкциями производителя.

Условия испытаний и измерений

Испытание электрических характеристик генераторов производят при температуре окружающей среды не ниже +10⁰С, с контролем температуры статора машины. При проведении испытаний следует помнить, что температура обмоток генератора может быть выше температуры окружающей среды, поэтому контроль температуры обмоток осуществляют непосредственно внутри корпуса электрической машины. Для этого можно использовать датчики температуры КИП, которые выводят температуру обмотки на МДП (местный диспетчерский пункт) оператора.

Влажность окружающего воздуха имеет значение при проведении высоковольтных испытаний обмоток ротора и статора, т.к. конденсат на обмотках может привести к пробою изоляции и, соответственно, к выходу из строя машины и испытательного оборудования. Оценку увлажнения обмоток генератора проводят при измерении коэффициента абсорбции.

Атмосферное давление особого влияние на качество проводимых испытаний не оказывает, но фиксируется для занесения данных в протокол.

При подготовке рабочего места необходимо проверить возможность рассоединения обмоток генератора для проведения полноценных испытаний изоляции обмоток относительно корпуса и между собой.

Средства измерений.

Измерение сопротивления изоляции производят мегаомметрами на соответствующее напряжение: для обмотки статора используют мегаомметры на 500В при номинальном напряжении машины до 0,5кВ включительно, мегаомметры с рабочим напряжением 1000В используют для электродвигателей с рабочим напряжением свыше 0,5 до 1кВ включительно, а мегаомметры на напряжение 2500В - для электродвигателей выше 1кВ. Для упрощения следует использовать мегаомметры на напряжение 1000В для всех генераторов с номинальным напряжением обмоток 380/220В и 660/380В, при номинальном напряжении генераторов ниже 220В, следует использовать мегаомметр с напряжением 500В.

Измерение сопротивления изоляции ротора производится мегаомметром на напряжение 1000В (допускается использовать мегаомметр на напряжение 500В).

Измерение сопротивления обмоток постоянному току производится мостами постоянного тока (например Р333), которые позволяют произвести замеры с точностью до 0,001 Ом для генераторов мощностью свыше 100кВт. При отсутствии данных приборов возможно использовать метод амперметра - вольтметра с источником постоянного тока, который может обеспечить достаточный ток для проведения данных испытаний. При проведении опыта методом амперметра-вольтметра

необходимо иметь источник ток достаточной мощности (ёмкости), для обеспечения стабильности производимых замеров (для обмотки ротора генератора мощностью 1500 - 2500 кВт удобно использовать автомобильный аккумулятор на напряжение 12В).

Испытание повышенным напряжением промышленной частоты производят с помощью различных установок, которые состоят из следующих элементов: испытательного трансформатора, регулирующего устройства, контрольно-измерительной и защитной аппаратуры. К таким аппаратам можно отнести установку АИИ - 70, АИД - 70, а также различные высоковольтные испытательные трансформаторы, которые обладают достаточным уровнем защиты и надлежащим уровнем подготовлены для проведения испытаний.

Измерение воздушного зазора и зазоров в подшипниках производят с применением специально предназначенных для этой цели щупов.

Измерения при проверке генераторов на холостом ходу и под нагрузкой производят с применением амперметров и вольтметров, которые при необходимости можно подключить через трансформаторы тока и напряжения соответственно (использование трансформаторов тока и напряжения для высоковольтных генераторов). Кроме того, можно использовать высоковольтные токоизмерительные клещи для непосредственного измерения тока статора у высоковольтных генераторов.

Для измерения сопротивления ротора переменному току используют разделительные трансформаторы с напряжением вторичной обмотки 36В для генераторов с номинальным напряжением статора до 660В и с номинальным напряжением 220 - 250В для высоковольтных генераторов. Разделительные трансформаторы и ЛАТРы можно не регистрировать в ЦСМ.

Все приборы должны быть проверены, а испытательные установки аттестованы в соответствующих государственных органах (ЦСМ)

 

4.5 Порядок проведения испытаний и измерений

Определение возможности включения без сушки генераторов выше 1кВ. Как уже было сказано выше, определение возможности включение генератора в работу без сушки производится следующим образом:

• производится внешний осмотр генератора - выявляются повреждения, которые могут сказаться на работе агрегата;

• измеряется сопротивление изоляции с определением коэффициента абсорбции

• измеряется сопротивление изоляции вспомогательных обмоток. Каждый отдельный параметр и все они вместе сказываются на возможности включения генератора в работу без сушки.

Внешним осмотром генератора проверяют отсутствие механических повреждений корпуса, целостность изоляции выводов и качество подключения кабелей, наличие масла в подшипниках, целостность выводов обмоток дополнительной обмотки возбуждения и трансформаторов тока.

Измерение сопротивления изоляции.

Схема измерения сопротивления изоляции генератора показана на рисунке 4.2.

Перед проведением измерения необходимо открыть вводное устройство электродвигателя (борно), протереть изоляторы от пыли и загрязнения и подключить мегаомметр согласно схеме, приведённой на рисунке.

На рисунке 4.2 показана схема подключения мегаомметра к испытуемому генератору, у которого обмотки соединены в звезду или треугольник внутри корпуса и произвести рассоединение в борно невозможно. В этом случае мегаомметр подключается к любому зажиму статора генератора, и сопротивление изоляции измеряется у всей обмотки сразу относительно корпуса.

На рисунке 4.2 измерение сопротивление изоляции производится у генератора по каждой из частей обмотки отдельно, при этом другие части обмотки (которые в данный момент не обрабатываются) закорачиваются и соединяются на землю.

При измерении сопротивления изоляции отсчёт показаний мегаомметра производят каждые 15 секунд, и результатом считается сопротивление, отсчитанное через 60 секунд после начала измерения, а отношение показаний R₆₀/R₁₅ считается коэффициентом абсорбции.

Для генераторов с номинальным напряжением 0,4кВ (генераторы до 1000В) одноминутное измерение изоляции мегаомметром на 2500В приравнивается к высоковольтному испытанию.

У синхронных генераторов при измерении сопротивления изоляции обмоток статора (обмотки статора) необходимо закоротить и заземлить обмотку ротора. Это необходимо сделать для исключения возможности повреждения изоляции ротора.

Измерение сопротивления изоляции дополнительной обмотки статора (обмотки возбуждения) производится аналогично - обычно эта обмотка уже соединена в звезду, и рассоединение произвести невозможно, поэтому на этой обмотке производят одно измерение относительно корпуса.

Рисунок 4.2. Измерение сопротивления постоянному току.

Измерение сопротивления обмоток постоянному току. Измерение проводится либо с помощью моста постоянного тока, либо с помощью амперметра и вольтметра, ориентируясь в дальнейшем на падение напряжения на обмотке.

Величина тока, при измерении методом падения напряжения, не должна превышать 1/5 номинального тока обмотки генератора. При измерениях этим методом выбирают схему в соответствии с величиной измеряемого сопротивления (рисунок 4.2).

Схему на рисунке 4.2 выбирают для измерения малых сопротивлений (мощные генераторы), при этом, как видно из рисунка, вольтметр подключается после амперметра непосредственно на обмотку генератора (т.е. без учёта сопротивления амперметра). Схему

рисунка 4.2 используют для измерения больших сопротивлений (маломощные генераторы). Кнопка в цепи вольтметра предусмотрена для защиты прибора от повреждения при возникновении напряжения самоиндукции обмотки.

При измерении сопротивления мостом постоянного тока (например, Р333 или Р4833) зажимы моста подключают к зажимам электродвигателя и в дальнейшем производят измерения в соответствии с инструкцией на мост. При этом если измерение производится без разборки схемы звезды треугольника), следует учитывать, что измеряется не одна часть обмотки, а например две последовательно (при соединении машины в звезду) или одна часть обмотки с параллельно подключенными к ней другими двумя частями (при соединении в треугольник).

Рисунок 4.3.Измерение сопротивления мостом постоянного тока.

Повторяюсь: необходимо производить разборку схемы, так как в паспортах генераторов (особенно мощных) сопротивление постоянному току чаще всего указано для отдельной фазы обмотки (например: 1U1-1U2, 1V1 - 1V2, 1W1-1W2). При соединении обмоток в звезду прибор подключается по схеме на рисунке 4.3 - рассоединение обмоток не требуется.

Для измерения сопротивления постоянному току обмотки ротора необходимо освободить обмотку от посторонних элементов (поднять щётки при щеточном типе возбуждения, диоды и тиристоры системы возбуждения БВУ). Измерение сопротивления производится аналогично измерению сопротивления обмоток статора (рисунок 4.4. прибор подключается по четырёхпроводной схеме). Измеренные значения сравниваются с заводскими данными, или данными предыдущих испытаний.

Измерение сопротивления обмотки ротора переменному току промышленной частоты.

Измерение производится для выявления повреждения в обмотке (в обмотках для явнополюсных машин), выявления межвитковых замыканий и повреждений в железе.

Измерение производится по схеме, представленной на рисунке 4.4. Для щёточных машин измерение производится при вращающемся роторе, у машин с БВУ ротор должен быть заторможен и отделён от схемы возбуждения (отключен от схемы).

Рисунок 4.4 Измерение сопротивления обмотки ротора переменному току промышленной частоты.

Рисунок 4.5. Испытание повышенным напряжением промышленной частоты.

Испытанию подвергается каждая фаза или ветвь в отдельности при других фазах или ветвях, соединенных с корпусом, если это позволяет конструкция электродвигателя (рисунок 4.5). Если невозможно произвести рассоединение обмоток, то испытание проводится сразу всей обмотки относительно корпуса.

Испытания необходимо производить с соблюдением мер безопасность (смотри раздел методики «Меры безопасности»).

Рассоединение звезды обмотки генератора необходимо в первую очередь для мощных машин, т.к. при проведении испытаний полной обмотки ёмкость изоляции обуславливает появление большого тока утечки. Кроме того, рассоединение обмотки с последующим поочерёдным испытанием позволяет провести испытание межобмоточной изоляции в том месте, где части обмотки взаимно пересекаются, не приближаясь, при этом, к корпусу.

В рассечку соединения высоковольтной обмотки испытательного трансформатора с землёй включается миллиамперметр (желательно с блокирующей кнопкой для его защиты) для измерения токов утечки, значение которых не нормируется, но является дополнительным критерием оценки результатов испытаний.

Миллиамперметр включается одним выводом на землю (корпус), а другим - к выводу высоковольтного трансформатора, который должен быть соединён с землёй.

Ротор машины должен быть закорочен и заземлён на всё время проведения испытаний.

Испытание повышенным выпрямленным напряжением

Испытанию подвергается каждая фаза или ветвь в отдельности при других фазах или ветвях, соединенных с корпусом, если это позволяет конструкция электродвигателя (рисунок 4.5). Отличие схемы заключается исключительно в установке выпрямительного диода в высоковольтный вывод испытательного трансформатора. Измерительный прибор следует включать так же в рассечку заземлённого вывода испытательного трансформатора.

По измеренным на выпрямленном напряжении токам утечки можно выявить дефекты изоляции на ранней стадии их развития. Характер нелинейной зависимости тока утечки от напряжения позволяет судить о степени увлажненности изоляции.

Ток утечки следует измерять микроамперметром с классом точности 1,5 и с верхним пределом измерения не ниже 2500мкА. Отклонение стрелки прибора при измерениях должно быть не менее 0,1 шкалы, для чего следует пользоваться переключателем пределов или прибором с логарифмической шкалой.

Для построения кривой зависимости = f (и_исп) измерить токи утечки не менее, чем при пяти значениях выпрямленного напряжения от и_мин (0,2и_макс) до и_макс, регулируемого равными ступенями. Подъем испытательного напряжения на всех ступенях производить плавно, приблизительно с одинаковой скоростью. Отсчет показаний микроамперметра производить через 15 и 60 сек после достижения значения испытательного напряжения на каждой ступени.

Во избежание местных перегревов изоляции токами утечки выдержка напряжения на очередной ступени допускается лишь в том случае, если значение тока утечки на данной ступени напряжения не превышает следующих значений, данных в таблице 5.

Таблица 4.4

Кратность испытательного напряжения по отношению к ином	0,5	1,0	1,5	2,0	2,5	3,0
Ток утечки, мкА	250	500	1000	2000	3000	3500

Если ток утечки достиг указанных значений, то диагностическое испытание следует прекратить и попытаться выяснить и устранить причину повышенных токов утечки.

По измеренному значению токов утечки определяется коэффициент нелинейности:

К^{и (}1макс^х И_мин^)/(1мин ^x И_макс

где 1макс, 1мин - ток утечки при напряжениях И_макс, И_мин;

Испытание изоляции полным испытательным напряжением И_макс в течение 60с при определении тока утечки последней ступени считается одновременно и испытанием электрической прочности изоляции выпрямленным напряжением.

Оценка результатов диагностирования производится по характеристике ^_т = f (и_исп), которая не должна иметь крутого изгиба, а также по коэффициенту нелинейности, который должен быть не больше 1,2.

Если кривая тока утечки не имеет кривого изгиба, но ^_т превысил допустимое значение, а коэффициент нелинейности Ки не превышает допустимый, генератор следует подвергнуть контрольному прогреву до +75^оС. После чего произвести повторное испытание и снятие характеристики

^_т = f (исп).

При подъеме напряжения микроамперметр должен быть замкнут накоротко переключателем пределов. Перевод этого переключателя в нужное положение допускается лишь на время, необходимое для измерений.

Определение воздушных зазоров между сталью ротора и статора.

Измерение производится при условии, если конструкция машины позволяет произвести данные измерения.

Измерение производится с применением специальных щупов по всей окружности ротора.

Определение характеристик генератора.

Проверка производится после проведения всех предыдущих испытаний и измерений.

Испытание заключается в проведении опыта короткого замыкания и опыта холостого хода генератора.

Опыт короткого замыкания проводят в следующем порядке:

. На выводах генератора устанавливается закоротка на все три фазы. Закоротку необходимо выбирать с соответствующим (по току) сечением и устанавливать как можно ближе к выводам генератора. При установке закоротки непосредственно в борно машины использование внешних трансформаторов тока (рисунок 4.6) становится невозможным, в этом случае лучше использовать трансформаторы тока в нуле генератора.

. Автоматический Регулятор Возбуждения (АРВ) генератора подключают к независимому источнику 220В (дополнительную обмотку статора на генераторе не используют).

. АРВ переводят в ручной режим.

. Задают генератору номинальные обороты.

. С помощью АРВ устанавливают ток статора 1,51_н, контролируя при этом ток возбуждения по дисплею АРВ. Снимают первую точку характеристики на этом значении. Значение тока статора удобно контролировать по показаниям устройства SEPAM в ячейке генератора, по показаниям этого же устройства можно контролировать потери КЗ.

. На АРВ снижать ток возбуждения, контролирую ток статора. Снять 7-8 значений (1,2; 1,0; 0,8; 0,6; 0,5; 0,4; 0,31н).

. Отключить АРВ и остановить генератор.

. Построить кривую КЗ генератора - зависимость тока статора от тока возбуждения машины. Кривая должна иметь вид прямой линии (рисунок 7).

Рисунок 4.6. Схема проведения опыта короткого замыкания.

Опыт холостого хода проводится в следующем порядке:

. Снимают закоротку с выводов машины после опыта КЗ.

. Подключают питающий кабель от генератора к ячейке в ЗРУ-10кВ, собирают схему (при условии, что на данной секции шин 10кВ нет напряжения и отсутствует нагрузка). Если данное условие выполнить невозможно - выключатель ячейки оставляют в выкаченном состоянии, отключают ЗН ячейки и вкатывают трансформаторы напряжения генератора.

. Схема для проведения опыта ХХ показана на рисунке 4.7.

. Автоматический Регулятор Возбуждения (АРВ) генератора подключают к независимому источнику 220В (дополнительную обмотку статора на генераторе не используют).

. АРВ переводят в ручной режим.

. Задают генератору номинальные обороты.

. С помощью АРВ увеличивают ток возбуждения, контролирую при этом напряжение статора и частоту, первая точка кривой ХХ снимается при значении 1,3и_н. Удобно производить контроль напряжения по показаниям устройства SEPAM ячейки генератора. Одновременно с первой точкой характеристики холостого хода производится испытание межвитковой изоляции обмотки статора генератора (испытание производится при напряжении статора 1,3и_н генератор, выдерживают под таким напряжением в течение 5 минут, при этом необходимо контролировать напряжение по фазам - не должно быть несимметрии).

. На АРВ снижать ток возбуждения, контролируя напряжение статора. Снимают 7-8 точек (1,2; 1,0; 0,8; 0,6; 0,5; 0,4; 0,3; 0,21^).

. При снижении тока возбуждения до нуля (АРВ не отключен, просто ток равен нулю) снимают остаточное напряжение генератора.

. Отключить АРВ и остановить генератор.

. Построить кривую ХХ генератора - зависимость напряжения статора от тока возбуждения (частота должна быть стабильной на протяжении всего опыта).

Рисунок 4.7. Схема для проведения опыта ХХ.

Испытание возбудителей.

Испытание производится синхронных генераторов с БВУ.

На генераторах, оборудованных без-щёточными система возбуждения типа БВУ, проводится проверка полупроводниковых элементов (диодов, тиристоров), измеряется сопротивление обмотки возбуждения и обмоток генератора.

Для проведения проверки полупроводниковых элементов необходимо разобрать схему - отсоединить хотя бы один из электродов каждого полупроводникового элемента. Точки отсоединения показаны на рисунке 4.7.

После рассоединения схемы диоды и тиристоры БВУ проверяются с помощью мегаомметра. Диоды проверяются с подключением плюсового вывода мегаомметра сначала к аноду, а затем к катоду, при этом замеряется сопротивление по обычной схеме. При прямом подключении мегомметра (плюсовой вывод - к аноду) сопротивление элемента будет нулевым, при обратном подключении оно должно быть не менее 10Мом (при условии, что диод исправен). Для проверки тиристоров производят аналогичные измерения, но при этом сопротивление должно быть не менее 10Мом в обе стороны - и при прямом и при обратном подключении мегаомметра.

Кроме измерения сопротивления тиристора с помощью мегаомметра необходимо определить его работоспособность с помощью мультиметра или обычного тестора (можно использовать про-звонку). Для этого подключают мультиметр к аноду и катоду тиристора, при этом мультиметр должен показать большое сопротивление, затем управляющий электрод присоединяют к катоду (на управляющий электрод подают напряжение смещения), при этом тиристор должен открыться и мультиметр покажет нулевое значение сопротивления.

Проверка полупроводниковых элементов производится как с внешней стороны БВУ, так и с внутренней.

Измерение обмотки БВУ постоянному току производят также после рассоединения схему с помощью моста постоянного тока.

Обработка данных, полученных при испытаниях.

Первичные записи рабочей тетради должны содержать следующие данные:

дату измерений и испытаний

температуру, влажность и давление ^ температуру обмоток электродвигателя 4- наименование, тип, заводской номер электродвигателя - номинальные данные объекта испытаний

результаты испытаний

результаты внешнего осмотра

используемую схему

Данные, полученные при измерении сопротивления изоляции обмоток и сопротивлении обмоток постоянному току, следует сравнивать с заводскими данными на данный электродвигатель, с учётом температуры (если такие данные существуют). Кроме того, данные по сопротивлению фаз не должны отличаться друг от друга не более чем на 2%. Если нет заводских данных, то сравнение ведут с данными предыдущих испытаний.

Высоковольтные испытания проводятся для проверки прочности изоляции, сравнение по результатам высоковольтных испытаний не ведётся.

Для сравнения необходимо привести данные измерений к температуре заводских испытаний (или к температуре предыдущих измерений). Для приведения используются следующие выражения:

Х = Х^2+235)А>1+235)

где:  Х - значение параметра;

Х₁ - значение измеренного параметра при температуре t₂;

t₁ - температура заводских (предыдущих) испытаний ^оС;

t₂ - температура при испытании (^оС) при которой было получено значение Х₁.

Все данные испытаний сравниваются с требованиями НТД, и на основании сравнений выдаётся заключение о пригодности электродвигателя к эксплуатации.

5. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

.1 Составление локальной сметы на монтаж электрооборудования

Цена ЭМР определяется сметной стоимостью, которая является базовой для определения договорной цены. Сметная стоимость складывается из прямых затрат, накладных расходов и плановых накоплений.

Сэмр = Пз + Нр + Пн…………………………………….(5.1)

Для определения сметной стоимости заданного объёма работ составляется локальная смета. Она является первичным сметным документом. Локальная смета составляется на основе следующих данных:

объем работ, по ведомостям объёмов электромонтажных работ и определяемых по рабочим чертежам;

номенклатуры и количества оборудования;

действующей сметно-нормативной базы.

Состав работ, включаемых в отдельные локальные сметы должен соответствовать технологии производства работ.

Локальная смета состоит из следующих разделов:

. Монтажные работы;

. Стоимость оборудования.

Сметная стоимость определяется в ценах 2001 года, а затем производится пересчет с учетом коэффициента инфляции.

Первый раздел «Монтажные работы» составляются на основании ценника № 8 «Электрические установки». В этом разделе определяется цена монтажа заданного объёма работ, т.е. по каждому виду работ на единицу стоимости снимаются с ценника значения и заносятся в таблицу 5.1.

Второй раздел «Стоимость оборудования и материалов» составляется на основании прейскурантов или заданных оптовых цен на оборудование и материалы. Данные заносятся в таблицу 5.1.

Таблица 5.1.- Локальная смета

№		Наименов и хар-ка оборудования и монтажных работ					Ед. измер.		Кол-во		Стоимость единицы, руб.															Общая стоимость, руб.																Трудозатраты на единицу, чел-час
														Оборудование		Монтажных работ											Оборудование					Монтажных работ																	Общие трудозатраты, чел-час
																всего			В том числе													всего					В том числе
																			Осн. зарплата			Экспл. машин															Осн. зарплата				Экспл. машин
																						В т.ч. зарпл.																			В т.ч. зарпл.
1		2			3					4		5		6		7			8			9					10					11					12				13				14				15
1. Монтажные работы
1		08-01-001-2			Силовой трансформатор ТМ 400/10				шт.			2				1086,3			301,8			733,572,67										2172,6					603,6				1467145,3				24,8				49,6
2		08-01-058-2			Выключатель нагрузки ВНПу - 10/400-10з-У3				шт.			2				225,17			150,9			52,74,22										450,34					301,8				105,48,44				12,4				24,8
3		08-03-526-8			Автоматический выключатель ВА-53-41				шт.			2				425,6			67,8			3,570,13										851,2					135,6				7,140,26				3,01				6,02
4		08-03-521-9			Рубильник Р 2115				шт.			2				261,61			37,82			1,80,08										523,22					75,64				3,6 0,16				2,81				5,62
5		08-04-744-6			Питающая линия АСБ 3х16				100 м.			33				1383,8			1086			141,611,13										45649					35838				4673372,9				89,29				2947
6				08-02-523-3				ПКТ101-10-31,5-12,5УЗ			шт.		2					128,9			24,98				1,350,07									257,8					49,96				2,70,14				1,83					3,66
								Итого:																										49904,16					37004,6				6258,84 527,3									3036,7
								Отклонения по зарплате 15 %																										5550,69					5550,69				79,09
								Итого с отклонениями																										55454,85					42555,29				6337,93606,39
								Накладные расходы 85 %																										36687,4
								Итого плановые накопления 8%																										921427371
								Итого по первому разделу																										99513					42555,29				6337,93606,39									3036,7
2. Стоимость материалов и оборудования
1				08-01-001-2				Силовой трансформатор  ТМ 400/10			шт.		2		58000																116000
2	08-01-058-2						Выключатель нагрузки ВНПу - 10/400-10з-У3										шт.			2				318														636
3	08-03-526-7						Автоматический выключатель ВА-53-41										шт.			2				1260														2320
4	08-03-521-9						Рубильник Р 2115										шт.			2				891														1782
5	08-04-744-6						Питающая линия АСБ 3х16										100 м.			33								221,6																7313
6	08-02-523-3						ПКТ101-10-31,5-12,5УЗ										шт.			2				767														1534
							Итого:																															122272						7313
							Начисление на оборудование 6 %																															7336
							Плановые накопления 8 %																																					585
							Итого:																															129608						7898
						Сметная стоимость: (99513 + 129608 + 7898)*5,36 = 1270422 руб.

.2 Составление наряда на сдельную оплату труда

Наряд - это документ, который составляется для начисления заработной платы рабочим-сдельщикам. В нём приводятся расценки, которые берутся из ЕНиР (Единые нормы и расценки). Каждый вид работ разбивается на операции, как это указанно в ЕН и Ре.

Основные правила составления наряда:

. Повторение состава работ не допускается;

. Трудозатраты и заработная плата по наряду должна приблизительно совпадать с трудозатратами и заработной плате по смете.

Таблица 5.2 - Наряд на сдельную оплату труда.

№	Шифр	Наименование работ		Ед. изм.	Кол-во	Норма времени, чел. - час.	Расценка, руб.	Трудозатраты, чел. -час.			Зарплата, руб.
1	2	3		4	5	6	7	8			9
1	Монтаж силового трансформатора ТМ 400/10
	Е 23-6-2	Установка деталей крепления		100 шт.	10	48	34	4,8			3,4
		Установка трансформатора		шт.	2	125	1000	250			2000
2	Монтаж выключателей нагрузки ВНПу-10/400-10з-У3
	Е 23-6-1		Установка деталей крепления			100 к.	8	5	30	0,4		3,75
			Установка выключателей			шт.	2	3,2	400	6,4		800
3	Монтаж автоматических выключателей ВА-53-41
	Е 23-6-3		Установка деталей крепления			100 к.	8	5	30	0,4		3,75
			Установка автоматических выключателей			шт.	2	9,2	401	18,4		802
4	Монтаж рубильников Р 2115
	Е 23-6-1 Е 23-6-3		Установка деталей крепления			100 к.	8	5	30	0,4		3,75
			Установка выключателя			шт.	2	1,3	400	5,2		1600
5	Прокладка кабеля АСБ 3х16
	Е 23-6-4		Прокладка			100 м.	33	32,8	170,6	1082,4		5630
6	Монтаж предохранителя ПКТ 101-10-31,5-12,5 УЗ
	Е23-8-3		Установка деталей крепления			100 шт.	10	6,8	1090	0,68		109
			Установка предохранителя			шт.	2	2,5	2020	5		4040
			Итого:							1377,6		14996
			Заработная плата по наряду с учетом районного коэффициента к = 1,15 ЗП = 14996*1,15*5,36=92435 руб.

5.3 Определение количественного и квалификационного состава рабочих звена

.3.1 Определение количественного состава звена

Численность звена определяется на основании нормативной численности

Чн = Тр / Д …………………(5.2)

где, Тр - общие затраты по наряду ( чел.час.);

Д - длительность выполнения работ по заданию (час).

Д = 199 часов

Чн = 1377,6/199=7чел.

.3.2 Определение квалификационного состава звена, т. е. разряда рабочих

Средний разряд рабочих должен соответствовать среднему разряду работ т. е. разряду сложности выполняемых работ. Средний разряд рабочих определяется:

Рср = Рм + (С ср - См) / (Сб - См)           (5.3)

где, Рм - меньший разряд работ, определяется путём подбора по тарифной сетке ближайшего меньшего значения часовой тарифной ставки к Сср. Соответствующий этой часовой тарифной ставке разряда и будет Рм.

Сср - средняя часовая тарифная ставка определяется

С ср = ЗП / Тр, ……………………………….……………….(5.4)

где ЗП - общий заработок по наряду;

Тр - трудозатраты по наряду;

Сб и См - соответственно ближайшая большая и ближайшая меньшая часовая тарифная ставки;

См - соответствует меньшему разряду Рм;

Сб - ближайшая большая ставка к СМ.

Таблица 5.3- Тарифная сетка для рабочих - электромонтажников

Разряд	1	2	3	4	5	6
Сч	35,5	46,15	59,99	67,81	76,68	86,62

Определяем среднечасовую тарифную ставку по формуле 5.4

Сср = 92435 / 1377,6 = 67, 1, что соответствует 3 разряду,

Pсp = 3 + (67, 1 -59,99) / (67,81 - 59,99) = 3,71 - примерно 4

Рср = 4

Средний разряд работ 4.

Методом подбора принимаем разряды рабочих 3+3+3+3+4+4+5 / 7 = 4, что соответствует среднему разряду рабочих.

.4 Составление табеля выходов и расчет заработной платы для рабочего звена

Заработная плата для звена рабочих - сдельщиков определяется общей заработной платой по наряду, которая распределяется между ними в зависимости от квалификации и отработанного времени.

.4.1 Составление табеля выходов

Таблица 5.4-Табель выходов

№ п/п	ФИО	Разряд	Календарные дни 1.2.3.4.5.6.7.8…..	Отраб. время, час	З/плата, руб.
1	2	3	4	5	6
1	Авдонин П.Д.	3	8 8 8 8 8 8 8 8 ……….	150	12210
2	Буряков А.А.	3	8 8 8 8 8 8 8 8 ……….	150	12210
3	Волков А.В.	3	8 8 8 8 8 8 8 8 ……….	150	12210
4	Касимов В.Н.	3	8 8 8 8 8 8 8 8 ……….	150	12210
5	Смирнов Е.А.	4	8 8 8 8 8 8 8 8	199	18311
6	Третьяков М.И.	4	8 8 8 8 8 8 8 8	199	18311
7	Шувагин И.А.	5	8 8 8 8 8 8 8 8	199	20707

Отработанное время каждым, определяется делением трудозатрат по наряду на численность.

Вр = Тр / Ч                 (5.5)

Вр = 1377,6 / 7 = 199 час.

.5 Определение заработной платы по следующей методике

.5.1 Определяем заработную плату по тарифу каждого рабочего

ЗП_т = Сч п * Вр,               (5.6)

где Сч - часовая тарифная ставка п/го рабочего, руб;

Вр - фактически отработанное время.

ЗПт ^III = 59,99 * 150 = 8998,5 руб.

ЗПт ^IV = 67,81 * 199 = 13494,19 руб.

ЗПт ^V = 76,68 * 199 = 15259,32 руб.

5.5.2 определяем суммарную заработную плату по тарифу рабочих звена по формуле 5.7

∑ЗПт ^бр = 4 * ЗПт ^III + ЗПт ^IV + 2 * ЗПт ^V          (5.7)

∑ЗПт ^бр = (8998,5*4) + (13494,19 * 2) + (15259,32 * 1) = 78241 руб.

5.5.3 определяем коэффициент приработка по формуле 5.8

К пр = ЗП^брф / ЗПт ^бр            (5.8)

К пр = 92435 / 78241 = 1,18

5.5.4 определяем фактическую заработную плату каждого рабочего по формуле 5.9

ЗПф^П = Кпр • ЗП_т             (5.9)

ЗПф ^III = 1,18 * 8998,5 = 10618 руб.

ЗПф ^IV = 1,18 * 13494,19 = 15923 руб.

ЗПф ^V = 1,18 * 15259,32 = 18006 руб.

.5.5 определяем заработную плату с учётом коэффициента для Южного Урала по формуле 5.10

ЗП^П = ЗПф^П *1,15               (5.10)

ЗП ^III = 10618 * 1,15 = 12210 руб.

ЗП ^IV = 15923 * 1,15 = 18311 руб.

ЗП ^V = 18006 * 1,15 = 20707 руб.

Полученную заработную плату заносим в таблицу 5.4

6.ОХРАНА ТРУДА

.1 Меры безопасности при проведении испытаний и охрана окружающей среды

 

Перед началом работ необходимо:

• Получить наряд (разрешение) на производство работ

•Подготовить рабочее место в соответствии с характером работы: убедиться в достаточности принятых мер безопасности со стороны допускающего, (при работах по наряду) либо принять все меры безопасности самостоятельно (при работах по распоряжению).

• Подготовить необходимый инструмент и приборы.

• При выполнении работ действовать в соответствии с программами (методиками) по испытанию электрооборудования типовыми или на конкретное присоединение. При проведении высоковольтных испытаний на стационарной установке действовать в соответствии с инструкцией.

При окончании работ:

• При окончании работ на электрооборудовании убрать рабочее место восстановив нарушенные в процессе работы коммутационные соединения (если таковое имело место).

• Сдать наряд (сообщить об окончании работ руководителю или оперативному персоналу).

• Сделать запись в кабельный журнал о проведённых испытаниях (при испытании кабеля), либо сделать запись в черновик для последующей работы с полученными данными.

• Оформить протокол на проведённые работы

Проводить измерения с помощью мегаомметра разрешается выполнять обученным работникам из числа электротехнической лаборатории. В электроустановках напряжением выше 1000В измерения проводятся по наряду, в электроустановках напряжением до 1000В - по распоряжению.

В тех случаях, когда измерения мегаомметром входят в содержание работ, оговаривать эти измерения в наряде или распоряжении не требуется.

Измерять сопротивление изоляции мегаомметром может работник, имеющий группу III.

Измерение сопротивления изоляции мегаомметром должно осуществляться на отключенных токоведущих частях, с которых снят заряд путём предварительного их заземления. Заземление с токоведущих частей следует снимать только после подключения мегаомметра.

При измерении мегаомметром сопротивления изоляции токоведущих частей соединительные провода следует присоединять к ним с помощью изолирующих держателей (штанг). В электроустановках напряжением выше 1000В, кроме того, следует пользоваться диэлектрическими перчатками.

При работе с мегаомметром прикасаться к токоведущим частям, к которым он присоединён, не разрешается. После окончания работы следует снять с токоведущих частей остаточный заряд путём их кратковременного заземления.

Проведение работ с подачей повышенного напряжения от постороннего источника при испытании.

К проведению испытаний электрооборудования допускается персонал, прошедший специальную подготовку и проверку знаний и требований, содержащихся в разделе 5.1 Правил Безопасности, комиссией, в состав которой включаются специалисты по испытаниям электрооборудования с соответствующей группой.

Испытания электрооборудования, в том числе и вне электроустановок, проводимые с использованием передвижной испытательной установки, должны выполняться по наряду.

Проведение испытаний в процессе работ по монтажу или ремонту оборудования должно оговариваться в строке «Поручается» наряда.

Испытания электрооборудования проводит бригада, в составе которой производитель работ должен иметь группу 1 У, член бригады - группу III, а член бригады, которому поручается охрана, -группу II.

Массовые испытания материалов и изделий (средства защиты, различные изоляционные детали, масло и т. п.) с использованием стационарных испытательных установок, у которых токоведущие части закрыты сплошным или сетчатым ограждениями, а двери снабжены блокировкой, допускается выполнять работнику, имеющему группу III, единолично в порядке текущей эксплуатации с использованием типовых методик испытаний.

Рабочее место оператора испытательной установки должно быть отделено от той части установки, которая имеет напряжение выше 1000В. Дверь, ведущая в часть установки, имеющую напряжение выше 1000В, должна быть снабжена блокировкой, обеспечивающей снятие напряжения с испытательной схемы в случае открытия двери и невозможность подачи напряжения при открытых дверях. На рабочем месте оператора должна быть предусмотрена раздельная световая, извещающая о включении напряжения до и выше 1000В, и звуковая сигнализация, извещающая о подаче испытательного напряжения. При подаче испытательного напряжения оператор должен стоять на изолирующем ковре.

Передвижные испытательные установки должны быть оснащены наружной световой и звуковой сигнализацией, автоматически включающейся при наличии напряжения на выводе испытательной установки.

Допуск по нарядам, выданным на проведение испытаний и подготовительных работ к ним, должен быть выполнен только после удаления с рабочих мест других бригад, работающих на подлежащем испытанию оборудовании, и сдачи ими нарядов допускающему. В электроустановках, не имеющих местного дежурного персонала, производителю работ разрешается после удаления бригады оставить наряд у себя, оформив перерыв в работе.

При необходимости следует выставлять охрану, состоящую из членов бригады, имеющих группу Ш, для предотвращения приближения посторонних людей к испытательной установке, соединительным проводам и испытательному оборудованию. Члены бригады, несущие охрану, должны находиться вне ограждения и считать испытываемое оборудование находящимся под напряжением. Покинуть пост эти работники могут только с разрешения производителя работ.

При размещении испытательной установки и испытуемого оборудования в различных помещениях или на разных участках РУ разрешается нахождение членов бригады, имеющих группу 111, ведущих наблюдение за состоянием изоляции, отдельно от производителя работ. Эти члены бригады должны находится вне ограждений и получить перед началом испытаний необходимый инструктаж от производителя работ.

Снимать заземление, установленное при подготовке рабочего места и препятствующие проведению испытаний, а затем устанавливать их вновь разрешается только по указанию производителя работ, руководящего испытаниями, после заземления вывода высокого напряжения испытательной установки.

Разрешение на временное снятие заземлений должно быть указано в стоке «Отдельные указания» наряда.

При сборке испытательной схемы, прежде всего, должно быть выполнено защитное и рабочее заземление испытательной установки. Корпус передвижной испытательной установки должен быть заземлён отдельным заземляющим проводником из гибкого медного провода сечением не менее 10 мм². Перед испытанием следует проверить надёжность заземления корпуса.

Перед присоединением испытательной установки к сети напряжением 380/220В вывод высокого напряжения её должен быть заземлён.

Сечение медного провода, применяемого в испытательных схемах заземления, должно быть не менее 4 мм².

Присоединение испытательной установки к сети напряжением 380/220В должно выполняться через коммутационный аппарат с видимым разрывом или через штепсельную вилку, расположенную на месте управления установкой.

Коммутационный аппарат должен быть оборудован устройством, препятствующим самопроизвольному включению, или между подвижным и неподвижным контактами аппарата должна быть установлена изолирующая накладка.

Провод или кабель, используемый для питания испытательной установки от сети напряжением 380/220В, должен быть защищен установленными в этой сети предохранителями или автоматическими выключателями. Подключать к сети передвижную испытательную установку должны представители организации, эксплуатирующие эти сети.

Соединительный провод между испытательной установкой и испытуемым оборудованием сначала должен быть присоединён к её заземлённому выводу высокого напряжения.

Этот провод следует закреплять так, чтобы избежать приближения (подхлёстывания) к находящимся под напряжением токоведущим частям на расстояние, менее указанного в таблице 1.

Присоединять соединительный провод к фазе, полюсу испытуемого оборудования или к жиле кабеля и отсоединять его разрешается по указанию руководителя испытаний и только после их заземления, которое должно быть выполнено включением заземляющих ножей или установкой переносных заземлений.

Перед каждой подачей испытательного напряжения производитель работ должен:

• Проверить правильность сборки схемы и надёжность рабочих и защитных заземлений;

• Проверить, все ли члены бригады и работники, назначенные для охраны, находятся на указанных им местах, удалены ли посторонние люди и можно ли подавать испытательное напряжение на оборудование;

• Предупредить бригаду о подаче напряжения словами «Подаю напряжение» и, убедившись, что предупреждение услышано всеми членами бригады, снять заземление с вывода испытательной установки и подать на нее напряжение 380/220В.

С момента снятия заземления с вывода установки вся испытательная установка, включая испытываемое оборудование и соединительные провода, должна считаться находящейся под напряжением и проводить какие - либо пересоединения в испытательной схеме и на испытываемом оборудовании не допускается.

Не допускается с момента подачи напряжения на вывод установки находиться на испытываемом оборудовании, а также прикасаться к корпусу испытательной установки, стоя на земле, входить и выходить из передвижной лаборатории, прикасаться к кузову передвижной лаборатории.

После окончания испытаний производитель работ должен снизить напряжение испытательной установки до нуля, отключить её от сети напряжением 380/220В, заземлить вывод установки и сообщить об этом бригаде словами «Напряжение снято». Только после этого допускается пересоединять провода или в случае полного окончания испытания отсоединять их от испытательной установки и снимать ограждения.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном дипломном проекте ставилась задача проектирования подстанции для ремонтно-механического цеха. Были решены все поставленные вопросы:

определены расчётные нагрузки цеха;

выбраны числа и мощности трансформаторов цеховой ТП;

выбрана и разработана схема электроснабжения цеха на:

напряжение 10кВ и 0,38кВ;

выполнен расчёт токов короткого замыкания;

выбрана коммутационно-защитная аппаратура.

В разделе «Монтаж электрооборудования» рассмотрены общие вопросы технологии монтажа пускорегулирующей аппаратуры (КЛ);

В разделе «Наладка электрооборудования» рассмотрены вопросы испытания и методы испытаний синхронных машин. Рассмотрены основные технические требования к показателям качества электрических машин.

В экономической части проекта раскрыты следующие вопросы:

определена сметная стоимость выбранной схемы электроснабжения;

выполнен пересчёт сметы в цены текущего года;

произведён расчёт численности электромонтажной бригады;

определён срок окупаемости капитальных вложений;

произведена организация электромонтажных работ методом линейного графика.

В данном проекте уделено внимание вопросам экологии в сфере энергетики.

Таким образом задачи решены в полном объеме, цель достигнута - дипломный проект по монтажу, эксплуатации и ремонту электрооборудования ремонтно-механического цеха. выполнен.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ:

1. Справочник по электроснабжению предприятий. Под общей редакцией А.А. Федорова и Г.В. Сербиновского, издательство “Энергия”, М. 2003г.

. Электроснабжение промышленных предприятий и установок. Б.Ю. Липкин, “Высшая школа”, М. 2011г.

. Справочник энергетика промышленных предприятий. В.А. Гольстрем., А.С. Иваненко., Киев “Техника”, 2000 г.

. Электрическая часть электростанций: справочные материалы для курсового и дипломного проектирования. Б.Н. Неклепаев, И.П. Крючков, М. Энергоатомиздат, 2012г.

. Электроснабжение промышленных предприятий. Н.П. Постников, Г.М. Рубашов. “Стройиздат” Ленинград, 2000 г.

6. Правила устройства электроустановок (ПУЭ), изд. 8, 2011 - 2012 г.г.

. Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей. "НЦ ЭНАС", М., 2011 (621.3, П-683).

. Межотраслевые правила по охране труда при эксплуатации электроустановок потребителей, М., 2012.

. Нестеренко В.М., Мысьянов А.М. Технология электромонтажных работ, Академа, М., 2007. (621.31(075.8) Н561).

. Павлович, Ремонт и обслуживание электрооборудования, ВШ, Минск, 2013 (621.3(075)/П 123).

. Справочник по наладке эл.оборудования промышл. предпр. (под. ред. Зименкова М.Г. и др.) ,Academa, М., 2003 (621.3/С741).

. Зюзин А.Ф. и др. Монтаж, эксплуатация и ремонт эл. оборудования промышл. предприятий и установок ВШ, М., 2011.

13. Котеленц и др., Испытания, эксплуатация и ремонт электрических машин , Academa, М., 2013 (621.313(075.8)/К731).

14. Алексеев В. А. Монтаж, наладка, эксплуатация и ремонт электрооборудования СЭС, Конспект лекций для специальности 100400, Иркутский Государственный Технический Университет, 2006 г. www.twirpx.com/files/

15. Сафронов, Н.А. Экономика организации (предприятия) [Текст]: учебник для ср. спец. учебных заведений /Н.А. Сафронов. - 2-е изд., с изм. - М.: ИНФРА - М, 2011. - 255 с.

. Экономика организации (предприятия) [Текст]: учебное пособие для ср. проф. образования /В.Г. Самойлович. - 2-е изд., с изм. - М.: Академия, 2009. - 224 с

17. Экономика предприятия (фирмы) [Текст]: учебник /под ред. О.И. Волкова, О.В. Девяткина. - 3-е изд., с изм. - М.: ИНФРА - М, 2009. - 604 с.

18. Слагода, В.Г. Основы экономической теории [Текст]: учебник / В.Г. Слагода. - М.: Просвещение, 2008. - 360 с.

Интернет ресурсы

19. Скляренко, В.К. Экономика предприятия (фирмы) [Электронный ресурс]: учебник. - М.: ИНФРА - М 2009. - 528 с. - Режим доступа: http://znanium.com/bookread.php?book=18795

. Сафронов, Н.А. Экономика организации [Электронный ресурс] учебник для ср. спец. учебных заведений - 2 ое изд., с изм. - М.: ИНФРА - М 2008. - 255 с. - Режим доступа: http://znanium.com/bookread.php?book=14259

21. Поздняков, В.Я. [Электронный ресурс] учебное пособие. - М.: ИНФРА - М 2009. - 309 с. - Режим доступа: http://znanium.com/bookread.php?book=131074