Лекции эксплуатация СЭС

Задача эксплуатации электрохозяйства промышленного предприятия – организация такого обслуживания ЭО и сетей при котором обеспечивается повышенный уровень безопасности технического персонала, отсутствие или сведение к минимуму простоя и отказа ЭО при рациональных затратах ремонта и обслуживания.
Электроустановка – совокупность машин, аппаратов, линий и вспомогательного оборудования, предназначенного для производства, преобразования, трансформации, передачи и распределения электроэнергии.
Взрывозащищенное ЭО – электротехническое изделие или устройство специального назначения, которое выполнено так, что устранена или затруднена возможность воспламенения окружающей среды вследствие эксплуатации изделия.
Камера – помещение, предназначенное для установки трансформаторов, аппаратов, шин. Существует 2 вида: закрытые (закрыта со всех сторон и раб. сплошные несетчатые двери), огражденные (ее проемы защищены полностью или частично не сплошными сетчатыми или смешанными ограждениями).
КРУ – устройство, состоящее из полностью или частично закрытых шкафов или блоков со встроенными коммутационными аппаратами, оборудованием, устройствами защиты и автоматики, поставляемого в собранном или полностью подготовленном для сборки.
КРУН – КРУ для наружной установки.
КРУЭ – КРУ с элегазовой изоляцией.
Разновидностью КРУ является КСО – КРУ сборное с односторонним обслуживанием.
Трансформаторная подстанция – трансформаторы могут быть несколько видов: это электроустановки, предназначенные для приема, трансформации, преобразования и распределения энергии и состоящие из трансформаторов, РУ, устройств управления, технологических и вспомогательных сооружений.
ПС разделяют: пристроенные, встроенные, внутрицеховые, комплектные, столбовые и мачтовые.
Пристроенная ПС – ПС непосредственно примыкающая к основному зданию электростанции или пр. пр.
Встроенная – занимает часть здания.
Внутрицеховая – ПС, расположенная внутри цеха открыто с сетчатым ограждением или в отдельном помещении.
Комплектная (КПС, КТП) – состоит из трансформаторов, КРУ или КРУН и других элементов, поставляемых в собранном или полностью подготовленном на заводе-изготовителе сборке виде.
Столбовая (СТП) – это ПС, оборудование которой устанавливается на одностоечной опоре ВЛ на высоте не требующей ограждения.
Мачтовая – ПС, оборудование которой установлено на двух и более стойках опор ВЛ с площадкой, обслуживание не требующей ограждения ПС.
Электрораспределительный пункт – это электрическое РУ, не входящее в состав подстанции.
Электроустановка действующая – электроустановка или часть, которая находится под напряжением, либо напряжение может быть подано включением коммутационной аппаратуры.
Испытательное напряжение промышленной частоты – действующее значение напряжение переменного тока 50 Гц, которое выдерживается в течение заданного времени, внутренней или внешней изоляции электрооборудования при определенных условиях испытаний.
Испытательное выпрямленное напряжение – это амплитудное значение выпрямленного напряжения, прикладываемое к ЭО в течение заданного времени, при определенных условиях испытания.
ЭО с нормальной изоляцией – ЭО, предназначенное для использования в ЭУ, подверженных действию грозовых перенапряжений или при оборудовании специальных мерах защиты от них.
ЭО с облегченной изоляцией – ЭО, предназначенное для использования в ЭУ не подверженных действию грозовых перенапряжений или при специальных мерах защиты, ограничивающих амплитуду грозовых перенапряжений.
Ненормируемая измеряемая величина – величина, абсолютное значение которой не регламентируется нормами. Оценка состояния ЭО в этом случае оценивается сравнением величин ранее проведенных измерений.

2. Стандартизация в электротехнической промышленности

Стандартизация является основой при производстве ЭО, оно производится на электромашиностроительных предприятиях. В электротехнической промышленности сложилась система стандартизации, заключающаяся в том, что стандарты для всех входящих подотраслей промышленности складывается на базе стандартов машиностроения иных их разделов: основополагающие и конкретизирующие.
В нашей стране основаны на рекомендации МЭК.
МЭК устанавливает стандартизацию, которая по отраслям техники, которые отданы ей международной организацией стандартизации (ИСО).
МЭК существует с 1906 г.

ТК-2 – технический комитет вращающихся электрических машин.
SC-25 – подкомитет, занимающийся условной увязки мощности электрических машин с размерами.
SC-2F – щетки и щеткодержатели.
МЭК издает свои публикации:
Напр. МЭК-34 – публикация по вращающимся машинам, МЭК-2 – изоляция, системы изоляции электрических машин.
Рекомендации МЭК послужили основой развитию национальных стандартов:
ГОСТ Р
BS – британский стандарт
DIN – немецкий стандарт
NEMA – национальные стандарты ассоциаций изготовителей ЭО США
CEMELEC – объединение стран Европейского Союза в области электротехники.

3. Категории и виды стандартов

В нашей стране действуют 3 категории.
1. ГОСТ Р
2. Отраслевые стандарты (ОСТ)
3. Стандарты предприятия (СТП)
1. Государственные стандарты разрабатываются на продукцию массового и крупносерийного производства, на изделия, имеющие важное народнохозяйственное значение, обеспечение одене-а производства.
ГОСТ 183-74 – машины электрические вращающиеся, установлены методы расчета, методы выбора.
2. ОСТ – устанавливает требование продукции не относящихся к требованию ГОСТ. Действует только в определенной отрасли
3. СТП устанавливает нормы, требования и другие объекты стандартизации, применяемые только на конкретном предприятии. На СТП запрещено ссылаться. Эти стандарты относятся только для каких-то очень конкретных условий (транспортировка из цеха в цех).
Стандарты всех категорий на продукцию в соответствии с ГОСТ 1.0-91 различают в соответствии с общими правилами. В электротехнической промышленности широко используются ТУ - как вид нормативной документации. Для этой цели разрабатывают стандарты ГОСТ 2144-92, в котором четко расписаны требования к содержанию и форме ТУ.
Стандарты всех категорий разделяются на виды.
Вид определяет содержание стандартов в зависимости от назначения.

Виды:
1. Стандарты технических условий.
2. Стандарты общих технический требований. В них устанавливаются технические требования к изготовлению, качеству, исходных карактеристик сырья.
3. Стандарты параметров и размеров (увязка высоты оси вращения двигателя с мощностю)
4. Стандарты типов, основных параметров и размеров.
5. Стандарты конструкции и размеров.
6. Стандарты сортамента (трубы, прокаты).
7. Стандарты правил приемки.
8. Стандарты методов контроля испытаний, анализа и измерений.
9. Стандарты правил маркировки, упаковки, транспортирования и хранения.
10. Стандарты правил эксплуатации, ремонта.
11. Стандарты типовых технологических процессов.

В любых стандартах должны быть отражены требования безопасности труда.

Унификация электротехнических изделий

ЭТ изделия используются во всех отраслях народного хозяйства, поэтому они должны удовлетворять каждой из этих отраслей техники.
Унификация - рациональное сокращение числа типов, видов изделий, одинаковых функциональных значений. Основывается на применении одной базовой модели для построения ряда однотипных изделий. На базе основного исполнения изделия разрабатываются с учетом различных конкретных требований области.

Унификация разделяется: По количеству деталей, массе деталей и трудоемкости их изготовления.
По количеству деталей: - коэффициент унификации.
- количество деталей, унифицированных в каком-то изделии.
- общее число деталей.
По массе: - сумма масс унифицированных изделий/общая масса изделия.
По трудоемкости: - сумма трудоемкости затрат на изготовление унифицированных изделий/затраты на всего изделий.
Общий коэффициент:
Сyi - средняя стоимость единицы массы унифицированной детали изделия.
CН - средняя стоимость общей массы изделия,
n - средняя стоимость 1 час работы.

Главные параметры электрических сетей и присоединяемого к ним ЭО

Существует несколько стандартов, которые устанавливают ряды частот и токов.
ГОСТ 23366-86 - ряды номинальных напряжений постоянного и переменного тока.
ГОСТ 21128-73 - системы ЭС, сети, источники, преобразователи и приемники электроэнергии, номинальное наряжение до 1000 В и допускаемые отклонения
712-77 - СЭС ... на напряжение свыше 1000 В;
6697-83 Номинальные частоты от 0,1 до 10000 Гц.

Начиная с Напряжения 27 В, напряжения источника и потребителя отличаются на 5%

Чем Больше ступеней трансформации, тем больше потери. Стандарты допускают потери - 5% на каждой ступени трансформации. В стандарте ГОСТ 13609 установлены нормы отклонения от номинального напряжения. Для СЭС напряжением до 1 кВ. dU=+-5%; максимум - +-10%.
Для сетей ЭС 6-20 кВ - установлено максимальное отклонение 10%. Для сетей 110 кВ этим стандартом отклонение не предусмотрено.
Для постоянного тока установлено напряжение в следующем виде:
6;9;12;224;28,5;48;62;115;230;460;690;1200;3300;6600 В.

Наибольшее рабочее напряжение, номинальное напряжение сети, наиболее длительно допускаемое рабочее напряжение.
Номинальное напряжение электрической сети совпадает с классом напряжения.
Наибольшее рабочее напряжение электрооборудования составляет для класса 6-7,2 кВ; 10-12 кВ; 35-40,5 кВ; 110-126 кВ.
Для электрических сетеей классом напряжения 10 кВ введен еще один показатель - номинальное напряжение сети - 11 кВ. Это напряжение используется для того, чтобы могли быть скомпенсированы потери в сетях.. Наиболее длительное допускаемое напряжение: 6-6,9 кВ; 10-11,5 кВ; 35-40,5 кВ; 110-126 кВ.

ГОСТ 6697 - установление частоты:
- для источников энергии - 50, 400, 1000, 6000, 10000;
- для приемников 50, 100, 1000, 2000, 4000, 6000, 10000 Гц.
100-150 Гц - это привод деревообрабатывающих машин и электрооборудования самолетов.
Переносные электрические инструменты и нужды полиграфической промышленности - 200 Гц.
400 Гц - привод гироскопических приводов.
В остальные для высокочастотного нагрева, закалке и т.п.

Стандарт 6828-77 устанавливает ряды токов до 1000 А, используется десятичная система.
1,0; 1,25; 1,6; 2,5; (3,2); 4,0; :,3; 10; 12,5; 16; 25; 100; 125; 160; 250;...

Защита электрооборудования от  внешних воздействий

ГОСТ 14254-96 "Изделия электротехнические, оболочки, степени защиты. Обозначение. Методы испытания" Стандарт распространяется на электротехнические изделия напряжением до 72,5 кВ.

Воздействие климатических и механических факторов окружающей среды в условиях эксплуатации.

Воздействие климатических факторов учтено в нескольких стандартах.

ГОСТ 15150-60 - "Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнение для различных климатических районов. Категории условий эксплуатации, хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды"

ГОСТ 15543-86 - "Изделия электротехнические. Общие требования в части стойкости к климатическим внешним воздействиям факторам"

ГОСТ 16350-80 - "Климат. Районирование и характеристики климатических параметров для промышленых изделий.

ГОСТ 16962-89 - "Изделия электротехнические для районов с тропическим климатом. Общие технические условия".

ГОСТ 17412-72 - "Изделия электротехнические для районов с холодным климатом. Общие технические условия".

Эти ГОСТы используются при проектировании и разработке программ испытаний.
Под термином климатические факторы внешней среды в ГОСТ 15150-69 понимается температура, влажность, давление воздуха, солнечное излучение, ветер, пыль (снежную), смену температур, соляной туман, иней, гидростатическое давление воды, действие плесневых грибков, содержание в воздухе коррозийноактивных агентов.
Различают нормальные и номинальные значения климатических факторов.
Нормальные - уточненные, естественно изменяющиеся значения климатических факторов в пределах данной географической зоны с учетом места размещения изделия.
Номинальные - нормируемые в технических заданиях, стандартах, ТУ, значения климатических факторов в пределах которых обеспечивается нормальная эксплуатация изделия. Различают рабочие и предельно рабочие климатические факторы.
Рабочее - значение, естественно изменяющихся климатических факторов в пределах которых обеспечивается сохранение требуемых номинальных параметров и экономически обоснованных сроках службы изделия.
Предельно рабочее значение при эксплуатации - значение климатических факторов, в пределах которых изделия могут в течении не более 6 часов в год эксплуатироваться и в эксплуатации должна:
- сохранять работоспособность, но при этом не обеспечивать требуемую точность;
- восстанавливать требуемую точность и номинальные параметры после прекращения действия этих предельных значений.

В соответствии с ГОСТ 15150-60 вся поверхность земного шара разбита на ряд климатических зон, а электрооборудование, предназначенное для эксплуатации в этих зонах имеет специальное обозначение.

У - умеренный климат;
ХЛ - холодный климат;
УХЛ - умеренный и холодный климат;
Т - тропический климат;
О - общеклиматическое исполнение (для районов на суше, кроме районов с очень холодным климатом);
М - с умеренным холодным морским климатом;
ТМ - для районов с тропическим морским климатом;

Этим же стандартом установлено 4 типа атмосфер на открытом воздухе, которые отличаются содержанием коррозийно активных реагентов: хлориды, сернистый газ.
1ый тип - условно чистая - У, УХЛ, Т
2 тип - промышленная - У, УХЛ, Т
3 тип - морская - М
4 тип - приморско-промышленная - О

Электротехнические изделия:
с У, УХЛ, Т - предназначены для эксплуатации в атмосфере 1го и 2го типов.
М - 3го типа;
О - 4го типа.

ГОСТ 15150-60 устанавливает 4 группы условий эксплуатации
Л - легкие условия;
С - средние (С1, С2, С3, С4);
Ж - жесткие условия эксплуатации (Ж1, Ж2, Ж3);
ОЖ - особо жесткие (ОЖ1, ОЖ2, ОЖ3).

Для каждой группы установлеены условия эксплуатации, определены виды исполнения и категории размещения (5 категорий):
1 - на открытом воздухе;
2 - под навесом;
3 - в закрытых помещениях с естественной вентиляцией;
4 - для эксплуатации в помещениях с искусственным климатом;
5 - в помещениях с повышенной влажностью, в неотапливаемых и в невентелируемых помещениях в том числе в шахтах.

Для каждой категории размещение установлено эффективное и верхнее рабочие значения температуры окружающего воздуха.
Эффективное значение - условное постоянное значение факторов, принимаемое при расчетах номинальных параметров изделия.
Для каждой категории размещения вводятся дополнительные категории.
1.1. - означает, что электрооборудование встроено в электрооборудование соответствующей категории размещения.