Основное направление в технике современного электромонтажного производства заключается в его максимальной индустриализации. Задача индустриализации решается путем применения изготовленных на заводах электропромышленности, собранных в готовые блоки или отдельные узлы комплектных подстанций или предварительной сборки на заготовительных участках монтажных организаций отдельных элементов подстанций — распределительных устройств (КСО, КРУ), распределительных щитов и щитов управления, конструкций для камер трансформаторов и готовых блоков из шинных мостов.
В процессе производства строительных работ устанавливают предусматриваемые проектом закладные части для крепления опорных конструкций и трубы для прохода кабелей и шин через стены, фундаменты и перекрытия подстанции.
Перед началом монтажа подстанций производят приемку строительной части закрытых помещений, наружных фундаментов, конструкций и общего ограждения территории подстанции. После этого завозят электрооборудование, распаковывают его, очищают от пыли и грязи и проверяют соответствие всех деталей упаковочным ведомостям.
каждого этажа закрытого помещения подстанции краской на стены или на территории открытой подстанции, устанавливая геодезические отметки (реперы).
Впоследствии монтажники переносят отметки установки опорных и крепежных конструкций от чистых строительных отметок на место монтажа с помощью гидростатического уровня (две стеклянные трубки, соединенные резиновым шлангом).
При установке нескольких однотипных приводов, разъединителей, и др. отмечают общие вертикальные или горизонтальные оси симметрии с помощью отвесов или натяжкой тонкой стальной проволоки. Применяют также гидростатические уровни и, если необходимо, геодезические инструменты.
Конструкции РУ и способы их крепления предусматриваются проектом или специальными типовыми альбомами монтажных организаций. Ревизию и регулировку электрооборудования производят до или после установки его на место монтажа в зависимости от местных
Далее размечают крепежные и опорные конструкции. Все размеры отсчитывают от так называемого чистого пола или чистой стены (отметки полов и стен после их окончательной отделки). Отметки чистого пола и чистой стены строители наносят в двух-трех местах условий. Ниже приводятся основные указания по ревизии и регулировке для основных видов электрооборудования подстанции промышленных предприятий на напряжение до 10 кВ (разъединителей, масляных выключателей и их приводов, выключателей нагрузки, предохранителей высокого напряжения, трансформаторов тока, трансформаторов напряжения, реакторов, силовых трансформаторов).
Разъединители.
При ревизии разъединителей и их приводов очищают и смазывают контактные и трущиеся части, а также выполняют центровку ножей, проверяют плотность прилегания ножей к обеим плоскостям контактных губок (щуп толщиной 0,05 мм не должен входить на глубину более 5—6 мм).
Далее динамометром проверяют степень нажатия пружин (рис. 203). Вытягивающие усилия должны быть для одного полюса разъединителя на ток 400 А — 20 кГ, на 1000—2000 А — 40 кГ, 3000 А — 80 кГ.
Очистив контактные части мягкой стальной щеткой, их смазывают тонким слоем технического вазелина. Трущиеся детали механизма разъединителя и его привода смазывают солидолом. Если аппаратура предназначена для работы при температуре ниже 0° С, применяют специальную морозостойкую смазку.
Рис. 203. Проверка степени нажатия пружины контактов разъединителя с помощью динамометра:
1 — нож разъединителя, 2 — контакты разъединителя, 3 — динамометр, 4 — плита разъединителя
После сборки всех деталей разъединителя и его привода проверяют угол поворота ножей (данные об угле поворота приведены в заводских каталогах или паспортах), а также отсутствие проскакивания ножей при их включении и регулировку длины тяг или поводков у трехполюсных разъединителей, чтобы обеспечить одновременность включения всех трех ножей. Затем все соединения тяг, муфты и рычаги закрепляют коническими стальными штифтами, отверстия для которых высверливают электродрелью. Окончательную регулировку выполняют после закрепления тяг, соединительных муфт и рычагов.
Масляные выключатели и их приводы.
При наружном и внутреннем осмотрах проверяют по заводскому паспорту комплектность всех деталей и их состояние. Кроме того, измеряют сопротивление изоляции внутрибаковых деталей и катушек приводов. Для выключателей на напряжение 6—10 кВ сопротивление изоляции внутрибаковых деталей должно быть не менее 1000 МОм, а сопротивление изоляции включающих и отключающих катушек — не ниже 2 МОм в закрытых помещениях и 1 МОм в наружных установках. Внтрибаковые изоляционные детали и катушки, имеющие сопротивление изоляции ниже нормы, сушат.
После установки выключателей на опорные конструкции и соединения их с приводом проверяют действие всей подвижной системы, одновременность замыкания контактов по фазам, величину переходных сопротивлений контактов и время включения и отключения.
Методы проверок масляных выключателей и нормативные данные обычно приведены либо в заводских, либо в специальных монтажных инструкциях.
При ревизии и регулировке выключателей надо обращать внимание на правильное положение сигнальных блок-контактов, устанавливаемых у приводов. Их следует отрегулировать так, чтобы разрыв цепи промежуточного реле происходил в момент посадки привода на защелку. Цепь сигнала отключения должна замкнуться после того, как траверса выключателя пройдет 75% своего хода; цепь сигнала включения — в начале хода траверсы на включение. В разомкнутом положении зазор между подвижными и неподвижными блок-контактами должен составлять 4—5 мм. Угол поворота блок-контактов регулируют по месту после сочленения тяг с приводным механизмом выключателя.
Выключатели нагрузки.
В объем монтажной ревизии входят проверки последовательности включения главных и дугогасительных контактов (вначале дугогасительных, а затем главных), правильности входа ножей в дугогасительные камеры, углов поворота вала и ножей и отсутствия заедания вала в подшипниках. Ход дугогасительного контакта в камере должен быть 160 мм.
Предохранители высокого напряжения.
Для защиты электрооборудования закрытых распределительных устройств обычно применяют предохранители ПК-6 и ПК-10 с кварцевым наполнителем, для трансформаторов напряжения — предохранители ПКТ-10. Предохранители с кварцевым наполнителем для наружных установок имеют марку ПКН.
При осмотре предохранителей проверяют состояние фарфора изоляторов и патронов, их армировку, плотность и полноту засыпки кварцевым песком патронов, исправность пружинящих скоб, охватывающих контактные губки, и отсутствие коррозии губок, правильность работы замков (откидных пружинящих скоб). Предохранители монтируют на металлоконструкциях или непосредственно на стенах, соблюдая расстояния, указанные в проекте.
Трансформаторы тока.
При осмотре проверяют состояние изоляции обмоток трансформаторов тока и правильность обозначения выводов первичной (Л1 и Л2) и вторичной (И1 и И2) обмоток.
Сопротивление изоляции первичных обмоток измеряют мегомметром 2500 В (величина сопротивления не нормируется). Исправные первичные обмотки трансформаторов имеют величину изоляции не менее 100 МОм. Сопротивление изоляции вторичных обмоток измеряют мегомметром 1000 В; величина сопротивления изоляции с присоединенными цепями должна быть не менее 1 МОм.
Сушат отсыревшие трансформаторы тока либо струей горячего воздуха от электровоздуходувки, либо методом нагрева током. Можно закоротить вторичную обмотку и через первичную пропускать такой ток, чтобы в закороченной вторичной обмотке сила тока не превышала номинальной. Возможен другой способ сушки: закорачивают первичную обмотку, а через вторичную пропускают ток от внешнего источника. Сила тока первичной и вторичной обмоток может быть несколько выше номинальной, но необходимо следить за температурой обмоток, чтобы она не превышала 90° С. Трансформаторы тока, имеющие битумное заполнение, нельзя сушить методом короткого замыкания обмоток. Сушку заканчивают после того, как сопротивление изоляции в течение 2—3 ч остается неизменным. Трансформаторы тока проходного типа монтируют в проемах, предусмотренных строительными чертежами, или на металлоконструкциях.
При монтаже трансформаторов тока на большие токи (1000 А и выше) надо следить за тем, чтобы вокруг одной или двух фаз не образовалось в металлоконструкции замкнутого магнитного контура, это может вызвать опасный нагрев металлоконструкций под действием переменного магнитного поля. Если такой контур может образоваться, стальную конструкцию разрезают на две половины, оставляя между ними зазор 5—6 мм. Соединяют обе половины стальной конструкции планками из немагнитного материала (медными, алюминиевыми или латунными).
Вторичные обмотки трансформаторов тока (в том числе и неиспользуемые) при включении нельзя оставлять разомкнутыми, так как это может вызвать перегрев стали магнитопровода и появление опасного напряжения на вторичной обмотке. Во всех случаях (если нет специального указания в проекте) вторичные обмотки трансформаторов тока должны быть заземлены.
Трансформаторы напряжения.
Рис. 204. Монтажные размеры для установки бетонных реакторов
Промышленность выпускает однофазные О, трехфазные Т, масляные М, сухие (без масла) С, с компенсационной обмоткой К и пятистержневые и трансформаторы напряжения. При ревизии монтажа проверяют наружным осмотром состояние фарфоровых изоляторов, маслоуказателя, спускных пробок (не должно быть течи масла из бака и уплотнений в местах прохода изоляторов). Проверяют также электрическую прочность масла и, если необходимо, заменяют его, проверяют сопротивление изоляции обмоток высшего (ВН) и низшего (НН) напряжений.
При наладочных работах перед включением трансформаторов напряжения выполняется программа испытаний, регламентируемых ПУЭ.
Нулевую точку вторичной обмотки всегда заземляют, если нет особых оговорок в проекте. В процессе монтажа распределительных устройств высокого напряжения, когда для освещения и для электроинструмента пользуются временными проводками, выводы вторичной обмотки могут от случайного прикосновения оказаться под напряжением временной сети и тогда на выводах обмотки ВН появится опасное для человека высокое напряжение. Даже при напряжении временной сети 36 В на высшей стороне трансформатора 6000/100 В появится напряжение 6000/100х36 =2160 В. Для безопасности монтажного персонала на время монтажа выводы обмотки ВН всегда закорачивают проводом сечением не менее 10 мм2.
Под пробки дыхательного отверстия баков трансформаторов напряжения перед их отправкой на заводе устанавливают прокладки, которые при монтаже удаляют.
Реакторы для напряжения 6—10 кВ на ток до 2000 А.
Они бывают обычно с медной или алюминиевой обмоткой на бетонном каркасе. Могут быть поставлены масляные реакторы; в этом случае их монтаж ведут с учетом требований, установленных для силовых трансформаторов.
При ревизии наружным осмотром проверяют состояние фарфора опорных изоляторов и бетонных колонок. При наличии трещин и сколов бетона их заделывают, устанавливая временную опалубку из строганых досок. Состав бетона и требования к сопротивлению его изоляции сообщает завод-изготовитель. Если измеренное мегомметром на 1000—2500 В сопротивление изоляции относительно болтов крепления меньше заводских данных на 30% и более, реактор сушат.
Сушить реакторы можно, продувая их горячим воздухом от тепловоздуходувки. При этом реактор надо обшить огнестойким материалом; температура входящего горячего воздуха должна быть не более 120°С. Сушка может быть также выполнена постоянным или переменным током до 70% от номинального, если имеются подходящие агрегаты. При сушке током могут быть одновременно включены последовательно несколько реакторов. Результаты сушки считаются удовлетворительными, если сопротивление изоляции обмотки реактора в нагретом состоянии достигает 0,5 МОм.
До начала монтажа камера реактора в распределительном устройстве должна быть полностью отделана. Фазы реактора устанавливают строго в соответствии с заводской маркировкой: верхняя В, средняя С и нижняя Н (рис. 204). Направление витков средней фазы должно быть обратным направлению витков верхней и нижней фаз. При несоблюдении этого условия в момент короткого замыкания возникнут отталкивающие усилия между обмотками, которые могут разрушить бетонные колонки. По этой же причине все болтовые крепления выполняют тщательно и надежно.
Необходимым условием для выполнения металлоконструкций ошиновки, подходящей к реактору, является соблюдение расстояния между металлом и обмоткой реактора, равного не менее половины диаметра реактора по бетонным колонкам. Рекомендуется выдерживать следующие расстояния от стен, потолка и пола (см. рис. 204):
где D — диаметр фазы реактора по бетонным колонкам.
Силовые трансформаторы.
В объем монтажной ревизии силовых трансформаторов входит:
проверка бака на герметичность избыточным давлением;
отбор пробы масла и его испытание (сокращенный химический анализ);
ревизия активной (выемной) части для трансформаторов мощностью выше 560 кВ-А с измерением сопротивления изоляции стяжных болтов магнитопровода;
проверка исправности действия переключающего устройства;
измерение омического сопротивления обмоток и сопротивления изоляции обмоток ВН и НН между собой и на корпус;
проверка коэффициента трансформации на каждом положении переключателя;
проверка группы соединений обмоток и фазировки при включении трансформаторов на параллельную работу;
испытание изоляции обмоток повышенным напряжением.
При недостаточной электрической прочности масла и недостаточном сопротивлении изоляции трансформатор сушат.
Так как ревизии и испытания силовых трансформаторов относительно сложны, они выполняются специализированными организациями, силами заводской электротехнической лаборатории или эксплуатационным персоналом под руководством и надзором специально приглашаемого представителя завода-поставщика.
Существует также общая подробная специальная инструкция по ревизии и испытаниям трансформаторов для различных напряжений и мощностей. Приведем лишь краткие сведения, необходимые электромонтеру-эксплуатационнику 2—3-го разряда.
Проверку герметичности бака трансформаторов, транспортируемых без масла и заполненных сухим воздухом, выполняют путем создания в баке избыточного давления 1,25 ат для гладких и трубчатых баков и 1,15 ат для волнистых баков. Трансформатор считается герметичным, если спустя 6 ч давление снизится не более чем до 1,21 ат (вместо начального 1,25 ат) и не более чем до 1,13 ат (вместо начального 1,15 ат). Сухой воздух для создания избыточного давления подается через нижний масляный кран бака.
У трансформаторов, транспортируемых с маслом, но без расширителя, герметичность проверяют давлением столба масла высотой 1,5 м в течение 3 ч. При наличии расширителя герметичность трансформаторов, транспортируемых с маслом, определяют по уровню масла в расширителе.
Пробу масла отбирают из нижней части бака при температуре масла не ниже 5° С, соблюдая меры предосторожности, отмеченные в §50. Пробы масла сдают в лабораторию для сокращенного анализа, содержащего определения пробивного напряжения, отсутствия воды, механических примесей, кислотного числа и реакции водной вытяжки. Пробивное напряжение масла для трансформаторов напряжением до 15 кВ, проверенное на стандартном разряднике, должно быть не ниже 25 кВ.
Сопротивление изоляции измеряют мегомметром на напряжение 2500 В при температуре масла не ниже 10° С и не ранее чем через 12 ч после окончания заливки трансформатора маслом. Для двухобмоточных трансформаторов измерение проводят между обмоткой ВН и баком, соединенным с обмоткой НН, между обмоткой НН и баком, соединенным с обмоткой ВН, между баком и соединенными обмотками ВН и НН. При этом все неиспытываемые обмотки и бак трансформатора должны быть совместно заземлены.
Трансформаторы можно включать без сушки, руководствуясь данными измерения сопротивления изоляции и другими условиями, по которым трансформаторы разбиты на три группы.
К первой группе отнесены трансформаторы мощностью менее 2500 кВ-А на напряжение до 35 кВ включительно с расширителем, а также трансформаторы без расширителя мощностью до 100 кВ-А включительно, транспортируемые с маслом. Проверяют эти трансформаторы при монтаже в следующем порядке:
внешний осмотр, проверка уровня масла, а также проверка пломб на кранах и у пробки для отбора пробы;
отбор пробы масла и получение протокола сокращенного химического анализа и испытания пробивного напряжения;
измерение сопротивления изоляции обмоток R60 и R15 при температуре не ниже 10° С и определение коэффициента абсорбции
К = R''60/R''15, сопротивление Rизмеряют при равномерном вращении рукоятки мегомметра в течение 60 с, a R15 — в течение 15 с.
Наименьшее допустимое значение сопротивления изоляции обмоток ВН трансформаторов в масле при температуре 70° С для трансформаторов на напряжение до 35 кВ включительно и мощностью менее 10000 кВ·А составляет 40 МОм. Для приведения сопротивления изоляции, измеренной при окружающей температуре от 10° С и выше, к температуре 70° С можно пользоваться кривыми, приведенными на рис. 201.
Условиями для включения без сушки трансформаторов первой группы являются наличие уровня масла в пределах отметок маслоуказателя, отсутствие в масле следов воды и величины пробивного напряжения масла не менее 25 кВ, коэффициент абсорбции К не менее 1,3.
Для трансформаторов мощностью 100 кВ·А включительно (без расширителя), транспортируемых с маслом, достаточно наличие первых двух условий. Обязательным условием для всех трансформаторов является удовлетворительное состояние изоляции обмоток (сопротивление не менее 40 МОм при температуре 70°С).
Пример. У трансформатора мощностью 660 кВ-А на напряжение 10/0,4—0,23 кВ измерение сопротивления изоляции при температуре масла 15° С дало результаты: R''60 =400 МОм, R''15 =300 МОм.
По кривой (см. рис. 201) для t1 = 15° С находим, что при температуре 70о С сопротивление изоляции составляет 11% от ее значения при t1 = 15°C, т. е.
что также соответствует норме.
При наружном осмотре трансформатора установлено, что состояние его удовлетворительное и уровень масла находится в пределах отметок маслоуказателя. По данным протокола сокращенного химического анализа следов воды и механических примесей не обнаружено, кислотное число в пределах нормы. Пробивное напряжение масла 25 кВ.
На основании осмотра, результатов измерений, протоколов сокращенного химического анализа и испытания масла на пробой трансформатор может быть включен в эксплуатацию без сушки после испытания повышенным напряжением промышленной частоты 31 кВ.
Если одно из первых двух условий не удовлетворяет требованиям, производят дополнительные проверки и испытания, перечисленные в специальной инструкции. При положительных результатах трансформатор включают без сушки.
Трансформаторы мощностью более 2500 кВ-А и на напряжение более 35 кВ относят ко второй и третьей группам, условия включения которых без сушки более сложны и в данном учебном пособии не рассматриваются.
