Некоммерческое акционерное общество
Алматинский университет энергетики и связи
Кафедра электрических станций, сетей и систем
Электрическая часть
Методические указания к выполнению лабораторных работ
(для профильной магистратуры специальности
6М071700 Теплоэнергетика)
Алматы, 2011
СОСТАВИТЕЛИ: С.Е. Соколов, Ю.Г. Черемисинов Электрическая часть ТЭС. Методические указания к выполнению лабораторных работ (для магистрантов специальности 6М071700 - Теплоэнергетика) – Алматы, АУЭС, 2011г., 39стр.
В предоставленной работе содержатся методические указания по следующим лабораторным работам: 1. Измерительные трансформаторы тока. 2. Измерительные трансформаторы напряжения. 3. Процесс производства электрической энергии на ТЭС. 3. Оперативные преключения на электрических станциях и подстанциях.
Методические указания предназначены для выполнения лабораторных работ по разделу «Электрическая часть ТЭС» магистрантам специальности 6М071700 – Теплоэнергетика
Ил._17_, табл._10_, библиогр.___ – назв.
Печатается по плану издания НАО «Алматинского университета энергетики и связи» на 2011 г.
© НАО «Алматинский универститет энергетики и связи», 2011
Введение
Настоящие методические указания представляют собой руководство к лабораторным работам, выполняемыми студентами, обучающимися по специальности 050718 – Электроэнергетика, при изучении курса «Электрические станции и подстанции».
К выполнению лабораторных работ допускаются студенты, прошедшие инструктаж по технике безопасности, сдавшие зачет и сделавшие отметку в специальном журнале инструктажа.
В процессе выполнения лабораторных работ студент должен руководствоваться настоящими методическими указаниями и непосредственными указаниями преподавателя.
Отчет должен содержать:
- название работы;
- цель работы;
- основные сведения о трансформаторах тока;
- схемы установки с обозначением основного оборудования;
- таблицы экспериментальных и расчетных данных;
- графики полученных зависимостей и расчетные формулы.
Для защиты работы студенты должны подготовиться в соответствии с контрольными вопросами и рекомендуемой литературой.
1 Общие теоретические сведения об измерительных трансформаторах
Измерительные трансформаторы тока (ИТТ) и напряжения (ИТН) применяются в цепях переменного тока электроустановок при высоких напряжениях и больших токах, когда непосредственное включение контрольно-измерительных приборов, реле и приборов автоматики в первичные цепи технически невозможно, нерационально или недопустимо по условиям безопасности. Измерительные трансформаторы состоят из магнитопровода, собранного из листовой или ленточной стали, и двух обмоток на нем, первичной и вторичной, с соответствующей изоляцией и несущими или опорными конструкциями в зависимости от вида установки.
Измерительные трансформаторы напряжения своей первичной
обмоткой включаются параллельно в цепь высокого
напряжения. Во вторичную цепь приборы включаются тоже параллельно (см. рисунок 1.1).
Вводы в аппарат и изоляция первичной обмотки
выбираются по напряжению первичной цепи. Номинальное напряжение
вторичной обмотки обычно 100 В, иногда 100/
В, реже 100/3 или 
100 В.
Сечения проводов первичной и вторичной цепей трансформаторов напряжения невелики, они зависят от мощности трансформатора, но чаще всего выбираются наименьшими допустимыми по механической прочности.
Рисунок 1.1 - Схемы включения измерительных трансформаторов тока (ИТТ) и напряжения (ИТН)
Измерительные трансформаторы устанавливаются в распределительных устройствах. Они связываются контрольными кабелями с приборами вторичных устройств, которые размещаются на панелях щитов, пультов и на стенах в помещениях центрального и местных постов управления, машинного зала.
Измерительные трансформаторы напряжения и тока должны быть малогабаритными, легкими и совершенными аппаратами, надежно работающими в электроустановках. В применяемых конструкциях должны снижаться до минимума все виды погрешностей для получения высокой точности.
Для снижения напряжения во вторичных цепях при пробое изоляции до небольших значений вторичные цепи измерительных трансформаторов обязательно заземляются, это предохраняет устройства вторичных цепей от пробоя и обеспечивает безопасность эксплуатации.
Шкалы приборов, подключаемых к измерительным трансформаторам, градуируются в единицах первичных величин: первичного напряжения у трансформаторов напряжения и первичного тока у трансформаторов тока. При изменении первичного тока относительно номинального пропорционально ему изменяется вторичный ток относительно 5 А.
2 Лабораторная работа №1. Измерительные трансформаторы тока
Цель работы: изучение основных сведений о трансформаторах тока, векторной диаграммы измерительного трансформатора тока, конструкций различных типов трансформаторов тока (ТТ) и проведение испытаний, предусматриваемых правилами технической эксплуатации.
2.1 Характеристики и векторная диаграмма измерительных трансформаторов тока
Номинальный коэффициент трансформации ИТТ определяется отношением первичного I1н и вторичного I2н номинальных токов
(2.1)
Для идеального трансформатора с
током намагничивания Iµ=0
отношение токов в обмотках обратно пропорционально отношению числа витков
обмоток
, при
этом 
(2.2)
У реального трансформатора тока из-за несовершенства конструкции и потерь в магнитопроводе и обмотках возникают погрешности, которые снижают точность измерений.
Различают погрешность тока
(2.3)
или (в процентах)
(2.4)
и угловую погрешность, определяемую углом δ между векторами первичного I1 и вторичного I2 токов.
Подставляя в выражение погрешности тока вместо 
отношение 
получаем
(2.5)
Для анализа режимов работы и оценки погрешностей строятся векторные диаграммы ИТТ (см.
рисунок 2.1).
Погрешность тока ∆I по диаграмме определяется разностью намагничивающих сил F2 F1, которую при малом угле δ можно принять равной отрезку аб. Тогда
(2.6)
и, так как угол α мал, токовая погрешность (в процентах) определяется формулой
(2.7)
Рисунок 2.1 - Векторная диаграмма измерительного трансформатора тока
При малом δ угловая погрешность
(2.8)
В настоящее время для уточненных расчетов берется не токовая погрешность ∆I, а полная погрешность ε, определяемая вектором F0. Она характеризует как погрешность по току, так и угловую погрешность.
На погрешности влияет, в основном, ток намагничивания стали сердечника. Чем выше качество стали, т. е. больше начальная магнитная проницаемость, тем меньше и стабильнее ток намагничивания.
Для снижения погрешностей и повышения точности измерений применяются: холоднокатаная сталь, пермаллой (сплав стали с никелем), специальные схемы соединений обмоток, искусственное подмагничивание сердечника и другие средства.
В зависимости от назначения по допустимым погрешностям выбирают наиболее более дешевый аппарат, подходящий по точности измерений. Группировка трансформаторов тока по классам точности сердечников, согласно ГОСТ 7746-78, и области их применения приведены в таблице 2.1. Обозначения класса точности соответствует наибольшей погрешности (в процентах) при токе в первичной обмотке, равном 100-120 % номинального.
Т а б л и ц а 2.1 – Класс точности и области применения ИТТ
|
Класс точности сердечника |
Первичный ток, % Iн |
Пределы допускаемой погрешности |
Область применения |
||
|
в токе, % (±) |
угловой (±) |
||||
|
……. |
срад |
||||
|
0,2 |
5 20 100-120 |
0,75 0,35 0,20 |
30 15 10 |
0,9 0,45 0,3 |
Точные измерения энергии и мощности (точные контрольные лабораторные приборы) |
|
0,5 |
5 20 100-120 |
1,5 0,75 0,5 |
90 45 30 |
2,7 1,35 0,9 |
Точные измерения энергии и мощности; счетчики 1-го класса |
|
1 |
5 20 100-120 |
3,0 1,5 1,0 |
180 90 60 |
5,4 2,7 1,8 |
Измерения тока, энергии и мощности; реле, счетчики 1-го класса - расчетные |
|
3
5 10 |
50-120 |
3,0
5,0 10,0 |
Не нормируется |
Подключение амперметров, реле, фазометров
То же Подключение катушек приводов |
|
ИТТ класса 0,2 применяются для точных измерений, проверок и исследований, ими оснащаются электротехнические лаборатории электрических станций. Трансформаторы тока классов 0,5 и 1 устанавливаются в распределительных устройствах.
Трансформаторы тока классов 3-10 используются для схем релейных защит, автоматики, где допустима погрешность 3% и выше. В некоторых схемах релейных зашит и автоматики находят применение и специальные конструкции ИТТ, например с сердечниками Д для дифференциальной защиты и любых других защит или с сердечниками Р для релейной защиты.
Класс точности ИТТ существенно зависит от нагрузки вторичной цепи. Нагрузка ИТТ
определяются либо мощностью S2 и cos φ2 при
номинальном токе I2, либо
полным сопротивлением вторичной цепи 
Приняв ток 
за
расчетный, получим соотношения
Номинальной нагрузкой ИТТ является наибольшая мощность S2, при которой он работает в высшем классе точности. Подключение дополнительных приборов, т. е. увеличение нагрузки вторичной цепи, проводит к увеличению погрешностей и снижению точности измерений.
На точность работы ИТТ влияет также первичный ток. Номинальный класс точности (см. таблицу 2.1) соблюдается только в установленных ГОСТ пределах первичного тока, равных 100- 120% I1н.
На рисунке 2.2 представлены схемы соединений ИТТ.
Рисунок 2.2 – Схемы соединений ИТТ: а – схема полной звезды; б – схема неполной звезды; в – двухфазная схема с включением реле на разность токов двух фаз; г – схема двусторонней звезды с включением реле на трехтрансформаторный фильтр токов нулевой последовательности
2.2 Программа работы
2.2.1 Изучение конструкций, представленных в работе ТТ (технические данные записывают в отчет).
2.2.2 Проверка полярности зажимов (выводов), представленных ТТ типа ТП-10, ТПФМ-10.
2.2.3 Проверка состояния изоляции ТТ типа ТПФМ-10 и ТП-10.
2.2.4 Определение коэффициента трансформации и погрешностей ТТ.
2.2.5 Снятие вольтамперных характеристик ТТ ТПФМ-10 и оценка исправности вторичных обмоток.
2.2.6 Снятие нагрузочных характеристик.
2.3 Подготовка к работе
2.3.1 Ознакомиться с описанием настоящей работы и необходимой литературой.
2.3.2 Подготовить все необходимые рисунки и таблицы.
2.3.3 Ответить устно на контрольные вопросы.
2.4 Порядок выполнения работы
2.4.1 Изучение параметров и конструкций ТТ
В лаборатории изучаются следующие трансформаторы тока: TПЛ-10, TНШЛ-10, ТКФ-10, ТЗР, УТТ-6, И-64, УТТ-5.
В данном пункте работы необходимо записать паспортные данные, изучить конструкцию перечисленных выше ТТ, обратить внимание на количество и тип обмоток, выводы и маркировку выводов с первичной стороны, устройство первичной обмотки.
Паспортные данные изучаемых в лаборатории трансформаторов тока внести в таблицу 2.2.
Т а б л и ц а 2.2 - Паспортные данные ТТ
|
№№ п/п |
Тип |
Номинальное напряжение (кВ) |
Номинальное первичное напряжение (кВ) |
Номинальные мощности при классах точности |
|||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
0,5 |
1 |
3 |
10 |
||||
|
1 |
ТПЛ-10 |
|
|
|
|||
|
2 |
ТЗ |
|
|
|
|||
|
3 |
ТПФМ-10 |
|
|
|
|||
|
4 |
ТНШЛ-0,5 |
|
|
|
|||
|
5 |
ТКФ-3 |
|
|
|
|||
|
6 |
ТЗР |
|
|
|
|||
|
7 |
УТТ-6 |
|
|
|
|||
|
8 |
И-54 |
|
|
|
|||
|
9 |
УТТ-5 |
|
|
|
|||
2.4.2 Проверка полярности выводов ТТ.
Для правильного подключения ТТ обмоток ваттметров, счетчиков электрической энергии и т.п. необходимо знать полярность зажимов обмоток. Все ТТ должны иметь четкие обозначения выводов обмоток.
На ТТ отечественных заводов выводы первичной обмотки обозначаются: Л1 (начало обмотки) и Л2 (конец обмотки), однополярные с ними выводы вторичной обмотки соответственно обозначаются буквами И1 и И2.
Для проверки полярности выводов пользуются источником постоянного тока и гальванометром (или любым магнитоэлектрическим прибором с малым внутренним сопротивлением и обозначением полярности проводов).
В данном пункте работы студент должен определить правильность обозначения выводов ТТ типа ТПФМ-10, для чего необходимо собрать схему представленную на рисунке 2.3.
При кратковременном замыкании цепи первичной обмотки кнопкой "К" во вторичной обмотке индуктируется ЭДС, направление которой зависит от того, к каким выводам подключен прибор. Если стрелка прибора отклоняется вправо от среднего положения, то это значит, что полярность обозначения обмоток соответствует изображенной на схеме.
Если отклонение будет влево, то следует изменить полярность выводов на одной из обмоток. Следует помнить, что при размыкании кнопки “К” отклонение стрелки будет противоположным.
ТТ - испытуемый трансформатор тока типа ТПФМ-10;
К - кнопка с самовозвратом; Б - источник постоянного тока;
Г - гальванометр с нулем посредине шкалы
Рисунок 2.3 – Определение полярности выводов ТТ
2.4.3 Проверка сопротивления изоляции ТТ.
В методических указаниях по проверке измерительных ТТ приводятся технические данные мегоометров, схемы замещения изоляции, которые дают возможность объяснить характер прохождения тока через изоляцию под воздействием приложенного постоянного напряжения в зависимости от времени приложения напряжения и состояния изоляции.
В данном пункте работы студент должен:
1) Собрать схему по рисунку 2.4 и определить отсутствие обрыва витков вторичной обмотки трансформатора тока ТПФМ-10 - 0,5 и ТПЛ-10.
Проверка отсутствия обрыва витков вторичной обмотки ТТ производится мегоометром на 1000 В.
Если в обмотке обрыв витков, то стрелка мегоометра останется на нулевой шкале.
Рисунок 2.4 – Проверка сопротивления изоляции ТТ
2) Измерить сопротивление изоляции первичной и вторичной обмоток относительно корпуса и сопротивление изоляции между первичной и вторичной обмотками ТТ типа ТПФМ–10-0,5-5 и ТПЛ-10-10. Проверка также производится мегоометром на 1000B.
Величина сопротивления изоляции вторичной обмотки относительно корпуса, измеренная мегоометром на напряжении 1000В, не должна быть ниже 1 МОм, а для первичной - не ниже 20 -25 МОм.
2.4.4 Определение коэффициента трансформации ТТ.
Определение коэффициента трансформации ТТ производится с помощью эталонного измерительного ТТ типа И-54, для чего необходимо собрать схему по рисунку 2.5.
Проверка коэффициента трансформации ТТ производится для различных значений первичного тока (5-6 значений).
Показания снять через 1 А, до предельного значения шкалы амперметров 5А. Данные измерения внести в таблицу 2.3.
Рисунок 2.5
P – рубильник; ЛАТР - лабораторный автотрансформатор типа РПО-250;
Т1 - испытуемый ТТ типа ТПФМ-10 или TПЛ-10;
Т2 - эталонный ТТ типа И-54; А1 и А0 -
амперметры 0
5
А.
Т а б л и ц а 2.3 - Коэффициент трансформации ТТ
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
При известном
коэффициенте трансформации образцового ТТ 
, коэффициент трансформации испытуемого
ТТ 
определяется
по формуле
Где I0, I1 показатели амперметров, включенных в цепь вторичной обмотки образцового и испытуемого ТТ соответственно.
Изменяя ток первичной обмотки ТТ от 0 до I1ном и при различных нагрузках в цепи вторичной обмотки
испытуемого ТТ (от 0 до 7 Ом), снять показания амперметров и построить графики
зависимости токовых погрешностей испытуемого ТТ от нагрузки во вторичной
цепи, и от тока в первичной цепи для различных сопротивлений 
Погрешность по току
определяется по формуле
2.4.5 Снятие характеристики намагничивания ТТ
Ток намагничивания увеличивается с увеличением э.д.с., величина которой, в свою очередь, зависит от нагрузки обмотки.
Зависимость E2 от I0 определяется характеристикой намагничивания (см. рисунок 2.6), из которой видно, что в прямолинейной ее части небольшому увеличению э.д.с. на величину E2 соответствует также небольшое увеличение тока намагничивания I0.
Рисунок 2.6 – Характеристика намагничивания ТТ
В области же насыщения стали сердечника ТТ такому же увеличению э.д.с. соответствует изменение тока намагничивания на большую величину. Наличие характеристики намагничивания или вольтамперной характеристики является основой при оценке исправности трансформатора и дает возможность определить нагрузку на ТТ, установить наличие межвитковых замыканий.
В данном пункте студент должен:
1) Снять характеристику намагничивания ТТ типа ТПФМ-10 , не имеющего межвитковых замыканий (согласно схеме рисунка 2.7).
Рисунок 2.7 - Схема для снятия характеристики намагничивания ТТ
Установить движок трансформатора в нулевом положении, включить рубильник. Увеличивая напряжение, подводимое автотрансформатором ко вторичной обмотке, произвести замер тока и напряжения. Данные измерения занести в таблицу 2.4.
На основании данных таблицы построить зависимость
Т а б л и ц а 2.4 - Характеристика намагничивания ТТ
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2) Произвести межвитковое замыкание вторичной обмотки испытываемого ТТ, переключив тумблер в положение "витковое к.з. вкл." и снять вольтамперную характеристику. Вольтамперную характеристику снять в той же последовательности, что и в предыдущем пункте. Данные измерений внести в таблицу 2.5 и построить кривую.
Обе зависимости построить на одном графике и сравнить их.
Т а б л и ц а 2.5 - Зависимость U2 = f(Ic)
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2.4.6 Определение нагрузки вторичной обмотки трансформатора и снятие нагрузочной характеристики
Определение нагрузки на ТТ является составной частью расчетной проверки ТТ. Сопротивление нагрузки складывается из следующих элементов: сопротивления проводов и кабелей, связывающих реле и приборы с ТТ; сопротивления реле и приборов, включенных в цепь ТТ; переходного сопротивления в контактных соединениях.
В данном пункте работы студент должен снять нагрузочную характеристику ТТ и произвести замер напряжения на разомкнутой вторичной обмотке ТТ и напряжения на вторичной обмотке при различных нагрузках (согласно схеме на рисунке 2.8).
Порядок проведения данного пункта работы
1) Собрать схему (см. рисунок 2.9).
2) Установить движок автотрансформатора в нулевое положение, предварительно подключив сопротивление нагрузки R = 0,5 Ом (15 ВА), включить рубильник Р. Снять нагрузочную характеристику I2 = f (I1), изменяя величину первичного тока I1 до 20 А через 4-5 А. Произвести замер напряжения на вторичной обмотке при токе 5 А. Затем, не изменяя величины подводимого напряжения, разорвать цепь вторичной обмотки.
Разорвать цепь вторичной обмотки ТТ следует на короткое время, тaк как разомкнутая вторичная обмотка характеризует аварийный режим его работы. Дать объяснение увеличению этого напряжения.
Характеристику I2 = f (I1) снять также для сопротивления нагрузки R = 3 Ом (75 Ом) и R = 10 Ом (300 Ом).
R -
сопротивление нагрузки 0,5
10 Ом; Р – рубильник;
ЛАТР - - лабораторный автотрансформатор типа PHO-250;
Т - испытуемый трансформатор типа ТПФМ;
А1 и А2 - амперметры тока 0-5 А; V - вольтметр 0-60 В
Рисунок 2.8 – Схема для снятия нагрузочной характеристики ТТ
Вторичное напряжение при 
вторичное
напряжение при разомкнутой вторичной обмотке 
На основании данных таблицы построить
зависимость 
при
различных нагрузках во вторичной обмотке ТТ. Данные измерений внести в таблицу 2.6.
Т а б л и ц а 2.6 - Нагрузочная характеристика ТТ
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(А)
, А (
2.5 Содержание отчета
2.5.1 Цель работы.
2.5.2 Характеристики и векторная диаграмма измерительных трансформаторов тока.
2.5.3 Технические данные ТТ.
2.5.4 Схемы испытаний, результаты и необходимые графики.
2.5.5 Анализ полученных данных.
2.6 Контрольные вопросы
2.6.1 Назначение и схемы включения ТТ.
2.6.2 Векторная диаграмма схемы замещения ТТ.
2.6.3 Конструкции ТТ.
2.6.4 Режимы работы ТТ.
2.6.5 Почему не допускается работа ТТ при разомкнутой вторичной обмотке?
2.6.6 Погрешности ТТ. Чем они обусловлены?
2.6.7 Способы уменьшения погрешностей.
3 Лабораторная работа №2. Измерительные трансформаторы напряжения
Цель работы: изучение конструкций различных трансформаторов напряжения, схем их включения и проведение некоторых испытаний, предусматриваемых правилами технической эксплуатации (ПТЭ).
3.1 Характеристики и векторная диаграмма измерительных трансформаторов напряжения
В электроэнергетических установках ИТН применяются для включения в их вторичную цепь параллельных обмоток приборов контрольно–измерительных систем, устройств синхронизации, релейной защиты, автоматики, для контроля изоляции и других целей.
Подключаемые приборы различаются назначением, потребляемой мощностью, коэффициентом мощности, местом установки, требованиями к надежности и точности измерений.
При построении диаграммы приняты следующие условности
: векторы 
и
изображены повернутыми на 1800, величины
со штрихом, а именно: , , 
, 
приведены к первичной обмотке.
Рисунок 3.1 - Векторная диаграмма измерительного трансформатора напряжения (ИТН)
Поэтому для разных участков главной схемы электрических соединении – генераторов, трансформаторов, сборных шин и. т. п.- в зависимости от условий и назначения выбираются включаемые по разным схемам один или несколько однофазных или трехфазных ИТН. На небольших подстанциях ИТН иногда служат для питания осветительной сети.
В принципе ИТН – это небольшой силовой трансформатор,
работающий в режиме, близком к режиму холостого хода. Для идеального ИТН (без
потерь и погрешностей) коэффициент трансформации приблизительно равен отношению
чисел витков
(3.1)
поэтому
(3.2)
Номинальное вторичное напряжение обычно равно 100В или 100/ В. Шкалы подключаемых приборов
градуируются по первичному напряжению.
У реальных ИТН возникают погрешности изменения из-за потерь в магнитопроводе на перемагничивание и вихревые токи и из-за нагрева обмоток, эти погрешности снижают точность измерений.
Погрешность напряжения (в процентах) определяется выражением
(3.3)
Угловая погрешность определяется углом δ между векторами первичного и повернутого на 1800 вторичного напряжения.
Векторная диаграмма ИТН представлена на рисунке 10.
Для снижения погрешностей применяются сердечники с возможно меньшим магнитным сопротивлением, уменьшается индукция в магнитопроводах, магнитное рассеяние, плотность тока в обмотках.
Группировка ИТН по классу точности согласно ГОСТ 1983-77 приведена в таблице 3.1.
ИТН класса 0,2 применяются для точных измерений, проверок и исследований при наладочных работах, приемных испытаниях оборудования, для подключения вычислительных машин, приборов автоматического регулирования частоты, градуировки эксплуатационных приборов и т.п., ими оснащаются электротехнические лаборатории электрических станций.
Т а б л и ц а 3.1
|
Класс точности |
Наибольшая погрешность |
||
|
напряжения, % |
Угловая |
||
|
…… |
град |
||
|
0,2 |
±0,2 |
±10 |
±0,3 |
|
0,5 |
±0,5 |
±20 |
±0,6 |
|
1 |
±1 |
±40 |
±1,2 |
|
3 |
±3 |
Не нормируется |
|
ИТН классов 0,5 и 1 устанавливаются в распределительных устройствах. Они служат для подключения щитовых приборов, расчетных и контрольных счетчиков и прочих измерительных устройств, у которых погрешность в напряжении не должна превышать 0,5 или 1%. Для подключения расчетных счетчиков обязательно применение ИТН класса 0,5.
ИТН класса 3 грубее используются в релейных защитах, устройствах автоматики, для питания сигнальных ламп и т.п., где допустима погрешность измерения больше 3%.
Класс точности существенно зависит от вторичной нагрузки ИТН, при увеличении которой он снижается. Нагрузка (мощность) однофазного ИТН (в вольт – амперах) определяется выражением
(3.4)
или
(3.5)
где U – номинальное напряжение вторичной обмотки, В;
I- ток вторичной обмотки, А;
∑ Р = S cos φ – суммарная активная мощность;
∑ Q = S sin φ-суммарная реактивная мощность;
z = 
-
полное сопротивление вторичной цепи, Ом;
r = z cos φ – активное сопротивление вторичной цепи;
х = z sin φ – реактивное сопротивление вторичной цепи.
С увеличением числа включенных приборов сопротивление вторичной цепи уменьшается, а нагрузка ИТН увеличивается.
3.2 Программа работы
3.2.1 Записать технические данные, ознакомиться и изучить конструкции представленных в работе измерительных трансформаторов напряжения.
3.2.2 Проверить полярность выводов трансформаторов напряжения.
3.2.3 Определить погрешности и коэффициент трансформации трансформатора напряжения.
3.2.4 Произвести проверку работы схемы для контроля изоляции.
3.3 Подготовка к работе
3.3.1 Ознакомиться с описанием настоящей работы и литературой, указанной в конце сборника.
3.3.2 Подготовить все необходимые рисунки.
3.3.3 Подготовить таблицы, необходимые для записи результатов соответствующих измерений.
3.3.4 Ответить устно на контрольные вопросы по заданной лабораторной работе.
3.4 Порядок выполнения работы
3.4.1 Изучение конструкции ТН
В данном пункте работы необходимо:
1) Записать паспортные данные следующих ТН: НОМ-6, НОМ-10, HTМK-6, НТМИ-6, И-50.
2) Ознакомиться и изучить конструкции перечисленных выше ТН. Обратите внимание на тип магнитопровода, количество и размещение обмоток трансформатора, изоляцию обмоток, выводы и маркировку выводов с низкой и высокой стороны, схемы соединения обмоток (для 3-х фазных ТН), бак с маслом и его заземление.
3.4.2 Проверка полярности выводов ТН
Для правильного подключения к вторичной обмотке ТН обмоток ваттметров, счетчиков электроэнергии и т.п. необходимо знать полярность зажимов обмоток ТН.
Все ТН должны иметь четкие обозначения выводов. На отечественных ТН однополярные выводы обозначаются одинаковыми буквами, прописными со стороны высокого напряжения и строчными со стороны низкого напряжения.
На однофазных ТН выводы обмотки со стороны высокого напряжения обозначаются:
А - начало обмотки, X - конец обмотки.
Однополярные с ними выводы низкого напряжения соответственно "а" и "х".
У трехфазных пятистержневых ТН со схемой
соединения обмоток "звезда-звезда" - "разомкнутый
треугольник" (
)
выводы со стороны высокого напряжения обозначаются: А, В, С, О и со
стороны низкого напряжения соответственно а, в, с, о а выводы
обмоток соединенной в разомкнутый треугольник обозначаются "ад"
и "хд".
Для определения полярности выводов или
проверки правильности их обозначения наиболее удобным является способ
гальванометра, при котором необходимо иметь источник постоянного тока (
), однополюсный
выключатель и гальванометр или любой измерительный прибор магнитоэлектрической
системы с обозначением полярности выводов.
Для выполнения данного пункта нa панель стенда выведены выводы обмоток однофазного ТН типа HOM-6: 6000/l00B.
В данном пункте студент должен:
1) Определить правильность обозначения выводов НОМ-6. Для этого подключить выводы обмоток НОМ-6 к поляриметру по схеме рисунка 11. При кратковременном замыкании цепи первичной обмотки НОМ-6 кнопкой “К” во вторичной обмотке индуктируется ЭДС, направление которой зависит от того, к каким выводам подключен контрольно-измерительный прибор. Если стрелка прибора отклоняется вправо от среднего положения, то полярность обозначения соответствует изображенной на рисунке 3.2. Если отклонение влево, то следует изменить полярность на одной из обмоток (следует помнить, что при размыкании кнопки "К" направление отклонения стрелки прибора будет противоположным).
Рисунок 3.2 – Определение полярности ТН методом гальванометра
2) При известном обозначении выводов И-60 определить полярность выводов обмотки низкого напряжения НН а2 и х2 трансформатора НОМ-6 по схеме рисунка 11.
Собрать схему по рисунку 3.3 и определить полярность выводов обмотки низшего напряжения НОМ-6 (а2 и х2). Для этого при отключенном выключателе (В) с помощью ЛАТРа установить на вторичной стороне образцового трансформатора напряжения И-50 IOGB соответствующего напряжению 6000В на первичной стороне. Если выводы обмотки высокого напряжения А2 и Х2 НОМ-6 однополярны с выводами низкого напряжения а2 и х2, то при замыкании цепи выключателем (В), вольтметр V1 покажет ноль. Если вольтметр V1 покажет напряжение, то необходимо поменять местами выводы обмотки низкого напряжения НОМ-6.
Рисунок 3.3 – Определение полярности ТН методом образцового трансформатора
3) Разработать схему определения
полярности выводов двух трехфазных групп TH-1 и ТН-2 со схемой соединения обмоток 
(12 группа) с помошью двух
вольтметров.
3.5 Определение погрешности и коэффициента трансформации
Определение коэффициента трансформации ТН и его погрешности производятся непосредственным измерением и расчетом с помощью формул.
3.5.1 Снятие характеристики 
а) Собрать схему по рисунку 3.4, где АП-1 - автоматический выключатель типа АП-50.
Примечание: на панель лабораторного стенда выведены выводы обмоток низкого напряжения трансформаторов напряжения ТНx (НОМ-6) и ТН0 (И-50). Высоковольтная часть схемы собрана за панелью.
б) В режиме х.х (при включенном В) плавным
регулированием 
(при
помощи ЛАТРа) для испытуемого ТНх снять и построить зависимость
Зависимость снять при от 4800 до 6300 В через 300В.
Полученные данные занести в таблицу 3.2.
ЛАТР - лабораторный автотрансформатор для получения регулируемого напряжения;
ТНp - трансформатор напряжения типа НОМ - 10, (I27/IOOOOB) для питания испытуемого ТН, И-50 образцовый ТН (6000/100В);
ТНx - испытуемый трансформатор напряжения типа НОМ-6 (6000 – 100В); V1, V2 -
вольтметры, 
; W – ваттметр;
Z2 - нагрузочное сопротивление (20-400 Ом).
Рисунок 3.4 – Определение погрешности и коэффициента трансформации
в) По этим данным расчетным путем определить коэффициент трансформации ТНx (к) и его погрешность.
Т а б л и ц а 3.2 - Погрешности и коэффициент трансформации ТН при холостом ходе
|
Показание V1 , В |
80 |
85 |
90 |
95 |
100 |
105 |
|
U1 - показание V1, умноженное на 60 В |
4800 |
5100 |
5400 |
5700 |
6000 |
6300 |
|
U2, В |
|
|
|
|
|
|
|
K = U1/ U2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Примечание: первичное напряжение испытуемого
трансформатора определяется по показанию вольтметра V1
(подключенного на низкой стороне ТН0) умножением на номинальный
коэффициент трансформации Кн = 60 трансформатора ТН0
(И-50). Например, показание вольтметра 
соответствует первичному напряжению
трансформатора ТНх равным 
.
3.5.2 Определение коэффициента
трансформации К и погрешности 
при различных нагрузках ТН
Т а б л и ц а 3.3 - Погрешности ТН при различных нагрузках
|
U2 при хх ТНх S2, ВА |
95 |
100 |
105 |
Примечание |
|
25В:А |
U1, В |
|
|
|
|
U2, В |
|
|
|
||
K |
|
|
|
||
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
||
|
50В:А |
U1, В |
|
|
|
|
|
U2, В |
|
|
|
||
|
K |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
||
|
75В:А |
U1, В |
|
|
|
|
U2, В |
|
|
|
||
K |
|
|
|
||
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
||
200В:А |
U1, В |
|
|
|
|
U2, В |
|
|
|
||
K |
|
|
|
||
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
||
|
300В:А |
U1, В |
|
|
|
|
U2, В |
|
|
|
||
K |
|
|
|
||
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
||
Определение К и производится при
следующих значениях: S2 = (25; 50; 75; 200 и 300 ВА) для U2 = (0,95; 1,0; 1,05) U2ном, т.е. для U2 = 95,
100 и 105 В.
Для этого:
1) при х.х, испытуемого ТНх
устанавливают U2 = 95 (“B” - отключен, z2 
);
2) включают “B” и снимают показания V1, V2 при вышеуказанных эначениях S2;
3) аналогично определяются изменения V2 в зависимости от S2 при U2xx = 100 и 105 В.
Полученные данные занести в таблицу 3.3.
Расчет погрешности производится для каждого
значения нагрузки по формуле, приведенной выше. В этой формуле Кн следует
принять на основании опытных данных. Полученные % сравнить с паспортными и сделать вывод
о классе точности исследуемого трансформатора напряжения.
3.5.3 Определение погрешности () THх и ее знака по дифференциальной схеме
Собрать дифференциальную схему трансформатора напряжения по рисунку 3.5 и определить значения погрешностей при различных нагрузках. Последовательно и встречно соединенные вторичные обмотки этих трансформаторов напряжения замыкается на вольтметр V0.
Рисунок 3.5 – Определение погрешности ТН по дифференциальной схеме
При номинальном вторичном напряжении U2ном = 100 В показание вольтметра V0 сразу
дает погрешность в процентах, так один вольт разностного напряжения
соответствует однопроцентной погрешности в коэффициенте трансформации. Знак
погрешности определяется с помощью вольтметров V1 и V2: если U1 меньше U2, то > 0.
Подключая последовательную нагрузку S2 при U2ном = 100 В (при хх) снять показания вольтметров V1 , V2 , V0.
Данные измерений внести в таблицу 3.4.
По данным этой таблицы построить
зависимости U2, k, 
при
различных U2хх.
Т а б л и ц а 3.4 - Погрешности ТН по дифференциальной схеме
|
S2, ВА (при х.х. U2ном = 100В) |
U1, В |
U2, В |
U0, В |
|
Знак погрешности |
|
25 |
|
|
|
|
|
|
50 |
|
|
|
|
|
|
75 |
|
|
|
|
|
|
200 |
|
|
|
|
|
|
300 |
|
|
|
|
|
3.6 Проверка работы схемы контроля изоляции ТН типа НТМИ
Трансформаторы типа НТМИ предназначены для
измерения всех фазных и линейных напряжений. А
также для контроля изоляции (в системе с изолированной нейтралью) при
помощи трёх вольтметров. Они имеют стержневой магнитопровод и три обмотки -
первичную и две вторичные (см. рисунок 3.6),
соединенные по схеме 
.
Вторичная обмотка НТМИ, соединенная в звезду с выведенной нулевой точкой, служит для измерений всех фазных и линейных напряжений, а также для контроля изоляции (в системе с изолированной нейтралью), а к обмотке, соединенной в разомкнутый треугольник, присоединяется реле защиты от замыканий на землю. Таким же образом, в трехфазную группу соединяются однофазные трехобмоточные трансформаторы типа ЗНОМ и каскадные трансформаторы - НКФ. Контроль состояния изоляции при помощи НТМИ производится следующим образом.
В нормальном режиме на концах дополнительной вторичной обмотки напряжение равно нулю, при замыкании же одной из фаз сети на землю напряжение повышается до 3 Uф, оно будет равно геометрической сумме двух неповреждённых фаз. Число витков дополнительной обмотки рассчитывают так, чтобы в этом случае напряжение было равно 100B. Реле минимального напряжения, включенное в цепь разомкнутого треугольника, сработает и включит звуковую сигнализацию. Затем по трем вольтметрам устанавливают, в какой фазе произошло замыкание. Вольтметр заземлённой фазы покажет нуль, два других - линейное напряжение.
Рисунок 3.6 Проверка работы НТМИ-6 при замыкании одной фазы на землю.
В данном пункте студенту необходимо проверить работу НТМИ-6 при замыкании одной из фаз сети 6кВ на землю по схеме рисунка 3.6.
Порядок выполнения данного пункта:
1) Собрать схему по рисунку 3.6.
2) Включить автомат AП-3, при этом напряжение трехфазной сети 380B повышается до 6 кB тpaнсформатором ТН. В сеть 6кВ включен трансформатор напряжения НТМИ-6. В исправности изоляции убедиться по показаниям трех вольтметров, включенных в цепь основной обмотки.
3) Нажатием кнопки "К" имитируется замыкание на землю в сети 6кВ. При этом, действуют по выше описанной схеме вторичные цепи НТМИ-6, реле повышения напряжения срабатывает и подает звуковой и световой сигналы, вольтметр заземленной фазы покажет нуль.
4) Дайте объяснение конструкции и работе НТМИ в нормальном режиме и замыкании одной из фаз сети на землю.
3.7 Содержание отчета
3.7.1 Цель работы.
3.7.2 Технические данные ТН.
3.7.3 Принципиальные схемы испытаний.
3.7.4 Результаты по каждому пункту работы.
3.7.5 Анализ полученных данных и выводы по каждому пункту.
Отчет по данной работе оформляется и защищается студентом до следующего занятия. Без зачтённой работы студент к выполнению следующей работы не допускается.
3.8 Контрольные вопросы
3.8.1 Схема замещения и векторная диаграмма ТН. Дать её объяснение.
3.8.2 Как производится определение группы соединений однофазных ТН постоянным током, методом двух вольтметров, фазометром? Привести схемы и дать объяснения.
3.8.3 Конструкции ТН, изоляция ТН.
3.8.4 Как определяется ток холостого хода и величины zk или Uk?
3.8.5 Как производится фазировка ТН?
3.8.6 Принцип действия каскадных ТН, их конструкции.
3.8.7 Емкостные делители напряжения.
3.8.8 Как производится определение нагрузки на трансформатор напряжения?
3.8.9 Способы уменьшения погрешностей ТН.
3.8.10 Почему 3-х фазные, 3-х стержневые ТН не позволяют осуществить контроль изоляции?
3.8.11 Конструкция и принцип действия НТМИ при контроле изоляции.
3.8.12 Схемы включения однофазных ТН и их область применения.
4 Лабораторная работа №3. Технологический процесс производства электроэнергии на конденсационной электростанции (КЭС)
Цель работы: изучение технологического режима КЭС и назначения основных механизмов системы собственных нужд.
4.1 Основные сведения
В настоящее время в выработке электроэнергии участвуют электростанции следующих типов:
1) Тепловые (TЭС), которые делятся на теплофикационные (ТЭЦ) и конденсационные (КЭС);
2) Гидроэлектростанции (ГЭС) и гидроаккумулирующие электростанции (ГАЭС);
3) Атомные электростанции (АЭС);
4) Дизельные электростанции (ДЭС);
5) Солнечные электростанции (СЭС);
6) Геотермальные электростанции;
7) Приливные электростанции (ПЭС);
8) Ветроэлектростанции (ВЭС).
Основную долю вырабатываемой электроэнергии, как в Республике Казахстан, так и в мировой энергетике дают тепловые и гидравлические электростанции.
На ближайшую перспективу намечается форсированное развитие нетрадиционных источников электроэнергии, а именно: солнечных и ветроэлектростанций.
Электрическая часть электростанций тесно связана с другими частями, и поэтому режим ее работы должен рассматриваться во взаимосвязи с режимом работы технологического (котельного, турбинного и иного) оборудования.
Основными производственными цехами тепловой конденсационной электростанции являются: топливно-транспортный со складом топлива; котло - турбинный; химводоочистки; электроцех; КИП и автоматики; гидротехнических сооружений.
В каждом из этих указанных цехов располагаются соответствующие агрегаты и обслуживающие их механизмы, снабженные электроприводами. Большое количество электродвигателей, приводящих в движение разнообразные производственные механизмы цехов, относится к хозяйству собственных нужд станции (С.Н.). Сюда же относится и освещение, а также ряд вспомогательных служб и устройств, как например, компрессорные установки, аккумуляторные батареи, масляное хозяйство и др.
В схеме технологического процесса тепловой станции можно различить (условно) пять циклов: топлива, воздуха, воды, пара и электроэнергии. Циклы топлива, воздуха и воды относятся к сырью, из которого получается конечный продукт - электроэнергия. Пар на конденсационных станциях является промежуточным продуктом производства.
4.2 Цикл топлива
Склад топлива оборудуется мостовыми углеперегружателями с пролетом, равным ширине склада, и передвигающимися по рельсам. В некоторых случаях они заменяются скреперами с лебедками, позволяющими подгребать уголь с места хранения, по мере его расхода, к ленточным транспортерам, подающим уголь (1) на дробилки (2). Нумерация оборудования обозначена на рисунке 4.1 и на стенде.
Рисунок 4.1
Назначение дробилок состоит в размельчении угля до кусков определенной величины. После дробилок уголь посылается по наклонным крутым эстакадам топливоподачи (3) и бункера сырого угля (4). С целью резервирования топливоподача выполняется по двум «ниткам» ленточных транспортеров.
Из бункеров сырого угля топливо поступает в шаровые мельницы (5), где размалывается в пыль. Мельничными вентиляторами (6) пыль подается в особые устройства – циклоны (7), где осаждается, а из циклонов подается в пылевые бункера (8), располагаемые между угольными бункерами. Обычно на этом этапе угольная пыль подсушивается при помощи пара.
Из пылевых бункеров пыль подается винтовыми транспортерами-шнеками к топочному устройству (10) котла (11) и вдувается в горелки при помощи питателя пыли (9). Воздух для питателей пыли берется из воздушной системы мельничных вентиляторов.
Шлаки и зола, образующиеся в процессе сжигания угольной пыли, ссыпаются в золовой бункер, откуда удаляются посредством эжектирующего насоса (35) и переносятся в трубах или открытых каналах на золоотвал посредством смывного насоса (3).
4.3 Цикл воздуха
Для полного сгорания топлива необходим кислород, который подается в виде добавочного воздуха посредством дутьевых вентиляторов (12). Прежде чем попасть в топку, воздух подогревается. Для этого используется тепло отходящих дымовых газов. Сначала отходящие газы, имеющие температуру порядка 600°С, пропускаются через водяной экономайзер (14), а оттуда, имея еще достаточно высокую температуру порядка 350-400°С, поступают в воздухоподогреватель (13). Воздухоподогреватель (13) разделен на ряд параллельных каналов, в которых воздух и газы в целях улучшения передачи тепла движутся навстречу друг другу. После воздухоподогревателя газы, имея температуру 120-150°С, проходят через золоуловитель (16) и направляются в дымовую трубу (17).
Движение газов происходит под влиянием естественной тяги, создаваемой дымовой трубой, которая должна при этом иметь надлежащую высоту, или же тяга дополнительно обеспечивается дымососами (15), т.е. вентиляторами, создающими необходимее разрежение.
4.4 Цикл пара
На современных электростанциях применяются паровые котлы двух типов - барабанные и прямоточные.
В котлах барабанного типа испарение воды происходит в трубах, расположенных вертикально в топочном пространстве котла (10). Внизу трубы соединяются, а вверху входят в горизонтально расположенный барабан. Уровень воды в барабане примерно посредине, и верхняя часть барабана служит паросборником. Оттуда пар проходит через паронагреватели, осушается и поступает в турбину (18). Барабанные котлы имеют наибольшую паропроизводительность порядка -400 т/ч.
В прямоточных котлах паросборника нет, при работе котла пар собирается в верхних частях труб, спиралеобразно укладываемых в топочном пространстве, и оттуда, пройдя через паронагреватели, направляется в турбину. В случае прекращения подачи воды в такой котел нижние ярусы труб, находящиеся в зоне наиболее высоких температур топочного пространства, могут сгореть. Поэтому электроснабжение питательных насосов должно быть обеспечено с максимальной надежностью. Для повышения надежности предусматриваются питательные насосы с паротурбинным приводом. Прямоточные котлы могут быть построены практически на неограниченную паропроизводительность от 600 до 3000 т/ч и более. Каждый из них обычно соединяется непосредственно с турбиной, образуя вместе с нею и с генератором одно целое.
Пар, проходя через ступени турбины и совершив работу, поступает в конденсатор (19), расположенный под турбиной, внутри ее фундамента. Здесь пар конденсируется путем охлаждения циркуляционной водой и превращается в конденсат, т.е. химически чистую воду, используемую снова для питания котлов.
Таким образом, отработанный пар почти полностью, за вычетом небольшого отбора пара из турбины для подогрева питательной воды, полностью охлаждается в конденсаторе, откуда и существующее название таких станций –«конденсационные»,
В современных котлах применяются высокие давления от 10 до 17 МПа, а перегрев пара до 530-600°С, так как это повышает экономичность установок.
В конденсаторе создается разрежение посредством эжектора (20) до 0,3-0,4 МПа.
В отработанном паре теплосодержание еще достаточно велико и потери тепла с охлаждающей циркуляционной водой настолько велики, что общий к.п.д. КЭС даже при высоких параметрах пара не превышает 40-42%. Это показывает, что теплотворная способность топлива используется не более, чем на одну треть. Однако конденсационные станции могут быть построены на очень большие мощности 4000 МВт и более, что резко снижает капитальные затраты и обеспечивает низкую стоимость электроэнергии.
4.5 Цикл воды
В цикле воды различаются четыре потока:
1) Циркуляционная вода, охлаждающая пар в конденсаторе и подаваемая в него циркуляционными насосами (21) из водоема. Из конденсатора циркуляционная вода возвращается самотеком обратно в пруд. В зависимости от мощности станции пруд должен иметь необходимую поверхность охлаждения.
2) Конденсат откачивается из конденсатора конденсатными насосами (22), проходит через подогреватели низкого давления (23, 24) и поступает в деаэратор (25).
3) Добавочная вода, которую берут из водоема и, пропуская через химводоочистку (29), подают в деаэратор, прибавляя к конденсатору для восполнения его потерь от испарения и утечек. Название «деаэратор» указывает на то, что в нем питательная вода освобождается от растворенного в ней кислорода воздуха путем подогрева. Это необходимо потому, что кислород воды будет способствовать интенсивной коррозии металла котла.
4) Конденсат и добавочная вода образуют питательную воду для котлов. Подача ее в котел осуществляется питательным насосом (26). Сначала вода проходит через подогреватели высокого давления (27,28), затем поступает в экономайзер (14), где происходит ее последний подогрев до температуры, близкой к температуре воды в котле, после чего подается в котел.
Многократный подогрев питательной воды за счет отбора пара от различных ступеней турбины называется регенеративным и обеспечивает значительное повышение к.п.д. теплосиловой установки.
4.6 Получение электроэнергии
На одном валу с турбиной расположен синхронный генератор (30). Генераторы конденсационных станций соединяются в блоки с повысительными силовыми трансформаторами (31) и всю вырабатываемую мощность, за исключением расхода мощности на с.н., передают через линии электропередачи 35-1150 кВ в энергетическую систему.
Собственные нужды КЭС питаются от трансформаторов с.н. (32), присоединяемых в виде ответвления от шин, соединяющих генератор с повысительным трансформатором. На вторичной стороне трансформаторы с.н. подключаются к сборным шинам распределительного устройства 3-10 кВ (32), откуда электроэнергия подается к электродвигателям и прочим потребителям с.н.
4.7 Порядок выполнения работы
1. Проанализировать все циклы в схеме технологического процесса и взаимосвязь основных производственных цехов.
2. Включить в электрическую сеть 220 В лабораторный стенд и последовательно воспроизвести необходимые циклы технологического процесса (по показанию лампочек).
3. Ответить письменно на контрольные вопросы, приведенные ниже.
4. Оформить отчет по установленной форме.
4.8 Контрольные вопросы
1. Какие механизмы собственных нужд относятся к ответственным?
2. Назовите неответственные механизмы системы собственных нужд КЭС?
3. Какой путь проходит топливо от склада до топки котла?
4. В чем состоит принципиальное различие в технологическом процессе на КЭС и ТЭЦ?
5. Охарактеризовать путь пара на КЭС.
6. Перечислить основные потоки в цикле воды.
7. Перечислите основные производственные цеха и их назначение.
8. Какие механизмы обслуживают цикл воздуха и дымовых газов?
9. Через какие элементы на KЭC электроэнергия от генератора передается к потребителям?
10. Назначение деаэратора.
11. Как осуществляется регенеративный подогрев питательной воды? Перечислите все водоподогревательные установки.
12. Назначение конденсатора.
13. Назначение водяного экономайзера.
14. Назначение воздухоподогревателя.
15. Перечислите четыре потока в цикле воды.
16. Назначение системы собственных нужд электростанции.
17. Основные механизмы собственных нужд в котельном цехе.
18. Основные механизмы собственных нужд в машинном зале.
4.9 Содержание отчета
1. Начертить принципиальную технологическую схему КЭС и описать ее работу. Описать циклы топлива, воздуха, воды, пара, электроэнергии в схеме технологического процесса (по указанию преподавателя).
2. Охарактеризовать взаимосвязь основных производственных цехов.
3. Дать общее понятие системы собственных нужд и перечислить основные механизмы и рабочие машины.
4. Перечислить типы электрических двигателей с.н. и области их применения в технологической схеме ТЭС.
5. Письменно ответить на контрольные вопросы.
6. Привести список использованной литературы.
5 Лабораторная работа №4. Оперативные переключения на электростанциях
Цель работы: ознакомление с порядком производства оперативных переключений на электростанциях.
5.1 Общие сведения
Основные операции с коммутационными аппаратами, установленными на одном присоединении, должны производиться в последовательности, при которой учитывается назначение этих аппаратов и обеспечивается безопасность лиц, выполняющих переключения.
Операции при отключении или включении воздушной или кабельной линии производятся в следующей последовательности:
Включение линии:
а) включить шинные разъединители;
б) включить линейные разъединители;
в) включить выключатель линии.
Отключение линии:
а) отключить выключатель линии;
б) отключить линейные разъединители;
в) отключить шинные разъединители.
Включение или отключение одной из двух спаренных кабельных линий при отключенных линейных разъединителях производится в обычном порядке, предусмотренном для включения и отключения одиночной линии.
Включение одной из спаренных кабельных линий Л-2 при находящейся в работе другой Л-1 независимо от расположения линейных разъединителей каждой линии производится, как правило, при отключении линии, находящейся в работе.
Для этого необходимо:
а) отключить выключатель работающей Л-1 со стороны потребителя;
б) отключить выключатель спаренных линий со стороны питания;
в) включить линейные разъединители с обеих сторон включаемой линии, в данном случае Л-2;
г) включить выключатель спаренных линий со стороны питания;
д) включить у потребителя выключатели со стороны нагрузки.
При отключении воздушных и кабельных линий тупикового питания первым отключается выключатель со стороны нагрузки, вторым - выключатель со стороны питания.
Включение осуществляется в обратном порядке.
Для включения трёхобмоточного трансформатора необходимо выполнить следующие операции:
а) включить шинные и трансформаторные разъединители со стороны высшего напряжения;
б) выключить шинные трансформаторные разъединители со стороны среднего напряжения;
в) включить шинные и трансформаторные разъединители со стороны низшего напряжения;
г) включить выключатели на стороне высшего, среднего и низшего напряжения.
Для отключения трехобмоточного трансформатора необходимо выполнить следующие операции:
а) отключить выключатели на стороне высшего, среднего и низшего напряжения;
б) отключить трансформаторные и шинные разъединители со стороны низшего напряжения;
в) отключить трансформаторные и шинные разъединители со стороны среднего напряжения;
г) отключить трансформаторные и шинные разъединители со стороны высшего напряжения.
Если одна из систем шин (II) находится в работе, а другая (I) - в резерве, то операции по переводу всех присоединений с рабочей системы шин на резервную с помощью шиносоединительного выключателя (ШСВ) должны производиться в следующей последовательности:
а) убедиться по вольтметрам в отсутствии напряжения на резервной системе шин;
б) проверить уставки на щитах шиносоединительного выключателя (они должны соответствовать уставкам, указанным в местной инструкции для режима "Опробование") и включенное положение защит шиносоединительного выключателя;
в) включить шиносоединительный выключатель;
г) проверить по вольтметрам наличие напряжения на резервной системе шин;
д) снять оперативный ток с привода шиносоединительного выключателя;
е) проверить на месте включенное положение шиносоединительного выключателя;
ж) включить шинные разъединители всех переводимых присоединений на резервную систему шин, проверить их включенное положение;
з) отключить шинные разъединители переводимых присоединений от освобождаемой системы шин и проверить их отключенное положение;
и) перевести питание цепей напряжения релейной защиты, автоматики и измерительных приборов от соответствующего трансформатора напряжения, если питание не переводится автоматически;
к) убедиться по амперметру в отсутствии нагрузки на шиносоединительном выключателе и подать оперативный ток на привод выключателя;
л) отключить шиносоединительной выключатель.
Перевод присоединений с одной системы шин на другую без шиносоединительного выключателя допускается при условии, если резервная система шин не включена под напряжение и на нее переводятся все находящиеся в работе присоединения.
Все действия по оперативным переключениям производятся на стенде по схеме, приведенной на рисунке 5.1.
5.2 Порядок работы
5.2.1 Изучить порядок производства переключений коммутационными аппаратами, последовательность основных операций.
5.2.2 Изучить схему РУ тепловой электростанции, приведенной на стенде, и определить порядок оперативных переключений по заданию.
5.2.3 Подать питание на стенд.
5.2.4 Включить переключателем заданную схему.
5.2.5 Произвести следующие оперативные переключения:
а) схема №1 - включить линию №1 через обходной выключатель с выводом из схемы собственного выключателя;
б) схема №2 - перевести линию W-3 и трансформатор Т-2 со II на I систему шин при помощи шиносоединительного выключателя;
в) схема №3 - отключить и заземлить трансформатор T-1;
г) схема №4 - включить линию W-6 после ремонта через шиносоединительный выключатель и II систему шин;
д) схема №5 - перевести линию W-8 c I на II систему шин без шиносоединительного выключателя;
е) схема №6 - вывести в ремонт схему шин 110 кB;
ж) схема №7 - вывести в ремонт линию W-5;
з) схема №8 - отключить и заземлить трансформатор Т-3;
и) схема №9 - отключить и заземлить кабельную линию K-1.
Рисунок 5.1- Однолинейная схема для изучения последовательности оперативных переключений
5.3 Содержание отчета
5.3.1 Обосновать необходимость и назначение оперативных переключений. Перечислить документацию, по которой производятся оперативные переключения.
5.3.2 Порядок производства переключений для заданных схем.
5.3.3 Описать схему электрической станции.
5.3.4 Ответить письменно на контрольные вопросы.
5.4 Контрольные вопросы
1. Как выводится в ремонт собственный выключатель присоединений через обходной выключатель и обходную систему шин?
2. Каков порядок отключения и включения трехобмоточного трансформатора?
3. Как осуществляется вывод в ремонт системы шин?
4. В каком порядке отключается и включается кабельная линия 6-10 кВ?
5. В каком случае допускается перевод присоединений с одной системы шин на другую без ШСВ?
Список литературы
1.Л.Д.Рожкова, Л.К.Карнеева., Т.В.Чиркова. Электрооборудование электрических станций и подстанций. Учебник для вузов.-М.:Издательский центр «Академия», 2004.-448 с.
2. Неклепаев Б.Н. Электрическая часть электростанций и подстанций. Учебник для вузов. 2-изд. - М.: Энергоатомиздат, 1986.-310 с.
3. Электрическая часть станций и подстанций. / Под ред. Васильева А.В. Учебник для вузов. 2-изд. - М.: Энергоатомиздат, 1990.-210 с.
4. Электротехнический справочник. / Под ред. Орлова И.Н. и др. 7-изд. т 3, кн1. - М.: Энергоатомиздат, 1988.- 429 с.
5. Рожкова Л.Д., Козулин В.С. Электрооборудование станций и подстанций. - М.: Энергоатомиздат, 1987. – 315 с.
Содержание
|
Введение |
3 |
|
1 Общие теоретические сведения об измерительных трансформаторах |
3 |
|
2 Лабораторная работа №1. Измерительные трансформаторы тока |
4 |
|
3 Лабораторная работа №2. Измерительные трансформаторы напряжения |
16 |
|
4 Лабораторная работа №3. Технологический процесс производства электроэнергии на конденсационной электростанции (КЭС) |
28 |
5 Лабораторная работа №4. Оперативные переключения на электростанциях |
34 |
|
Список литературы |
39 |