Некоммерческое акционерное общество

Некоммерческое акционерное общество

АЛМАТИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ

Кафедра электрических станций, сетей и систем

СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ ОЦЕНКИ СОСТОЯНИЯ ИЗОЛЯЦИИ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ

Методические указания к выполнению расчетно-графических работ

для научно-педагогической магистратуры специальности

6М071800 – Электроэнергетика

специализация Электроэнергетические системы и сети

Алматы 2011

СОСТАВИТЕЛИ: В.Н.Борисов. Современные методы оценки состояния изоляции электрооборудования. Методические указания и задания к выполнению расчетно-графических работ для научно-педагогической магистратуры специальности 6М071800 – Электроэнергетика специализация Электроэнергетические системы и сети - Алматы: НАО АУЭС, 2010.- 10 с.

Методические указания содержат общие положения к выполнению расчетно-графических работ. Работа охватывает основной объем и нормы испытаний электрооборудования, методы контроля состояния электрооборудования.

Приведены задания на расчетно-графические работы, перечень нормативных документов и необходимых первоисточников для их выполнения.

Табл. 1, ил. - 1, библиогр.- 6 назв.

Рецензент: канд. техн. наук, доцент Тохтибакиев К.К.

Печатается по плану издания НАО «Алматинского университета энергетики и связи» на 2010 г.

©НАО «Алматинский университет энергетики и связи» 2010г

Введение

Предметом изучения курса «Современные методы оценки состояния изоляции электрооборудования» являются вопросы, связанные с изучением методов контроля состояния электрооборудования, методов испытаний электрооборудования и измерений параметров, по которым производится оценка его состояния. Выполнение расчетно-графических работ способствуют улучшению и закреплению знаний, полученных студентами при изучений данной дисциплины, позволяет изучить операции по испытанию различного электрооборудования, ознакомиться с категориями контроля, при которых они производятся, объемами и нормами проводимых испытаний.

Сроки проведения различных испытаний должны устанавливаться на основании действующих Норм испытаний электрооборудования с учетом конкретных условий эксплуатации и утверждаться инженером энергосистемы (предприятия). Результаты измерений и испытаний фиксируются в документах, вид которых также устанавливается распоряжением по энергосистеме (предприятию). В качестве предпочтительной формы таких документов рекомендуется карта, в которой регистрируются результаты измерений и испытаний в течение всего срока службы аппарата и которая позволяет наглядно видеть динамику изменений характеристик аппарата во времени.

1 Цель и задачи работы

Целью расчетно-графических работ является развитие навыков самостоятельного решения задач по основным разделам курса, уметь отвечать на поставленные вопросы, а также развить навыки работы с технической литературой. Расчетно-графические работы состоят из вопросов по основному курсу.

2 Оформление РГР

РГР выполняется в виде пояснительной записки объемом 20-25 страниц рукописного текста и сопровождается схемами, графиками, рисунками, таблицами.

Пояснительная записка должна иметь титульный лист, введение, необходимый текстовой и цифровой информативный материал, список литературы и оглавление. Выполненная работа должна отвечать требованиям ГОСТов, норм, современным системам обозначения единиц измерений (система СИ) и стандарта СТ НАО 56023-1910-01-2009.

3 Методические указания и задание к расчетно-графической работе №1. Объем и нормы испытания электрооборудования

Для выполнения РГР необходимо освоить теоретический курс согласно учебной программы и перечня литературы [2]. Задания и вопросы, которые необходимо проработать приведены в таблице 1.

По нижеперечисленным вопросам раскрыть тему, общие методы, схемы испытаний изоляции электрооборудования высокого напряжения.

Привести периодичность, объем и нормы испытаний генераторов, электродвигателей, трансформаторов, выключателей по номеру варианта задания.

Расчетно-графические работы выполняются по вариантам приведенным в таблице 1 и выдаются каждому студенту преподавателем.

Таблица 1

Номер варианта	РГР № 1 Объем и нормы испытания электрооборудования
1	вопрос №1 [2, стр. 9-11]
2	вопрос №2 [2, стр. 11-39]
3	вопрос №3 [2, стр. 39-42]
4	вопрос №4 [2, стр. 42-49]
5	вопрос №5 [2, стр. 49-60]
6	вопрос №6 [2, стр. 60-66]
7	вопрос №7 [2, стр. 70-79]
8	вопрос №8 [2, стр. 79-93]
9	вопрос №9 [2, стр. 93-95]
10	вопрос №10 [2, стр. 105-108]
11	вопрос №11[2, стр. 132-134]
12	вопрос №12 [2, стр. 108-111]
13	вопрос №13 [2, стр. 111-112]
14	вопрос №14 [2, стр. 112-113]
15	вопрос №15 [2, стр. 66-70]
16	вопрос №16 [2, стр. 119-125]
17	вопрос №17 [2, стр. 125-127]
18	вопрос №18 [2, стр. 127-132]
19	вопрос №19 [2, стр. 132-134]
20	вопрос №20 [2, стр. 134-150]
21	вопрос №21 [2, стр. 151-153]
22	вопрос №22 [2, стр. 154-156]
23	вопрос №23 [2, стр. 157-163]
24	вопрос №24 [2, стр. 164-170]
25	вопрос №25 [2, стр. 171-180]
26	вопрос №26 [2, стр. 180-183]
27	вопрос №27 [2, стр. 11-38]
28	вопрос №28 [2, стр. 11-39]
29	вопрос №29 [2, стр. 11-38]
30	вопрос №30 [2, стр. 239-250]

Вопросы

1. Общие положения и методические указания по испытаниям электрооборудования.

2. Синхронные генераторы, компенсаторы мощностью до 1000 кВт и коллекторные возбудители.

3. Машины постоянного тока (кроме возбудителей).

4. Электродвигатели переменного тока на напряжение >3 кВ.

5. Силовые трансформаторы, автотрансформаторы и масляные реакторы до 110 кВ.

6. Трансформаторы тока 3-35 кВ.

7. Масляные и электромагнитные выключатели на напряжение 3-150 кВ.

8. Воздушные выключатели типа ВВН.

9. Выключатели нагрузки. Элегазовые и вакуумные выключатели.

10. Комплектные распределительные устройства внутренней и наружной установки.

11. Разъединители, отделители и короткозамыкатели 35-220 кВ.

12. Комплектные экранированные токопроводы 6 кВ и выше.

13. Сборные и соединительные шины.

14.Токоограничивающие сухие реакторы.

15. Трансформаторы напряжения 110-500 кВ.

16. Вентильные разрядники и ограничители перенапряжений на напряжение 110-500 кВ.

17. Трубчатые разрядники 6-110 кВ.

18. Вводы и проходные изоляторы 110-220 кВ.

19. Предохранители, предохранители-разъединители напряжением выше 1000 В.

20. Трансформаторное масло.

21. Аппараты, вторичные цепи и электропроводка на напряжение до 1000 В.

22. Аккумуляторные батареи.

23. Заземляющие устройства на электроустановках выше 1000 В.

24. Силовые кабельные линии 3-35 кВ.

25. Воздушные линии электропередачи 3-35 кВ.

26. Контактные соединения проводов, грозозащитных тросов, сборных и соединительных шин.

27. Электрооборудование систем возбуждения генераторов и синхронных компенсаторов.

28. Нормы испытаний генераторов и синхронных компенсаторов при ремонтах обмоток.

29. Нормы испытаний электродвигателей переменного тока при ремонтах обмоток.

30. Тепловизионный контроль электрооборудования и воздушных линий электропередач.

4 Методические указания и задание к расчетно-графической работе №2. Расчет стержневого изолятора

При подготовке к работам необходимо изучить разделы настоящих методических указаний и рекомендуемую литературу.

Подвесной стержневой изолятор рассчитывается по условиям электрического и механического воздействия. Расчет изоляторов стержневого типа имеет свои особенности.

Длина изоляционной части стержневого изолятора определяется по формуле

(1)

где - напряжение, выдерживаемое изолятором при сухой и чистой поверхности;

- средняя выдерживаемая напряженность поля при сухой и чистой поверхности;

1,10 – коэффициент, учитывающий разброс разрядных напряжений.

Значение принимают для номинальных напряжений 35-220 кВ в пределах 0,35-0,43 МВ/м. Большее значение соответствует меньшему номинальному напряжению. Длину можно также определить по (2) если принять . Определяют длину изолятора по условию перекрытия изолятора под дождем

где - длина меж электродного расстояния (м);

, (3)

где - выдерживаемое напряжение изолятора под дождем;

- выдерживаемая напряженность поля изолятора под дождем, которую принимают в пределах В/м.

Длину можно определить из формул

, (4)

, (5)

где - в киловольтах, - в метрах .

По (4) определяют по условию перекрытия изолятора на импульсах. В формулу подставляют значение . Значения , и находят по ГОСТ 1516.1-76 в соответствии с заданным номинальным напряжением. Из трех полученных значений , , за длину изоляционной части принимают большее.

Диаметр изолятора определяют из условий механической прочности при разрыве:

, (6)

где - разрушающая растягивающая нагрузка;

- разрушающее механическое напряжение материала изолятора.

При определении необходимо учитывать его зависимость от площади сечения, с увеличением которой падает из-за неоднородности материала. По концам изолятора с помощью цементной заделки укрепляются две шапки, служащие для подвески изолятора к траверсе опоры и закрепления провода линии электропередачи. Цементная заделка работает на скалывание, и ее высоту определяют по формуле

. (7)

Тангенциальное разрушающее напряжение в цементной заделке составляет 6,6 МПа.

Полная длина изолятора

, (8)

где - длина изоляции между шапками, равная наибольшему значению из , , ;

- расстояние от конца изоляционного тела до конца шапки .

На основе электрического и механического расчетов установлены основные размеры изолятора. В целях обеспечения работы изолятора под дождем и в условиях повышенной влажности необходимо спроектировать ребра. Число ребер для работы изолятора в нормальных условиях определяют по формуле

, (9)

где - номинальное напряжение проектируемого изолятора.

Значение n, полученное по (9) округляют до ближайшего большего. При проектировании изоляторов для районов с повышенным загрязнением число ребер увеличивают на 1-2. Соотношение между вылетом ребра а и расстоянием принимается

. (10)

При повышенных загрязнениях соотношение берут большим с целью увеличения длины пути утечки. Конструкция ребра показана на рисунке 1. Конец ребра несколько оттягивают вниз, чтобы устроить так называемую «капельницу», благодаря которой разрывается дождевая струя по поверхности изолятора, и уменьшается вероятность попадания воды на нижнюю сторону ребра.

Рисунок 1

Определив число, размеры и форму ребра, рассчитывают длину пути утечки и по (2) находят напряжение перекрытия изолятора под дождем. Полученное значение должно быть выше

, (11)

где - напряжение перекрытия изолятора под дождем;

- средняя напряженость поля вдоль пути утечки;

- длина пути утечки изолятора.

Список литературы

1. Александров Г.Н., Иванов В.Л. Изоляция электрических аппаратов высокого напряжения.– Л-д.: Энероатомиздат, 1984.-208 с.

2. Объем и нормы испытания электрооборудования. -6-е изд.-М.: Издательство НЦ ЭНАС, 2000.-254 с.

3. Сборник методических пособий по контролю состояния электроообрудования. – М.: ОРГРЭС, 1998.-610 с.

4. Правила эксплуатации электроустановок потребителей. -5-е изд. М.: Главэнергонадзор Минтопэнерго РФ, 1997. – 288 с.

5. Правила устройства электроустановок (ПУЭ). -6-е изд. М.: Главэнергонадзор России, 1998. – 610 с.

6. 6. Правила применения и испытания средств защиты, используемых в электроустановках, технические требования к ним. - 2-е изд. - М.: Главэнергонадзор России, 1994. – 144 с.

Содержание

Введение

1 Цель и задачи работы

2 Оформление РГР

4 Методические указания и задание к расчетно-графической работе №2. Расчет стержневого изолятора

Список литературы

Вопросы

Сводный план 2010г., поз