07РАЗДЕЛЫ ДИПЛОМА (1226822), страница 5

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 5)

1) Допустимые уровни напряженности электрических полей:

- предельно допустимый уровень напряженности воздействующего ЭП устанавливается равным 25 кВ/м;

- пребывание в ЭП напряженностью более 25 кВ/м без применения средств защиты не допускается.

Требования действительны при условии исключения возможности воздействия электрических разрядов на персонал, а также при условии применения защитного заземления всех изолированных от земли предметов, конструкций, частей оборудования, машин и механизмов, к которым возможно прикосновение работающих в зоне влияния ЭП по [3].

2) Требования к проведению контроля на рабочих местах.

Напряженность не искаженного ЭП должна измеряться в зоне нахождения человека при выполнении им работы.

При выполнении работ без подъема на оборудование измерения напряженности ЭП должны производиться:

- при отсутствии защитных средств – на высоте 1.8 м от поверхности земли;

- при наличии коллективных средств защиты – на высоте 0.5, 1.0 и 1.8 м от поверхности земли.

Время пребывания в контролируемой зоне устанавливается исходя из наибольшего значения измеренной напряженности. Результаты измерений фиксировать в специальном журнале или оформлять в виде протокола. Для измерения напряженности ЭП может быть рекомендован прибор типа NFM1.

Мероприятия по электробезопасности. Защитное заземление, зануление .

1) Защитное заземление или зануление должно обеспечивать защиту людей от поражения электрическим током при прикосновении к металлическим нетоковедущим частям, которые могут оказаться под напряжением в результате повреждения изоляции:

- защитное заземление следует выполнять преднамеренным электрическим соединением металлических частей электроустановок с «землей» или ее эквивалентом;

- зануление следует выполнять электрическим соединением металлических частей электроустановок с заземленной точкой источника питания электроэнергией при помощи нулевого защитного проводника.

2) Защитному заземлению или занулению подлежат металлические части электроустановок, доступные для прикосновения человека и не имеющие других видов защиты, обеспечивающих электробезопасность.

3) Защитное заземление или зануление электроустановок следует выполнять:

- при номинальном напряжении 380 В и выше переменного тока и 440 В и выше постоянного тока – во всех случаях;

- при номинальном напряжении 42 В до 380 В переменного тока и от 110 В до 440 В постоянного тока при работах в условиях с повышенной опасностью и особо опасных по [14].

4) В качестве заземляющих защитных проводников следует использовать специально предназначенные для этой цели проводники, а также металлические строительные, производственные и электромонтажные конструкции. В качестве нулевых защитных проводников в первую очередь должны использоваться нулевые рабочие проводники.

На рисунке 7.1 представлены принципиальные схемы защитного заземления в сетях трехфазного тока. На рисунке 7.2 приведена принципиальная схема зануления в сети трехфазного тока.

а) б)

а – в сети с изолированной нейтралью до 1000 В и выше;

б – в сети с заземленной нейтралью выше 1000 В;

1 – заземленное оборудование; 2 – заземлитель защитного заземления;

3 – заземлитель рабочего заземления;

r₀ и r_з – сопротивления рабочего и защитного заземлений

Рисунок 7.1 – Принципиальные схемы защитного заземления

в сетях трехфазного тока

1 – корпус электроустановки (электродвигателя трансформатора);

2 – аппараты защиты от токов короткого замыкания

Рисунок 7.2 – Принципиальная схема зануления в трехфазной сети

Где r₀ – сопротивление заземления нейтрали обмотки источника тока; r_п – сопротивление повторного заземления нулевого защитного проводника;I_к – ток короткого замыкания; I_н – часть тока короткого замыкания, протекающего через нулевой защитный проводник; I_з – часть тока короткого замыкания, протекающего через землю.

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ И ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ СИСТЕМ ОХЛАЖДЕНИЯ СИЛОВОГО ТРАНСФОРМАТОРА

1. Общие сведения силового трансформатора

Трансформаторы — электромагнитные статические преобразо­ватели электрической энергии, имеющие две или большее число индуктивно связанных обмоток и предназначенные для изменения напряжения переменного тока. В современной электроэнергетике они применяются на всех стадиях выработки, преобразования и использования электроэнергии.

Силовые трансформаторы являются одним из значимых и капиталоемких элементов энергосистем. Надежность работы электрических сетей, электростанций и энергосистем в значительной степени зависит от надежности работы силовых трансформаторов и автотрансформаторов, эксплуатируемых на электростанциях и в электрических сетях, значительное количество которых на энергопредприятиях России отработали установленный стандартом срок службы 25 лет.

Силовой трансформатор ТМН - 2500 / 35 –УХЛ1 выполнен с номинальным напряжением первичной обмотки (высокого напряжения) 35кВ включительно, и вторичной обмоткой (низкого напряжения) 10,5кВ.

Трансформатор трехфазный двухобмоточный, масляный с естественным масляным охлаждением, с регулированием напряжения под нагрузкой (РПН), с диапазоном регулирования ±4х2,5% предназначен для преобразования напряжения класса 35 кВ в напряжение класса 6; 10 кВ.

Охлаждение обеспечивается малообъемными радиаторами из овальных труб. Силовой трансформатор ТМН обеспечивает надежное электроснабжение в течение всего срока эксплуатации. Изготавливают для стран с умеренным и холодным климатом. Цилиндрические слоевые обмотки из алюминиевого провода размещены на стержнях остова концентрически. Трансформатор снабжен вводами ВН и НН. Линейные вводы ВН снабжены трансформаторами тока. Бак трансформатора масляного, с верхним разъемом снабжается арматурой для заливки, отбора проб, слива и фильтрации масла, подключения системы охлаждения. [15].

8.2 Обзор существующих систем управления охлаждения трансформаторов

Согласно расчетам, трансформатор ТМН -2500/35кВ загружен на 75%. При дальнейшей эксплуатации трансформатора, загруженность возрастет, в связи с подключением новых объектов и энергопотребителей к существующим электросетям. Система охлаждения трансформатора включает в себя 4 центробежных электронасоса и 4 охладителя по 2 вентилятора на каждом. Отсутствие резерва мощности трансформаторов на подстанциях чрезвычайно остро сказывается при отказе одного из трансформаторов в период, необходимый для его замены на резервный, или до возврата после ремонта, когда работающие трансформаторы оказываются не в состоянии перераспределить и хотя бы на время взять на себя дополнительную нагрузку вышедшего из строя трансформатора. В итоге возникают перебои в энергообеспечении и огромные денежные потери из-за недопоставки электроэнергии. Задача увеличения пропускной способности электрических подстанций традиционно решается путем их реконструкции с заменой трансформаторов на более мощные или строительством новой подстанции. Однако это требует больших инвестиций, пересмотра проекта подстанции, длительного времени на выполнение строительно-монтажных работ и изготовление новых трансформаторов. Но это не всегда возможно из-за недопустимости снижения уровня энергообеспечения существующих объектов на длительный период, отсутствия площадей в условиях тесной застройки, достаточных финансовых ресурсов и пр.

Простая замена трансформаторов на более мощные также не всегда приемлема, так как этот вариант также связан с необходимостью значительных инвестиций на закупку новых более мощных и более дорогих трансформаторов. Более экономичной альтернативой традиционным решениям в ряде случаев может быть модернизация трансформаторов с увеличением их нагрузочной способности. Принципиально увеличение нагрузочной способности трансформатора при модернизации может быть достигнуто несколькими методами:

- полной заменой активной части на новую, рассчитанную и изготовленную с новыми техническими характеристиками, в том числе и с большей мощностью;

- увеличением плотности тока обмоток трансформатора при замене проводникового материала обмоточных проводов и отводов на материал с меньшим удельным сопротивлением, в частности, алюминиевых проводов на медные, при сохранении геометрии обмоток;

- перепроектированием и заменой существующих обмоток на новые обмотки, изготовленные с использованием вместо целлюлозной изоляции материала более высокого класса нагревостойкости, без проблем выдерживающего бoльшие температуры обмоток и масла. Это могут быть арамидная бумага и картон типа NOMEX, гибридная изоляция целлюлоза–NOMEX и др.

- повышением эффективности работы системы охлаждения трансформатора для рассеивания возрастающих с ростом допустимых нагрузок суммарных потерь холостого хода и короткого замыкания.

Для трансформаторов с достаточно большим остаточным ресурсом наименее затратным представляется последний из перечисленных способов: повышение нагрузочной способности путем реконструкции и повышения эффективности работы системы охлаждения.

Потери электрической энергии, возникающие при работе транс­форматора, преобразуются в тепловую энергию и вызывают нагревание его частей. Главными источниками теплоты в трансформаторе являются магнитопровод и обмотки, потери в которых в номинальном режиме составляют 75% всех потерь. Нагревание трансформатора является главной причиной, ограничивающей его мощность при различных режимах его работы, поскольку максимально допустимая температура обмоток, магнитопровода и других конструктивных элементов зависит от интенсивности их охлаждения, нагревостойкости применяемых изоляционных материалов и установленного срока службы трансформатора [16].

В настоящее время для охлаждения трансформаторов применяются следующие системы:

М - Естественная циркуляция воздуха и масла;

Д - Принудительная циркуляция воздуха и естественная циркуляция масла;

МЦ - Естественная циркуляция воздуха и принудительная циркуляция масла с ненаправленным потоком масла;

НМЦ - Естественная циркуляция воздуха и принудительная циркуляция масла с направленным потоком масла;

ДЦ - Принудительная циркуляция воздуха и масла с ненаправлен­ным потоком масла;

НДЦ - Принудительная циркуляция воздуха и масла с направлен­ным потоком масла;

Ц - Принудительная циркуляция воды и масла с ненаправленным потоком масла;

НЦ - Принудительная циркуляция воды и масла с направленным потоком масла.

При больших мощностях естественная циркуляция масла становится недостаточной для охлаждения трансформатора, и необходимо применять принудительную циркуляцию масла при помощи насосов.Количество охладителей, устанавливаемых на трансформаторе, зависит от номинальной мощности трансформатора или от величины потерь в нем. Система отличается очень большой эффективностью. Достигается это за счет высоких скоростей масла и относительно больших скоростей охлаждающего воздуха.

Рисунок 8.2 - Эскиз конструкции охладителя.

Но при отключенных вентиляторах вследствие большого аэродинамического сопротивления охладителя эффективность его охлаждения незначительна. Это значит, что независимо от нагрузки трансформатора, даже при холостом ходе некоторое число вентиляторов и насосов, обеспечивающих подачу воздуха и циркуляцию масла, должно быть включено. В случае же аварии в системе охлаждения трансформатор должен быть немедленно отключен. Поэтому к надежности работы насосов, вентиляторов, схемы управления и защитной аппаратуры трансформатора должны предъявляться очень высокие требования. Схема управления обеспечивает включение первой группы охладителей одновременно с включением трансформатора и последовательное включение следующих групп при повышении температуры масла или тока нагрузки трансформатора.

Благодаря высокой эффективности охладителей их применение позволяет сократить веса, габариты и стоимость трансформаторов. Например, по отношению к трансформаторам с радиаторными баками такие трансформаторы легче первых на 12—15% за счет ликвидации большого числа радиаторов и количества масла, находящегося в них. Уменьшение габаритов трансформаторов приводит к уменьшению занимаемых трансформаторами площадей. [16].

Однако следует иметь в виду, что при использовании этой системы возрастают как расход электроэнергии, затрачиваемой на охлаждение трансформатора, так и установленная мощность электродвигателей системы. Это получается благодаря применению довольно мощных насосов и вентиляторов.

Для повышения качества системы охлаждения в данной работе предлагается провести модернизацию электропривода насоса с использованием преобразователя частоты с АИН, и реализовать систему управления насосами и охладителями на основе промышленного логического контроллера (ПЛК) с применением современных программных средств.

Использование микропроцессорной системы управления и векторного управления двигателем насоса позволит создать систему, позволяющую более эффективно охлаждать трансформатор, как в нормальном режиме работы, так и при пиковых нагрузках, интегрировать систему охлаждения в систему автоматизации предприятия и удалённо осуществлять контроль за состоянием трансформатора, плавно регулировать параметры системы, задавая наиболее оптимальный режим работы [17].

9 ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ ТРАНСФОРМАТОРА

Характеристики

Список файлов ВКР