Монтаж электрооборудования трансформаторных подстанций и распределительных устройств

Подготовительные работы по монтажу ТП и РУ включают целый ряд технических и организационных мероприятий, к числу которых относятся: составление ППР или привязка типового проекта; приемка помещения ТП от строительной организации для производства монтажа; приемка от заказчика подлежащих монтажу электрооборудования, аппаратов, приборов и кабельной продукции; подготовка и сборка в мастерских монтажных заготовок узлов и блоков ошиновки, заземления, электропроводок, трубных заготовок щитов и щитков, а также изготовление нестандартных крепежных и опорных конструкций и деталей; комплектация в контейнеры необходимых для монтажа материалов, изделий и конструкций для транспортировки на ТП.

Подготовку монтажа ТП и РУ начинают с проверки рабочих чертежей проекта на соответствие требованиям индустриального монтажа и передовой технологии работ: наличие строительных заданий на каналы, ниши, отверстия для шин и аппаратов проходного типа, монтажные проемы и закладные приспособления для такелажных работ, а также устройство заземлителей. Проверяют также наличие чертежей или эскизов на монтажные узлы и блоки (ошиновки, заземления, освещения и др.).

При приемке помещения ТП от строительной организации проверяют соответствие строительной части проекту и СНиП, ее готовность к монтажу электрооборудования, наличие закладных деталей для крепления электрооборудования и производства такелажных работ, ширину проходов, расстояние от подлежащего установке оборудования до стен и ограждений, а также другие параметры, регламентированные ПУЭ.

Монтаж ТП выполняют в две стадии.

На первой стадии выполняют все подготовительные монтажные работы: в мастерских, вне зоны монтажа — комплектование электроконструкций, узлов и блоков, их укрупненную сборку; непосредственно на объекте — установку опорных конструкций, закладных деталей для монтажа щитков, отдельно стоящих панелей, аппаратов; монтаж внутренней сети заземления и подготовку трассы для общего освещения; установку кабельных конструкций в камерах и отрезков труб для ввода и вывода кабелей.

Вторая стадия проводится после окончания отделочных работ и приемки помещения под монтаж и включает установку комплектных распределительных устройств (КРУ), щитов, пультов и силового трансформатора; монтаж блока ошиновки трансформатора; прокладку силовых и контрольных кабелей, сети освещения по подготовленным трассам, разделку и подсоединение кабелей и проводов.

Монтаж опорных и проходных изоляторов. Опорные и проходные изоляторы предназначены для электрической изоляции токоведущих частей друг от друга и от земли, а также для крепления шин к стенам, конструкциям и т. п.

По способу установки и назначению изоляторы делятся на подстанционные и аппаратные, опорные, проходные и подвесные (последние называют также линейными). Кроме того, изоляторы изготавливают для внутренней и наружной установки.

До начала монтажа тщательно осматривают изоляторы, проверяют прочность армирования, состояние фарфора, отсутствие отбитых краев и сколов; поверхность изолятора очищают, а в проходных изоляторах, кроме того, зачищают и смазывают техническим вазелином поверхность токоведущего стержня или шины.

Опорные изоляторы сначала устанавливают в крайних точках линии шин. Между ними натягивают шнур (или проволоку), а затем по шнуру устанавливают и выравнивают по высоте все изоляторы, подкладывая в случае необходимости под их основания толь или картон, а при установке на металлических конструкциях — листовую сталь. Прокладки не должны выступать за фланцы изоляторов, которые, в свою очередь, не должны быть «утоплены» в перегородках или стенах.

Монтаж шин. Одним из главных элементов распределительного устройства являются шины. Они изготавливаются из алюминия и стали, реже — из меди из-за ее высокой стоимости, хотя она является наилучшим проводниковым материалом. При переменном токе до 200 А и постоянном токе используют плоскую, круглую или трубчатую сталь. Медные плоские шины для ошиновки РУ применяют только в специальных случаях, обоснованных в проекте. Шины из алюминиевого сплава марки АД31Т1 выбирают по условиям динамической устойчивости к токам короткого замыкания, что дает значительный экономический эффект.

Сечение и форма шин зависят от тока, условий охлаждения, а также от номинального напряжения установки, при больших значениях которого и определенных метеорологических условиях возникает коронирование, т. е. стекание электрических зарядов с ребер в атмосферу. Поэтому в процессе монтажа нельзя изменять способ установки, размеры шин и расстояния между точками их крепления, а также устанавливать шины из другого материала.

Шины, прокладываемые в распределительных устройствах, подразделяются на сборные (главные), ответвительные и соединительные. Сборные шины служат для приема энергии от источника питания и дальнейшего распределения ее между потребителями. Ответвительными шинами соединяют сборные шины с ближайшими аппаратами и между собой, соединительными шинами — один аппарат с другим. В распределительных устройствах мощных установок сборные шины выполняются пакетами (из двух, трех и более полос в фазе), а также коробчатыми профилями, сваренными из двух шин швеллерной формы. В качестве шин могут использоваться также неизолированные проводники с прямоугольным, трубчатым и круглым сечениями.

Заготовку шин, как правило, осуществляют индустриальным способом в мастерских по замерам на специальных технологических линиях.

В настоящее время в рабочих чертежах предусматривается независимо от степени готовности строительной части заготовка в мастерской целых узлов ошиновки или отдельных ее звеньев вместе с опорными конструкциями; на месте монтажа производят только их сборку.

Ошиновка может быть в блочном исполнении (выполнена по чертежам в мастерской в виде отдельных блоков), макетном (отдельные элементы изготовлены по чертежам и подогнаны на специально сделанном макете установки) и индивидуальном (выполнена по снятым с натуры замерам, применяется в основном для одиночных шин).

Полосы ошиновки собирают вместе с опорными конструкциями, изоляторами, шинодержателями и другими деталями. Комплектные шинные устройства (например ошиновка трансформаторов) состоят из смонтированных на каркасе разъединителей с приводом, шин, опорных изоляторов и проходной плиты. Открытые шинные магистрали для канализации электроэнергии от внутрицеховых подстанций до распределительных пунктов цеха заготавливают в мастерских, наматывают на кассеты и транспортируют на место монтажа в комплекте с натяжными устройствами, компенсаторами и другими деталями.

Комплектные шинные устройства в виде заготовок поставляют заводы. Изготовление их непосредственно на месте монтажа является весьма трудоемкой и неэффективной работой, которая допускается на небольших объектах с незначительным объемом ошиновки.

Перед установкой шины следует рассортировать по сечениям и длине, чтобы обеспечить минимальные отходы при монтаже.

Монтаж шин включает в себя следующие операции: отбор и отбраковку, правку, разметку, резку и изгибание, обработку контактных поверхностей и сверление в них отверстий, сборку отдельных узлов и блоков с опорными изоляторами и металлоконструкциями (например шинных мостов и переходов), сварку сборных и приварку ответвительных шин или их болтовое соединение, окраску.

На технологической линии выполняют следующие работы: правку на плоскость и ребро, разметку, получение мерных отрезков; вырубку или сверление отверстий; изгибание; сварку встык и приварку ответвлений; опрессовку, выравнивание, зачистку и консервацию контактных поверхностей; окраску заготовок и их сборку в пакеты, блоки, узлы и комплекты.

Контактные соединения жестких шин при монтаже современных ТП и РУ выполняют преимущественно электросваркой, иногда используют болты и сжимы. Для соединения гибких шин и присоединения их к аппаратам применяют болтовые и прессуемые зажимы. Болтовые соединения жестких шин внахлестку с помощью сквозных болтов или сжимных накладок (плит) используют только в случае присоединения к аппаратам или в местах, где необходим разъем шин. В остальных случаях, как правило, применяют сварку. Контакт плоских алюминиевых шин с медными стержневыми выводами аппаратов, рассчитанных на токи 600 А и более, осуществляют специальными медно-алюминиевыми переходными пластинами (медно-алюминиевая пластина состоит из отрезков шин, сваренных встык на сварочной машине).

Монтаж разъединителей. Разъединители предназначены для отключения и включения под напряжением участков электрической цепи или отдельных аппаратов при отсутствии нагрузочных токов. Представляют собой коммутационный аппарат с видимым местом разъединения в воздухе. Видимый разрыв цепи при отключенных разъединителях наглядно подтверждает возможность безопасного приближения к отсоединенным частям электроустановки. При условиях, определенных ПУЭ и ПТЭ, допускается включение и отключение разъединителями зарядных токов воздушных и кабельных линий, тока холостого хода трансформаторов и токов небольших нагрузок.

ли и материалы, которые вместе с разъединителем и приводом

а б

Рис. 8.29. Проверка положения ножей разъединителей по отношению к неподвижным контактам: а — неправильное; б — правильное: 1 — нож; 2 — неподвижный контакт; 3 — ось симметрии

Ревизию разъединителей с приводами и устранение обнаруженных дефектов, как правило, производят в мастерской. Там же комплектуют опорные конструкции, крепежные детатранспортируют к месту установки. Разъединитель и привод устанавливают таким образом, чтобы осевые линии, выверенные по отвесу и уровню, не отклонялись более чем на ±2 мм.

Завершающей операцией при монтаже разъединителей является их регулировка. При этом проверяют центровку ножей и их положение относительно неподвижных контактов (рис. 8.29); угол поворота ножей при отключении; синхронность включения ножей трехполюсных разъединителей; плотность прилегания контактов; давление контактных пластин на ножи разъединителя; работу привода и сигнальных контактов. Контролируют также действие ограничительных устройств привода и измеряют усилие вытягивания ножа из неподвижного контакта (рис. 8.30).

Монтаж выключателей нагрузки. Выключатели нагрузки или разъединители мощности предназначены для отключения токов нагрузки в электроустановках небольшой мощности, рассчитанных в нормальном режиме на напряжение 6—10 кВ.

Выключатель нагрузки ВНП-17 отличается от выключателя ВНП-16 наличием устройства для автоматического отключения при перегорании вставок предохранителя любой фазы.

Н CL

Рис. 8.30. Измерение усилия вытягивания ножей разъединителя:

• 1 — нож; 2 — приспособление; 3 — динамометр;
• 4 — основание

Установка выключателя нагрузки допускается только в вертикальном положении на стене или специальной конструкции. Раму выключателя подвешивают на двух болтах, выверяют по уровню и отвесу, определяют толщину необходимых прокладок и места их установки. Затем приступают к попеременной затяжке болтов, одновременно контролируя правильность попадания ножей в горловины дугогасительных камер. После окончательной затяжки крепежных болтов следует еще раз убедиться в правильном вхождении ножей в камеры.

Все соединения с приводом выполняют так же, как и при монтаже разъединителей. После установки на место выключателя и закрепления рамы проверяют отсутствие перекосов и нарушения центровки ножей и обеспечения последовательности включения и отключения главных и дугогасительных контактов. Регулировку полного вхождения в гасительные камеры производят путем изменения длины тяги. Опробование выключателя нагрузки производят путем 25 включений и отключений, после которых не должно наблюдаться нарушения регулировки работы выключателя с приводом.

Монтаж масляных выключателей. Подстанции и распределительные устройства на напряжение до 10 кВ промышленных предприятий комплектуются малообъемными (горшко-выми) выключателями типов ВМП-10 и др., имеющими малые габариты и массу. Контакты таких выключателей облицованы дугостойкой металлокерамикой, что значительно увеличивает срок их службы. Дугогасительные устройства легко доступны для осмотра и ревизии, после чего не требуют повторной регулировки. Выводы допускают непосредственное присоединение алюминиевых шин.

Выключатель ВМП-10 поставляют в отрегулированном состоянии, без масла. Его установка сводится к укреплению рамы болтами на основание, проверке вертикальности аппарата, соединения выключателя с приводом и токоведущих частей с шинами РУ. При ревизии после монтажа и в эксплуатации выключатель осматривают, проверяют состояние его внутренних частей. Для этого с каждого полюса снимают нижнюю крышку с неподвижным контактом, распорный цилиндр и, проверив состояние внутренних частей, вновь устанавливают снятые детали. Нижняя крышка должна плотно прилегать к фланцу. Выключатель заливают чистым и сухим трансформаторным маслом до уровня по маслоуказателю; при этом проверяют наличие и количество масла в буфере. Затем проверяют регулировочные данные выключателя: ход подвижных контактов (240—245 мм), одновременность их замыкания и размыкания.

Монтаж приводов к выключателям. Для управления выключателями применяют следующие приводы: электромагнитный ПЭ-11 и пружинный ПП-67 — для ВМГ-10; электромагнитный ПЭ-П и пружинный ППМ-10 — для ВМП-10.

Приводы для перечисленных масляных выключателей поступают на монтаж в собранном и отрегулированном виде. Монтаж малообъемных выключателей и приводов производят в мастерских, где их подвергают ревизии и предварительной регулировке. Одновременно в мастерских по рабочим чертежам комплектуют и изготавливают опорные и крепежные конструкции и соединительные детали, необходимые для установки и сопряжения выключателей с приводами. Готовые аппараты в комплекте с деталями доставляют на монтажную площадку для установки. На месте монтажа привод крепят, соединяют с выключателем и проверяют их совместное действие.

Монтаж предохранителей высокого напряжения. Предохранители высокого напряжения служат для защиты электроустановок небольшой мощности от токов КЗ и перегрузок.

Они применяются для защиты силовых цепей (исполнение ПК — предохранитель с кварцевым заполнением), цепей измерительных трансформаторов напряжения (исполнение ПКТ).

Предохранители монтируют на цоколе из швеллера или угловой стали и стальной раме. Цоколь предохранителя или стальную раму устанавливают вертикально по разметке на болтах и выверяют по уровню и отвесу по основным осям. Гайки затягивают равномерно, наблюдая, чтобы оси изоляторов одной фазы строго совпадали по вертикали с продольными осями патрона и контактных губок с допуском ±0,5 мм.

Перед монтажом предохранителя проверяют состояние фарфоровых изоляторов, трубок, стальных пружинящих скоб, контактных губок и ограничительных торцовых пластин; арми-ровку изоляторов и патронов; исправность указателя срабатывания; сохранность плавкой вставки и ее соответствие номинальному току патрона и предохранителя; наличие надежного контакта между губками и патронами предохранителя.

Монтаж трансформаторов тока и напряжения. В принимаемых для монтажа трансформаторах тока (ТТ), в первую очередь, осматривают фарфоровую изоляцию, токоведущий стержень или шины. При этом предъявляются те же требования, что и к фарфоровой изоляции и армированию опорных изоляторов. Кроме того, проверяют отсутствие повреждений кожуха, фланца и колодок вторичных выводов, а также наличие обозначений выводов и паспортной таблички.

Кроме внешнего осмотра, все ТТ перед монтажом проверяют на отсутствие обрыва вторичной обмотки, правильность маркировки выводов и других данных по ПУЭ, а также состояние изоляции обеих обмоток и исправность стального сердечника.

Вводы ТТ монтируют таким образом, чтобы шины со стороны питания подходили к зажимам с пометкой И1, а отходящие шины — к зажимам с пометкой И2. В противном случае маркировка вторичных обмоток И1 и И2 нарушается, и их концы перемаркировывают. После закрепления вторичные обмотки и кожухи ТТ соединяют с заземлением. Выводы вторичных обмоток, если к ним не присоединяют измерительные приборы и реле, должны быть закорочены.

Трансформаторы напряжения (TH) предназначены для понижения измеряемого напряжения с 400 до 100 В, необходимого для питания измерительных приборов, цепей автоматики, сигнализации и релейной защиты от замыканий на землю. Трансформаторы изготавливают двух видов: сухие — с естественным воздушным охлаждением и масляные — с масляным заполнением.

Перед монтажом в TH проверяют уровень масла, исправность маслоуказателя и наличие паспортной таблички, отсутствие повреждений бака, течи масла между баком и крышкой или из-под фланцев выводов.

При электрических испытаниях TH измеряют сопротивление изоляции обмоток; определяют полярность выводов максимального и минимального напряжения и проверяют коэффициент трансформации.

У маслонаполненных TH перед монтажом берут для испытания пробу масла в объеме, предусмотренном ПУЭ.

Монтируя трехфазные TH, учитывают общий порядок чередования фаз, принятый в РУ. У однофазных трансформаторов вывод, имеющий маркировку «X», заземляют. При установке трех однофазных трансформаторов выводы «X» соединяют общей шиной и заземляют. В случае установки двух TH, соединенных в открытый треугольник, рабочую фазу со стороны НН заземляют только в том случае, если это предусмотрено проектом. Корпус каждого трансформатора присоединяют к заземляющему устройству отдельной шиной.

Монтаж силовых трансформаторов предусматривает погрузку, транспортировку и выгрузку; ревизию и сушку; сборку и установку; пробное включение под напряжение. В комплексе операций значительное место по трудоемкости занимают такелажные работы. Доставку трансформаторов к месту монтажа осуществляют преимущественно автомобильным транспортом соответствующей грузоподъемности, тракторами на специальных транспортных приспособлениях или тягачами на автотрейлерах.

Приемка и хранение трансформаторов. После выгрузки проверяют состояние трансформатора и осуществляют его подготовку к монтажу или к длительному хранению, если монтаж 334 переносится на более поздний срок. Приемку трансформатора производят после внешнего осмотра, при этом проверяют отсутствие вмятин и повреждений бака, радиаторов, расширителя, выхлопной трубы и других деталей, герметичность уплотнений, целостность сварных швов, отсутствие трещин и отбитых краев у вводов, комплектность деталей по накладной и демонтажной спецификации завода-изготовителя, наличие пломб на всех кранах для масла.

В трансформаторы, транспортируемые частично демонтированными, с баком, заполненным маслом, после испытания на герметичность и установки расширителя доливают сухое чистое масло не позднее чем через шесть месяцев после отправки с завода.

Ревизия трансформаторов. Ревизию силовых трансформаторов производят для выявления и устранения неисправностей и повреждений. В соответствии с ГОСТ трансформаторы подлежат введению в эксплуатацию без осмотра их активной части при соблюдении требований к их транспортированию и хранению, изложенных в Инструкции по транспортированию, хранению, монтажу и вводу в эксплуатацию трансформаторов на напряжение до 35 кВ без ревизии их активных частей. При нарушении требований этой инструкции или при обнаружении неисправностей осуществляют подъем активной части трансформаторов для ревизии деталей, находящихся внутри бака.

Изоляционные характеристики трансформаторов. Условия включения трансформаторов без сушки или необходимость сушки их активной части регламентируются в заводских и в указанной выше инструкциях, которыми и следует строго руководствоваться. Трансформаторы с увлажненными обмотками включать под рабочее напряжение не допускается.

О степени увлажнения обмоток трансформатора судят по значению коэффициента абсорбции, который определяется зависимостью сопротивления изоляции обмоток от времени приложения напряжения. Измерив мегомметром (напряжением 2,5 кВ с верхним пределом измерения не ниже 10 000 МОм) сопротивление изоляции обмоток через 15 и 60 с после подачи напряжения, можно найти коэффициент абсорбции, равный отношению

Если при температуре 10—30 °С отношение равно 1,3, коэффициент абсорбции соответствует норме.

Состояние электрической изоляции характеризуется также показателем тангенса угла диэлектрических потерь (tgS) в изоляции — отношение активной мощности, потребляемой изоляцией при подаче напряжения, к реактивной (измеряется в процентах). Тангенс угла диэлектрических потерь tgS характеризует общее состояние изоляции, являясь показателем ее увлажнения и потерь в ней. Значение tgS существенно повышается при увлажнении диэлектрика.

Значения tg<5 измеряют мостом типа Р5026 или Р5026М, они нормированы и приведены в справочниках.

Значение tgS обмоток трансформатора с напряжением до 35 кВ и мощностью менее 2500 кВ А не должно превышать 1,5 % при 10 °С; 2 % — при 20 °С; 2,6 % — при 30 °С и 8 % — при 70 °С.

Очистка и сушка трансформаторного масла. Допустимость включения трансформаторов без сушки определяется результатами комплекса испытаний и измерений с учетом условий, в которых он находился до начала монтажа и в процессе его выполнения.

Условия включения трансформаторов без сушки и необходимость сушки их активной части регламентируются Инструкцией по контролю изоляции трансформаторов перед вводом в эксплуатацию, а также Инструкцией транспортирования, хранения, монтажа и ввода в эксплуатацию силовых трансформаторов на напряжение до 35 кВ включительно без ревизии их активных частей.

Трансформаторное масло (для повышения качества и электрической прочности) очищают от механических примесей и влаги с помощью специальных аппаратов — центрифуги и фильтр-пресса, например в цеолитовой установке (рис. 8.31). Сушка осуществляется фильтрованием масла через слой молекулярных сит, находящихся в адсорберах, которые заполнены гранулированным цеолитом. Фильтруемое масло подогревается электронагревателем.

Сушка в цеолитовой установке весьма эффективна, так как только за один цикл фильтрования пробивное напряжение 336

масла увеличивается с 8—10 до 50 кВ и выше. Такую установку для сушки трансформаторного масла применяют на больших ремонтных предприятиях в случае необходимости переработки большого количества масла.

Рис. 8.31. Устройство цеолитовой установки:

• 1 — вентиль; 2 — насос; 3 — электронагреватель масла; 4 — манометры;
• 5 — фильтры; 6 — адсорберы; 7 — верхний коллектор; 8 — кран для выпуска воздуха; 9 — объемный счетчик; 10 — кран для отбора проб и слива масла;
• 11 — нижний коллектор

Монтаж и сборка мощных силовых трансформаторов для закрытых и открытых установок состоят из нескольких последовательных основных операций: сначала устанавливают радиаторы, маслонаполненные вводы, переключающее устройство, расширитель, газовое реле, реле уровня масла, предохранительную (выхлопную) трубу, воздухоосушитель, термометры, термометрический сигнализатор и термосифонный фильтр.