ПРИЕМКА ОБОРУДОВАНИЯ ИЗ РЕМОНТА

Приемка из ремонта отдельных отремонтированных узлов оборудования начинается до окончания всего комплекса ремонтных работ, т. е. в процессе их производства. Этот вид приемки из ремонта называется поузловым. На поуз-ловую приемку составляется акт и подписываются протоколы контрольных измерений, относящихся к принимаемому узлу. После окончания всех запланированных работ производится предварительная приемка оборудования. При этом проверяется общее состояние отремонтированного оборудования, техническая документация по ремонту: ведомости объема работ, технологические графики, акты поуз-ловых приемок, заполнение протоколов произведенных измерений. В заключение комиссия заполняет приемо-сда-точный акт и дает разрешение на опробование оборудования в работе в течение 24 ч. Если за это время не будет обнаружено никаких дефектов, оборудование принимается в эксплуатацию и дается предварительная оценка качеству ремонта. Окончательная оценка дается после 30 дней работы оборудования под нагрузкой, в течение которых должны быть проведены эксплуатационные испытания и измерения, если в этом есть необходимость.

Временем окончания ремонта считается момент включения электрооборудования в сеть.

Комиссию по приемке из капитального ремонта основного оборудования на электростанциях обычно возглавляет главный инженер электростанции, а из текущего ремонта — начальник соответствующего цеха. В том случае, если ремонт производится специализированной ремонтной организацией, представитель ее принимает участие в работе комиссии. В электрических сетях приемку оборудования из ремонта производят: на подстанциях — инженеры службы подстанций (участков) или начальники подстанций, на линиях электропередачи — мастера и инженеры службы линий, РМС или участка.

Вопросы для повторения

1. В каких направлениях организуется эксплуатация энергосистем'

2. Выполнение каких требований является обязательным для эксплуатационного и ремонтного персонала электрических станций и сетей?

3. Какой принцип положен в основу организации диспетчерского управления энергосистем?

4. В чем заключается эффективность объединения энергосистем на параллельную работу?

5. Что такое планово-предупредительный ремонт электрооборудования и как он проводится?

ГЛАВА ВТОРАЯ

НАГРЕВАНИЕ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

При работе электрических машин, трансформаторов, аппаратов, проводов, кабелей и другого оборудования возникают потери энергии, превращающиеся в конечном счете в теплоту. Теплота повышает температуру обмоток, активной стали, контактных соединений, конструктивных деталей и одновременно рассеивается в окружающую среду. Нагревание оборудования ограничивает его мощность и является главной причиной старения изоляции. По нагрево-стойкости, т. е. по способности выдерживать повышение температуры без повреждения и ухудшения характеристик, применяемые в электрических машинах, трансформаторах и аппаратах электроизоляционные материалы разделены согласно ГОСТ 8865-70 на классы. Ниже даются обозначения классов, указываются предельные температуры и кратко характеризуются основные группы изоляционных материалов, относящихся к данному классу:

Класс.......YAEBFHС

Длительно допустимая

температура, °С . . . . 90 105 120 130 155 180 Свыше 180

Примечание. Класс Y — волокнистые материалы из целлюлозы, хлопка и натурального шелка, не пропитанные и не погруженные в жидкий электроизоляционный материал.

Класс А — волокнистые материалы из целлюлозы, хлопка или натурального и искусственного шелка, в рабочем состоянии пропитанные или погруженные в жидкий электроизоляционный материал.

Класс Е — синтетические органические материалы (пленки, волокна, смолы, компаунды и др.).

Класс В — материалы на основе слюды, асбеста и стекловолокна, применяемые с органическими связующими и пропитывающими составами.

Класс F — материалы на основе слюды, асбеста и стекловолокна, применяемые в сочетании с синтетическими связующими и пропитывающими составами.

Класс Н — материалы на основе слюды, асбеста и стекловолокна, применяемые в сочетании с кремнийорганическими связующими и пропитывающими составами, кремнийорганические эластомеры.

Класс С — слюда, керамические материалы, стекло, кварц или их комбинации, применяемые без связующих или с неорганическими и элементоорганически-ми составами.

Если температура выдерживается в пределах, соответствующих данному классу изоляции, то обеспечивается нормальный срок службы оборудования (15—20 лет). Форсированные режимы сокращают нормальные сроки, и, наоборот, систематические недогрузки приводят к недоиспользованию материалов: оборудование морально устаревает и возникает необходимость в его замене раньше, чем износится изоляция. Таким образом, экономически нецелесообразны как слишком малые, так и большие (по сравнению с нормальными) сроки службы. Государственными стандартами предписывается поддержание в установившихся режимах работы оборудования следующих предельных значений температур. У генераторов с изоляцией класса В в зависимости от применяемого метода измерений температуры, системы охлаждения (косвенная или непосредственная), давления водорода и других факторов температура для обмоток ротора равна 100—130 °С, для обмоток статора 105—120 °С. Ограничение максимальных температур обмоток машин объясняется возможностью появления местных перегревов, а также условиями работы пропиточного компаунда, температура размягчения которого 105— 110°С. У трансформаторов и автотрансформаторов нормы установлены с таким расчетом, чтобы средняя предельная температура обмоток в наиболее жаркое время года не поднималась выше 105—110 °С. В соответствии с этим допустимое превышение температуры отдельных частей трансформатора над температурой охлаждающей среды ограничено следующими пределами: обмотки 65 °С, поверхности магнитопровода и конструктивных элементов 75°С. Превышение температуры верхних слоев масла при среднесуточной температуре охлаждающего воздуха 30 °С и воды у входа в охладитель 25 °С при системах охлаждения М и Д — 65 и при системах ДЦ и Ц — 45 °С.

Старение изоляции. С вопросом нагревостойкости электроизоляционных материалов связан вопрос старения изоляции, т. е. изменения ее структуры, развития местных дефектов, понижения электрической и механической прочности. Старение изоляции наиболее интенсивно идет под действием высоких температур. Аналитически зависимость среднего срока службы изоляции от температуры выражается формулой

N = Ае-**,

где N— срок службы, лет; А — постоянная, равная сроку службы изоляции при температуре 0°С; а — коэффициент,

равный 0,П2; ft— температура, при которой работает изоляция, °С.

Нормальному суточному износу изоляции трансформатора соответствует постоянная в течение суток температура наиболее нагретой точки обмотки 98°С. При повышении температуры обмотки сверх указанной на каждые 6°С срок

Таблица 2.1. Допустимые температуры нагрева токоведущих частей аппаратов, °С

возможного использования изоляции сокращается вдвое. Эту зависимость называют шестиградусным правилом.

Нормы нагрева токоведущих частей аппаратов (выключателей, разъединителей, отделителей, токоограничиваю-щих реакторов, проходных изоляторов, трансформаторов тока и пр.) установлены ГОСТ 8024-69 и приведены в табл. 2.1. Расчетная температура окружающего воздуха принята + 35 °С.

Температура элементов аппарата при длительной нагрузке складывается из температуры окружающей среды t>₀ и превышения температуры т, т. е. f> = #₀+t.

2.2.УСТАНОВИВШИЙСЯ ТЕПЛОВОЙ РЕЖИМ ТРАНСФОРМАТОРА

При неизменной нагрузке и температуре окружающего воздуха такой режим характеризуется постоянством температуры трансформатора и отдельных его частей. Практически он наступает через 7—18 ч после включения трансформатора под нагрузку. К этому времени наступает равновесное состояние: теплота, выделившаяся в трансформаторе за время At, полностью передается его поверхностью окружающему воздуху и превышение температуры трансформатора над температурой окружающего воздуха становится неизменным.

Полные потери мощности в трансформаторе Р складываются из потерь КЗ Рк, возрастающих пропорционально квадрату тока нагрузки, и потерь холостого хода (XX) Ро, примерно пропорциональных квадрату магнитной индукции в стали. Полные потери, Вт, и установившееся превышение температуры трансформатора т_уст над температурой окружающей среды связаны соотношением

г = ргТу_СТ,

откуда

где Р — коэффициент теплоотдачи или количество теплоты, отдаваемой в единицу времени 1 м² поверхности при превышении температуры на 1 °С; F — поверхность охлаждения трансформатора, м².

Таким образом, превышение температуры в установившемся режиме прямо пропорционально потерям в трансформаторе и обратно пропорционально коэффициенту теплоотдачи и площади поверхности охлаждения.

2.3.НЕУСТАНОВИВШИЙСЯ ТЕПЛОВОЙ РЕЖИМ ТРАНСФОРМАТОРОВ И ТУРБОГЕНЕРАТОРОВ

При изменении нагрузки трансформатора изменяются потери Р и превышение температуры т. Перегрузка трансформатора допускается в течение времени, за которое превышение температуры возрастет от значения т₀ до предельно допустимого значения в номинальном режиме Туст.ном. Рассмотрим работу трансформатора при двухступенчатом графике нагрузки (рис. 2.1). Допустим, что трансформатор был недогружен, т. е. его начальное состояние определялось отношением токов ///яом =

= /Со< 1 и превышением температуры то. В точке Л нагрузка возросла до /(₂>1 и осталась постоянной. Из графика видно, что на второй ступени превышение температуры возрастает и стремится к установившемуся значению т_уСт>туст,ном. Такое превышение допускать нельзя, и трансформатор следует разгрузить по истечении времени ¥. Значение /' мож>

Рис. 2.1. Двухступенчатый график нагрузки трансформатора (а) и превышение температуры трансформатора над температурой охлаждающей среды (б):

/ — кривая превышения температуры при увеличении нагрузки в точке А; 2 — кривая превышения температуры при понижении нагрузки в точке Б

но определить аналитически исходя из дифференциального уравнения нагревания и охлаждения однородного тела

где t — время; с — удельная теплоемкость тела, Вт-с/(кг-°С); G — масса тела, кг; т — превышение температуры тела над температурой окружающей среды в момент t, " С.

Уравнение (2.2) применимо к трансформатору, если его рассматривать как однородное тело. Из уравнения следует, что при dx—Q установившийся режим соответствует рассмотренному в § 2.2. Превышение температуры тела в установившемся состоянии пропорционально количеству выделяемой теплоты.

Если предположить, что теплоотдача отсутствует, то второе слагаемое уравнения (2.2) должно быть равно нулю и уравнение примет вид

Pdt = cGdx,

откуда

т. е. превышение температуры пропорционально времени.

Если трансформатор не разгружать, то температура его будет возрастать и при ^=4,6 Т наступит установившийся режим, при котором т=т_Уст (рис. 2.1, кривая /). Если в точке Б нагрузку уменьшить до значения Кз<1, температура перегрева будет снижаться по экспоненте 2. Новое установившееся состояние наступит при т=т '

Таким образом, уравнение (2.4) дает возможность определить превышение температуры тела для любого момента переходного процесса нагревания или охлаждения. Постоянная времени для силовых трансформаторов является вполне определенной и в зависимости от мощности и системы охлаждения изменяется в пределах 2,5—3,5 ч. Постоянная времени обмотки находится в пределах 4—7 мин, так как теплоемкость ее невелика и она хорошо охлаждается маслом.

Тепловые процессы в активных частях и конструктивных деталях турбогенераторов могут быть лишь приближенно описаны уравнением (2.2) путем замены реальных элементов конструкции идеальными твердыми телами. На самом же деле как трансформатор, так и турбогенератор не являются однородными телами и передача тепла в них не пропорциональна превышению температуры, как принято в этом уравнении.

Изменение температурного режима активных частей турбогенератора может произойти вследствие изменения условий выделения теплоты или условий отвода теплоты. Потери энергии в турбогенераторах складываются из электромагнитных и механических потерь. Электромагнитные потери состоят из потерь в стали статора от перемагничивания и потерь в обмотке статора и ротора. Значение этих потерь зависит от значений активной и реактивной нагрузки. Механические потери связаны с потерями на трение ротора о газ, на циркуляцию охлаждающей среды в машине, на трение в подшипниках и т. д. Они пропорциональны плотности охлаждающего газа. Охлаждение турбогенератора зависит от свойств охлаждающей среды и интенсивности отвода тепла с охлаждаемой поверхности. При этом существенное значение имеют давление водорода, расход дистиллята в обмотке статора, температура и расход охлаждающей воды в теплообменниках и газоохладителях и т. д. Однако, несмотря на все указанные особенности теплообмена в турбогенераторах, пользуясь зависимостью вида (2.4), можно с достаточной точностью определить длительно допустимые нагрузки турбогенераторов при условиях охлаждения, отличных от номинальных, превышения температур элементов при изменяющихся нагрузке и температуре охлаждающей среды.

Применяемые системы охлаждения турбогенераторов обеспечивают такие условия теплообмена, при которых температура активных и конструктивных деталей не превосходит допустимой по условиям работы изоляции. Задачей эксплуатации является удержание температуры наиболее нагретых элементов на приемлемом уровне при всех режимах

работы. Это имеет исключительно важное значение, поскольку турбогенераторы обладают сравнительно небольшой тепловой инерцией и установившаяся температура обмотки ротора с непосредственным водородным охлаждением достигается уже через 10—20 мин, а обмотки в водяным охлаждением — через 2—3 мин.

Длительно допустимые нагрузки турбогенераторов в зависимости от параметров контролируемых величин выдаются дежурному персоналу в виде таблиц и графиков после проведения стандартных тепловых испытаний.