Некоммерческое акционерное общество

Некоммерческое акционерное общество

АЛМАТИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ

Кафедра электрических станций, сетей и систем

ДИАГНОСТИКА И ПРОФИЛАКТИЧЕСКИЕ ИСПЫТАНИЯ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ

Методические указания и задания к выполнению

расчетно-графических работ

для профильной магистратуры специальности

6М071800 – Электроэнергетика

специализация Электроэнергетические системы и сети

Алматы 2011

СОСТАВИТЕЛИ: В.Н.Борисов. Диагностика и профилактические испытания электрооборудования. Методические указания и задания к выполнению расчетно-графических работ для профильной магистратуры специальности 6М071800 – Электроэнергетика специализация Электроэнергетические системы и сети - Алматы: НАО АУЭС, 2010.- 12 с.

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

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

Табл. 2, 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 «Диагностика и профилактические испытания 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. Методы контроля изоляции электрооборудования и ее испытания

Для выполнения РГР необходимо освоить теоретический курс согласно учебной программы и перечня литературы [3]. 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	Методы контроля и состояния изоляции электрооборудования и ее испытания
1	вопрос №2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5
2	вопрос №2.6, 2.7, 2.8, 2.9
3	вопрос №3.1, 3.2, 3.3, 1.1
4	вопрос №3.4, 3.5, 3.6, 1.2
5	вопрос №3.7, 3.8, 3.9, 3.10
6	вопрос №4.1, 4.2, 4.3, 4.4
7	вопрос №4.5, 4.6, 4.7, 1.3
8	вопрос №4.8, 4.9, 4.10, 4.11
9	вопрос №5.1, 5.2, 5.3, 5.4
10	вопрос №6.1, 6.2, 6.3
11	вопрос №7.1, 7.2, 7.3
12	вопрос №7.4, 7.5, 7.6, 7.7
13	вопрос №8.1, 8.2, 8.3, 8.4
14	вопрос №8.5, 8.6, 8.7, 8.8
15	вопрос №8.9, 8.10, 8.11, 8.12
16	вопрос №8.13, 8.14, 8.15, 8.16
17	вопрос №9.1, 9.2, 9.3, 9.4
18	вопрос №9.5, 9.6, 9.7, 9.8
19	вопрос №10.1, 10.2, 10.3, 10.4
20	вопрос №10.5, 10.6, 10.7
21	вопрос №10.8, 10.9, 10.10
22	вопрос №11.1, 11.2, 11.3
23	вопрос №11.4, 11.5, 11.6
24	вопрос №11.7, 11.8, 11.9, 11.10
25	вопрос №12.1, 12.2, 12.3
26	вопрос №13.1, 13.2, 13.3
27	вопрос №13.4, 13.5, 13.6
28	вопрос №13.7, 13.8, 13.9
29	вопрос №13.10, 13.11, 13.12
30	вопрос №13.13, 13.14, 13.15

Вопросы

1 Испытание изоляции электрооборудования. Общие методы [3, стр. 3-78].

1.1 Испытание изоляции приложенным напряжением [3, стр. 3-78].

1.2 Измерение характеристик изоляционных конструкций [3, стр. 3-78] .

1.3 Измерение характеристик изоляции под рабочим напряжением [3, стр. 3-78].

2 Методы контроля состояния силовых трансформаторов, автотрансформаторов, шунтирующих и дугогасящих реакторов [3, стр. 100-192].

2.1 Определение коэффициента трансформации [3, стр. 100-192].

2.2 Определение полярности и группы соединения обмоток [3, стр. 100-192].

2.3 Измерение сопротивления обмоток постоянному току [3, стр. 100-192].

2.4 Измерение тока и потерь холостого хода при малом напряжении [3, стр. 100-192].

2.5 Методы определения параметров изоляции [3, стр. 100-192].

2.6 Методы определения сопротивления короткого замыкания обмоток трансформаторов [3, стр. 100-192].

2.7 Методы контроля состояния переключающих устройств [3, стр. 100-192].

2.8 Оформление результатов измерений и контроля [3, стр. 100-192].

2.9 Меры безопасности при испытании трансформаторов [3, стр. 100-192].

3 Методы контроля состояния измерительных трансформаторов тока и напряжения [3, стр. 194-215].

3.1 Измерение сопротивления изоляции [3, стр. 194-215].

3.2 Измерение тангенса угла диэлектрических потерь и емкости трансформатора тока [3, стр. 194-215].

3.3 Испытание повышенным напряжением частоты 50 Гц [3, стр. 194-215].

3.4 Измерение сопротивления обмоток постоянного тока [3, стр. 194-215].

3.5 Снятие характеристик намагничивания трансформаторов тока [3, стр. 194-215].

3.6 Измерение тока холостого хода трансформаторов напряжения [3, стр. 194-215].

3.7 Проверка полярности выводов группы соединения обмоток трансформаторов напряжения [3, стр. 194-215].

3.8 Измерение коэффициента трансформации трансформаторов токов [3, стр. 194-215].

3.9 Измерение коэффициента трансформации трансформаторов напряжения [3, стр. 194-215].

3.10 Проверка качества уплотнений трансформаторов тока [3, стр. 194-215].

4 Методы контроля состояния коммутационных аппаратов [3, стр. 217-258].

4.1 Контроль параметров изоляции [3, стр. 217-258].

4.2 Проверка минимального напряжения срабатывания приводов коммутационных аппаратов [3, стр. 217-258].

4.3 Контроль механических характеристик масляных и электромагнитных выключателей. Оценка состояния внутрибаковой изоляции масляных выключателей 35 кВ [3, стр. 217-258].

4.4 Контроль механических характеристик воздушных выключателей [3, стр. 217-258].

4.5 Контроль характеристик элегазовых выключателей [3, стр. 217-258].

4.6 Контроль характеристик вакуумных выключателей [3, стр. 217-258].

4.7 Контроль характеристик выключателей нагрузок [3, стр. 217-258].

4.8 Контроль характеристик разъединителей, короткозамыкателей и отделителей [3, стр. 217-258].

4.9 Контроль характеристик комплектных распределительных устройств [3, стр. 217-258].

4.10 Контроль характеристик элегазовых комплектных распределительных устройств [3, стр. 217-258].

4.11 Оформление результатов измерений и испытаний [3, стр. 217-258].

5 Методы контроля состояния токопроводов, сборных шин и ошиновок, опорных и подвесных изоляторов [3, стр. 260-265].

5.1 Измерение сопротивления изоляции [3, стр. 260-265].

5.2 Испытание повышенным напряжением [3, стр. 260-265].

5.3 Проверка качества соединений шин и оболочек [3, стр. 260-265].

5.4 Контроль изоляционных элементов оболочки токопровода [3, стр. 260-265].

6 Методы контроля состояния токопроводов, сборных шин и ошиновок, опорных и подвесных изоляторов [3, стр. 266-273].

6.1 Измерение сопротивления изоляции [3, стр. 266-273].

6.2 Измерение тангенса угла диэлектрических потерь и емкости [3, стр. 266-273].

6.3 Испытание повышенным напряжением [3, стр. 266-273].

7 Методы контроля состояния вентильных разрядников, ограничителей перенапряжений трубчатых разрядников [3, стр. 273-293].

7.1 Измерение сопротивления мегаомметром [3, стр. 273-293].

7.2 Измерение тока проводимости [3, стр. 273-293].

7.3 Измерение пробивного напряжения вентильного разрядника [3, стр. 273-293].

7.4 Измерение пробивного напряжения искрового элемента и проверка электрической прочности изолированного вывода ограничителя перенапряжений [3, стр. 273-293].

7.5 Контроль трубчатых разрядников при обходе линии электропередач[3, стр. 273-293].

7.6 Контроль состояния трубчатого разрядника в лабораторных условиях [3, стр. 273-293].

7.7 Оформление результатов измерений и испытаний [3, стр. 273-293].

8 Методы контроля качества электроизоляционных жидкостей [3, стр. 294-330].

8.1 Общие сведения [3, стр. 294-330].

8.2 Отбор проб масла [3, стр. 294-330].

8.3 Визуальный контроль [3, стр. 294-330].

8.4 Определение пробивного напряжения [3, стр. 294-330].

8.5 Определение кислотного числа [3, стр. 294-330].

8.6 Определение влагосодержания [3, стр. 294-330].

8.7 Определение тангенса угла диэлектрических потерь [3, стр. 294-330].

8.8 Определение стабильности против окисления [3, стр. 294-330].

8.9 Определение температуры вспышки [3, стр. 294-330].

8.10 Определение температуры застывания [3, стр. 294-330].

8.11 Определение кинематической вязкости [3, стр. 294-330].

8.12 Определение содержания водорастворимых кислот [3, стр. 294-330].

8.13 Определение содержания антиокислительной присадки [3, стр. 294-330].

8.14 Определение содержания осадков и растворенного шлама [3, стр. 294-330].

8.15 Определение содержания механических примесей [3, стр. 294-330].

8.16 Оформление протокола испытаний [3, стр. 294-330].

9 Методы контроля состояния стационарных свинцово-кислотных аккумуляторных батарей [3, стр. 332-340].

9.1 Определение емкости аккумуляторной батареи [3, стр. 332-340].

9.2 Определение работоспособности аккумуляторной батареи [3, стр. 332-340].

9.3 Измерение плотности электролита [3, стр. 332-340].

9.4 Измерение напряжения аккумуляторов [3, стр. 332-340].

9.5 Определение примесей в электролите и дистиллированной воде [3, стр. 332-340].

9.6 Определение сопротивления изоляции [3, стр. 332-340].

9.7 Измерение высоты шлама [3, стр. 332-340].

9.8 Неисправности аккумуляторов и способы их выявления [3, стр. 332-340].

10 Методы контроля состояния заземляющих устройств [3, стр. 346-365].

10.1 Общие положения [3, стр. 346-365].

10.2 Измерение сопротивления заземляющего устройства подстанции [3, стр. 346-365].

10.3 Измерение сопротивления заземлителей опор ВЛ [3, стр. 346-365].

10.4 Определение напряжений прикосновения [3, стр. 346-365].

10.5 Выбор сезонного коэффициента сопротивления заземлителя [3, стр. 346-365].

10.6 Проверка состояния заземляющего устройства [3, стр. 346-365].

10.7 Проверка состояния пробивных предохранителей [3, стр. 346-365].

10.8 Проверка состояния петли фаза-нуль [3, стр. 346-365].

10.9 Меры безопасности при контроле заземляющих устройств [3, стр. 346-365].

10.10 Оформление результатов измерений и испытаний [3, стр. 346-365].

11 Методы контроля состояния воздушных линий электропередач [3, стр. 368-408].

11.1 Контроль под напряжением состояния подвесных, тарельчатых, фарфоровых изоляторов в изолирующих подвесках [3, стр. 368-408].

11.2 Контроль состояния проводов и грозозащитных тросов [3, стр. 368-408].

11.3 Контроль прессуемых соединителей сталеалюминиевых проводов с помощью индикатора ИПС [3, стр. 368-408].

11.4 Контроль состояния контактных, болтовых соединений проводов с помощью измерительной штанги [3, стр. 368-408].

11.5 Контроль состояния деталей деревянных опор [3, стр. 368-408].

11.6 Контроль состояния металлоконструкций и антикоррозионного лакокрасочного покрытия [3, стр. 368-408].

11.7 Контроль состояния железобетонных опор и приставок [3, стр. 368-408].

11.8 Контроль тяжения в оттяжках [3, стр. 368-408].

11.9 Контроль габаритов и стрел провеса проводов и тросов [3, стр. 368-408].

11.10 Оформление результатов измерений и испытаний [3, стр. 368-408].

12 Методы контроля состояния вводов, проходных изоляторов [3, стр. 416-437].

12.1 Общие положения [3, стр. 416-437].

12.2 Методы испытаний [3, стр. 416-437].

12.3 Оценка технического состояния [3, стр. 416-437].

13 Методы контроля состояния кабельных линий [3, стр. 448-481].

13.1 Измерение сопротивления изоляции [3, стр. 448-481].

13.2 Испытание изоляции и пластмассовой оболочки (шланга) кабелей повышенным напряжением [3, стр. 448-481].

13.3 Измерение активного сопротивления жил [3, стр. 448-481].

13.4 Измерение емкости фаз [3, стр. 448-481].

13.5 Определение целости жил кабелей и фазировка КЛ [3, стр. 448-481].

13.6 Измерение сопротивления заземления концевых муфт и металлоконструкций колодцев для соединительных и стопорных муфт [3, стр. 448-481].

13.7 Измерение тока распределения по кабельным линиям при параллельном включении КЛ из одножильных кабелей [3, стр. 448-481].

13.8 Коррозионные обследования КЛ [3, стр. 448-481].

13.9 Особенности испытания маслонаполненных КЛ 110-500 кВ [3, стр. 448-481].

13.10 Измерение удельного термического сопротивления грунта, окружающего кабель [3, стр. 448-481].

13.11 Измерение температуры жил КЛ [3, стр. 448-481].

13.12 Испытание и измерение для установления опасности степени осушения изоляции на вертикальных участках кабелей [3, стр. 448-481].

13.13 Определение местных повреждений защитных покрытий трубопроводов КЛ высокого давления [3, стр. 448-481].

13.14 Определение дефектных мест оболочек КЛ 110-220 кВ с изоляцией из сшитого полиэтилена [3, стр. 448-481].

13.15 Меры безопасности при испытаниях и измерениях на КЛ [3, стр. 448-481].

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

Тарельчатые изоляторы предназначены для работы в составе гирлянды и по одному практически используются редко, например, для подвески грозозащитных тросов. Поэтому тарельчатые изоляторы не имеют номинального напряжения. Действующее рабочее напряжение на один тарельчатый изолятор зависит от номинального напряжения сети и местонахождения его в гирлянде. Рабочее напряжение тарельчатого изолятора находится в пределах 20-40 кВ. Отсюда возникает некоторая неопределенность значений и . Для отдельных типов изоляторов кВ, кВ.

Расчет изолятора начинают с определения толщины стенки между шапкой и стержнем по условиям пробоя. По пробивному напряжению

(1)

определяют толщину изоляции из таблицы 2.

Таблица 2

Толщина изоляции, мм	Пробивное напряжение	, кВ
Толщина изоляции, мм	Электротехнический фарфор	Стекло
5	60	90
10	85	130
20	120	200
30	140	240
40	160	-
50	180	-

Основные габаритные размеры изолятора определяют, задавшись отношением H/D (H – высота изолятора, D – его диаметр), которое для нормальных фарфоровых изоляторов находится в пределах 0,6-0,64, для изоляторов из стекла 0,47-0,5. Изоляторы, работающие в загрязненных районах, имеют . Приняв соответствующее значение H/D, конструируют изолятор таким образом, чтобы обеспечить необходимую длину вдоль пути утечки при перекрытии изолятора под дождем. При конструировании изолятора стараются сделать его поверхности гладкими, самоочищающимися. Конструкцию шапки, головки и стержня выбирают такими, чтобы фарфор или стекло работали преимущественно на сжатие. Диаметр стержня рассчитывают из условий его механической прочности при разрыве:

. (2)

Верхний конец стержня (головку стержня) делают обычно конической (см. рисунок 1). Угол конуса выбирают таким образом, чтобы обеспечивалось некоторое перемещение стержня при колебаниях температуры.

1 – шапк; 2 – изолирующее тело; 3 – пестик; 4 – цементная заделка; 5 – замок; и – растягивающие изолятор силы; и - силы сжатия цементной заделки

Рисунок 1 – Схема распределения механических нагрузок в изоляторе тарельчатого типа

С целью уменьшения коэффициента трения конец стержня смазывается битумом. Экспериментально найденный угол трения стержня, смазанного битумом, по цементной заделке равен . Для обеспеченности проскальзывания угол конуса должен быть больше угла трения. Обычно угол конусности принимают равным . Принимаем механическое напряжение, создаваемое в цементной заделке, постоянным по площади контакта цемента с металлом; тогда сила растяжения

, (3)

где - механическое напряжение сжатия в цементной заделке;

- диаметр верхней части конусной головки, стержня;

- сила растяжения изолятора.

Если предположить, что сила , а , из (3) найдем:

. (4)

Высота конуса

. (5)

Минимальный диаметр гнезда фарфорового тела должен быть на 3-5 мм больше диаметра головки стержня . Внутреннюю поверхность изолятора глазуруют для уменьшения сцепления фарфора с цементной заделкой и обеспечения некоторого проскальзывания их относительно друг друга. По значению угла трения фарфора по цементной заделке угол конусности внутренней полости изолятора принимают равным . Чтобы обеспечить работу фарфора на сжатие, конец шапки должен находиться на нормали к нижней части конуса стержня. Форма шапки будет своей внутренней полостью повторять форму фарфоровой части. Зазор между шапкой и телом фарфора, заполняемый цементной заделкой, составляет 5-10 мм. Нижний конец шапки для повышения прочности снабжают ребром жесткости. Шапку обычно изготавливают отливкой из чугуна с толщиной стенки 5-7 мм. При проектировании подвесного изолятора следует стремиться толщину стенки брать постоянной и не допускать острых углов. Разнотолщинность фарфора и острые углы приводят к большому браку при обжиге изделий. Обычно радиус закругления должен быть больше или равен толщине фарфоровой стенки.

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. 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 тарельчатого изолятора

Список литературы

Вопросы

Сводный план 2010г., поз 84