Содержание
Предыдущий § Следующий
ГЛАВА ПЕРВАЯ
ОРГАНИЗАЦИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ
И РЕМОНТА ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ
ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СТАНЦИЙ И СЕТЕЙ
1.1. ОСОБЕННОСТИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА
Энергетическое производство охватывает широкую совокупность процессов, связанных с использованием энергетических ресурсов, производством и распределением электрической энергии и теплоты. Ведущим звеном энергетического производства является электроэнергетика. Предприятиями, преобразующими энергетические ресурсы и вырабатывающими электрическую энергию и теплоту, являются электрические станции.
В качестве энергетических ресурсов на электростанциях СССР используются угли, торф, горючие сланцы, нефть, природный газ, механическая энергия рек, энергия расщепления атомов химических элементов и др. В зависимости от вида используемой энергии электростанции разделяют на тепловые (конденсационные КЭС и теплоэлектроцентрали ТЭЦ), гидравлические ГЭС и атомные АЭС. Производство электрической энергии в нашей стране базируется главным образом на работе тепловых электростанций1 (вырабатывающих более 80 % электроэнергии) и гидроэлектростанций. Роль атомных электростанций в общем балансе производства электроэнергии резко возрастет в ближайшие годы. На XXVI съезде КПСС отмечалось, что «в 1981—1985 годах на атомных и гидроэлектростанциях ндмечено получить более 70 процентов прироста выработки электроэнергии, а в европейской части страны — почти весь прирост ее производства».
Выработанная станциями электрическая энергия передается потребителям по электрической сети. Станции, электроприемники и связывающие их электрические сети участвуют в общем технологическом процессе превращения энергии из одной формы в другую.
Отличительными особенностями электроэнергетического производства являются: совпадение во времени выработки электроэнергии и ее потребления, непрерывность и автоматическое протекание всего технологического про-
1 В перспективе их доля будет снижаться за счет развития атомной энергетики.
цесса; тесная связь электроэнергетических предприятий с промышленностью, транспортом, сельским и коммунальным хозяйством.
Совпадение во времени процессов производства и потребления электрической энергии требует постоянного поддержания равенства между суммарной генерируемой и потребляемой мощностями. Небаланс между этими величинами невозможен. Поэтому выработка электроэнергии в каждый отрезок времени производится в размерах фактического потребления.
Непрерывность технологического процесса приводит к полной зависимости режимов работы всех энергетических установок: вырабатывающих, распределяющих и преобразующих электрическую энергию. Такой согласованности между отдельными стадиями процесса нет ни в одной другой отрасли промышленности. На заводах и фабриках полуфабрикаты и готовую продукцию можно временно накапливать на складах, уменьшая тем самым зависимость между отдельными звеньями производства. В электроэнергетическом производстве нет складов готовой продукции из-за отсутствия достаточно мощных средств ее аккумулирования. Реализовать электроэнергию можно, только отпуская ее потребителям, присоединенным к электрической сети. Поэтому всякое изменение режима производства электроэнергии автоматически отражается на ее распределении и дальнейшем преобразовании. В равной мере и изменение режима потребления практически мгновенно влияет на выработку электроэнергии.
Тесная связь электроэнергетических предприятий с потребителями электрической энергии определяет также необходимость обеспечения бесперебойности и высокого уровня надежности электроснабжения потребителей. Развитие электроэнергетического производства не должно ни при каких обстоятельствах сдерживать развитие других отраслей народного хозяйства. Это значит, что темпы его развития должны быть опережающими.
1.2. ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА
И ОРГАНИЗАЦИЯ ЕЕ ЭКСПЛУАТАЦИИ
Энергетическая система (энергосистема') представляет собой совокупность электростанций, электрических и тепловых сетей, а также установок потребителей электричес-
кой энергии и теплоты, связанных общностью режима производства, распределения и потребления электрической энергии и теплоты. Совместная работа электростанций выгодна экономически и технически, поэтому в настоящее время в энергосистемы объединены почти все электростанции страны, кроме небольших электростанций местного значения, расположенных в отдаленных районах.
К электрической части энергосистемы помимо генераторов электростанций относят воздушные и кабельные линии электропередачи, повышающие и понижающие подстанции и установки потребителей электрической энергии. Повышающие подстанции сооружаются на электростанциях и служат для преобразования (трансформации) выработанной генераторами электроэнергии в энергию более высокого напряжения. Это необходимо для снижения потерь в проводах линий электропередачи. От мощных, удаленных от центров потребления на сотни и тысячи километров электростанций электроэнергия передается по воздушным линиям 330—750 кВ и выше. Воздушные и кабельные линии ПО—220 кВ в основном используются в качестве внутрисистемных связей. Они соединяют между собой пони* жающие подстанции, электростанции и образуют, как правило, замкнутые контуры, повышающие надежность ра« боты энергосистемы и позволяющие передавать электроэнергию в необходимом направлении. В городах прокладываются кабельные линии 110—220 кВ «глубокого ввода», передающие электроэнергию к месту ее потребления (промышленные предприятия, кварталы городской застройки и т. д.), что освобождает от необходимости прокладывать большое число линий 6—10 кВ.
Воздушные и кабельные линии 35 кВ и ниже относятся к распределительным (местным) электросетям, обслуживающим небольшие районы сельской местности и города. Эти сети в основном работают по схеме радиального питания.
Понижающие подстанции предназначены для преобразования получаемой ими электроэнергии в энергию более низкого напряжения и распределения ее между потребителями на напряжении присоединенной к подстанции распределительной сети. Кроме того, крупные понижающие подстанции часто являются узлами связи сетей различных напряжений энергосистемы. Для таких подстанций характерен комбинированный режим работы, при котором наряду с питанием потребителей и распределительных сетей
через трансформаторы проходят обменные потоки мощности между сетями высшего и среднего напряжения.
В ряде случаев распределительные кабельные сети 6— 10 кВ питаются непосредственно от шин генераторного напряжения ТЭЦ, так как последние сооружаются вблизи приемников электрической энергии и теплоты. Трансформаторы связи ТЭЦ с энергосистемой обычно работают в реверсивном режиме, передавая в сеть 110—220 кВ избыток генерируемой мощности и, наоборот, принимая мощность от сети энергосистемы при ее дефиците на шинах 6— 10 кВ ТЭЦ.
На электростанциях, повышающих и понижающих подстанциях сооружаются распределительные устройства (РУ), предназначенные для приема и распределения электроэнергии. К сборным шинам РУ через коммутационные аппараты присоединяются генераторы, трансформаторы, воздушные и кабельные линии и другое оборудование; РУ различных классов напряжения имеют между собой трансформаторные связи.
Эксплуатация энергосистемы организуется в двух направлениях: технической эксплуатации оборудования и сооружений и оперативного управления работой энергосистемы в целом.
Под технической эксплуатацией понимается процесс правильного использования электрической части станции и сетей для производства, передачи и распределения электрической энергии. Прямое участие в этом принимает ремонтный и эксплуатационный персонал предприятий, а также бригады ремонтных заводов, центральных производственных служб, лабораторий и т. д.
Под оперативным управлением понимается процесс непрерывного руководства согласованной и наиболее экономичной работой электрических станций и сетей, объединенных в энергосистему.
Энергосистема как основное звено электроэнергетики управляется энергоуправлением (ЭУ). Электрические станции, сетевые, ремонтные и другие предприятия, входящие в состав энергосистемы, являются ее производственными подразделениями.
Персонал ЭУ и всех его производственных предприятий обязан обеспечивать выполнение требований бесперебойности, надежности, экономичности, поддержания нормального качества отпускаемой энергии: частоты и напряжения электрического тока, давления и температуры пара и
горячей воды; защиты окружающей среды и людей от вредных влияний производства.
Бесперебойность — это наиболее полное удовлетворение потребителей в электрической и тепловой энергии. Нарушение бесперебойности электроснабжения может произойти вследствие недостаточного резерва мощности в энергосистеме; дефицита энергии, т. е. невозможности по тем или иным причинам выработать на электростанциях нужное количество электроэнергии; различных аварийных ситуаций, например отключения питающей линии и т. д.
Надежность — это способность энергосистемы обеспечивать бесперебойное снабжение потребителей электроэнергией и теплотой при всех режимах работы энергосистемы. Надежность обеспечивается безаварийной работой персонала, своевременным ремонтом оборудования, правильным ведением режима работы оборудования, достаточно высокими темпами развития энергосистемы и т. д.
Экономичность — это эффективное использование всех производственных возможностей энергосистемы и доведение суммарных ежегодных расходов на производство и реализацию электрической энергии и теплоты до оптимального значения. При этом наименьшими должны быть и потери электроэнергии в оборудовании, и размер возможного ущерба у потребителей.
Поддержание нормального качества электроэнергии означает обеспечение на вводах у потребителей частоты и напряжения, установленных нормами. При понижении частоты электрического тока уменьшается частота вращения электродвигателей, снижается производительность машин, уменьшается выпуск продукции. На электростанциях снижается производительность механизмов и установок собственных нужд (дутьевых вентиляторов, дымососов, питательных электронасосов и пр.), что может привести к нарушению баланса активной мощности и даже полному прекращению выработки электроэнергии. Во избежание указанных последствий правила технической эксплуатации устанавливают, что частота электрического тока в энергосистеме должна непрерывно поддерживаться на уровне 50 Гц с отклонениями ±0,1 Гц.
При понижении напряжения падает светоотдача ламп накаливания, увеличивается скольжение и уменьшается вращающий момент асинхронных двигателей, являющихся двигателями массового применения. Отрицательно сказывается на работе электрических установок и повышение
напряжения сверх номинального значения, так как приемники электроэнергии рассчитаны и выполняются для работы при номинальном напряжении. Только при этом условии они обладают требуемыми техническими характеристиками и хорошими экономическими показателями.
Для обеспечения нормального напряжения у потребителей его уровни на шинах станций и узловых подстанций энергосистемы поддерживаются в соответствии с задаваемыми графиками.
Необходимым условием нормального функционирования энергосистемы является также обеспечение безопасности эксплуатационного и ремонтного персонала, в том числе ядерной и радиационной безопасности при эксплуатации АЭС.
1.3. ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ СТРУКТУРА ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ И СХЕМЫ ОПЕРАТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ ИХ РАБОТОЙ
Производственная структура электростанции устанавливается с учетом ее типа, мощности, вида используемого топлива и технологических особенностей. Основной структурной единицей электростанции является цех, возглавляемый начальником. Цеха организуются по принципу обеспечения управления отдельными стадиями энергетического производства. Например, на тепловой электростанции стадией превращения кинетической энергии пара в механическую управляет котлотурбинный цех, а превращением механической энергии в электрическую — электрический цех и т. д.
По роли в технологическом процессе различают цеха основного и вспомогательного производства. К цехам основного производства на тепловой электростанции относятся: котельный, турбинный (котлотурбинный), электрический; на ГЭС — гидротехнический, машинный и электрический. Цеха вспомогательного производства заняты обслуживанием основных цехов, выполняя работы по ремонту и испытаниям оборудования, снабжая их материалами, запасными частями, инструментом и пр.
На тепловой электростанции цехами вспомогательного производства являются: топливотранспортный, химический, централизованного ремонта, тепловой автоматики и измерений.
Всеми техническими вопросами эксплуатации на электростанции ведает главный инженер, которому подчинены
все цеха, лаборатории и производственно-технический отдел (ПТО).
Производственная структура электроцеха. За электроцехом закрепляются генераторы и все электрическое оборудование электростанции, включая устройства релейной
Рис. 1.1. Схема управления электрическим цехом
защиты, электрической автоматики, телемеханики и связи, электроизмерительные приборы. В его ведении находятся электроремонтная и трансформаторная мастерские, масляное хозяйство, электротехническая лаборатория, занимающаяся испытаниями оборудования и устройств вторичных цепей. Электроцех производит испытание и ремонт элект-
родвигателей всех механизмов, установленных на электростанции, хотя сами механизмы принадлежат персоналу других цехов и эксплуатируются им.
Весь персонал цеха делится на эксплуатационный и ремонтный.
Эксплуатационный персонал состоит из оперативного (дежурного) и общецехового (несменного) персонала (начальник цеха, его заместители, инженеры, техники, рабочие по уборке и др.). В административно-техническом отношении персонал электроцеха подчинен начальнику цеха, а дежурный персонал, кроме того, в оперативном отношении подчинен начальнику смены станции.
В цехе имеются производственные участки, которые возглавляются мастерами. На участке мастер руководит работой ремонтных бригад. Он несет ответственность за выполнение плана .и качество ремонта, использование материалов, рабочей силы, фонда заработной платы. Мастер ведет первичную документацию ремонтных работ. Он отвечает за состояние техники безопасности и охраны труда на участке.
Схема производственной структуры электроцеха тепловой электростанции приведена на рис. 1.1.
Оперативное управление электростанцией. Управление работой оборудования каждого цеха электростанции с поперечными связями осуществляется его оперативным персоналом, обслуживающим производственные участки посменно.
Во главе оперативного персонала цеха стоит начальник смены цеха, подчиняющийся начальнику смены станции. Начальник смены станции, осуществляя оперативное руководство эксплуатацией всей станции, является старшим по должности лицом в смене. Его распоряжения немедленно и безоговорочно выполняются оперативным персоналом всех цехов. В административно-техническом отношении начальник смены станции подчинен главному инженеру станции и свою работу по технической эксплуатации оборудования проводит по его указанию. В оперативном отношении он подчинен дежурному диспетчеру энергосистемы (см. рис. 1.1). Все распоряжения, отдаваемые диспетчером энергосистемы начальнику смены электростанции, о переключениях, регулировании режима работы генераторов (а следовательно, и турбин) непосредственно выполняются персоналом электрического цеха (начальником смены электроцеха, старшим дежурным электромонтером).
В отличие от этого на тепловой электростанции блочного типа обслуживание электрической части энергоблока, находящейся в цехе и на блочном щите, производится специально обученным персоналом котлотурбинного цеха (старшим машинистом, машинистом), а переключения в РУ на оборудовании энергоблока производятся персоналом злектроцеха. На рис. 1.2 представлена схема оперативного управления блочной электростанцией, имеющей восемь блоков мощностью по 300 МВт и работающей на угле. В процессе оперативного руководства начальник смены электростанции координирует действия дежурного персонала. Свои распоряжения он отдает начальникам смен цехов.
Обязанности дежурного персонала электроцеха. Оперативный персонал во время дежурства несет ответственность за правильное обслуживание и безаварийную работу оборудования на порученном ему участке. Во время дежурства начальник смены электроцеха и дежурные электромонтеры производят обходы и осмотры электрооборудования и производственных помещений. Обходы производят по заранее составленному графику. При осмотре проверяются режим работы оборудования, состояние схемы электрических соединений, действие предупредительной и аварийной сигнализации, исправность рабочего и аварийного освещения, состояние зданий и конструкций, а также наличие защитных средств техники безопасности и пожаротушения. Кроме того, производятся специальные осмотры после коротких замыканий и автоматических отключений оборудования, при сильном дожде и резких изменениях температуры воздуха. Специальными осмотрами оборудования в темноте (ночные осмотры) выявляются места ненормального коронирования и нагрева контактов. Результаты осмотров сообщаются начальнику смены электростанции, а также записываются в журнале.
В течение смены дежурный персонал наблюдает за показаниями измерительных приборов и обеспечивает наиболее экономичный и надежный режим работы оборудования; с разрешения вышестоящего дежурного производит пуск и остановку оборудования; выполняет оперативные пе. реклточения в распределительных устройствах и на щите собственных нужд (с. н.); готовит рабочие места и производит допуск персонала к выполнению ремонтных, профилактических и других работ; под руководством начальника смены электростанции предупреждает и ликвидирует аварии на станции.
Рис. 1.2. Пример схемы оперативного управления блочной электростанцией
1.4. ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ СТРУКТУРА ПРЕДПРИЯТИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ И СХЕМЫ ОПЕРАТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ ИХ РАБОТОЙ
Для эксплуатации оборудования электрических сетей в энергосистемах созданы предприятия электрических сетей (ПЭС). Эти предприятия выполняют эксплуатационный надзор за состоянием оборудования и сооружений электрических сетей, производят их ремонт, испытания и проводят необходимые технические мероприятия, обеспечивающие бесперебойное, надежное и экономичное электроснабжение потребителей.
Производственная структура ПЭС строится по территориальной или функциональной системе. В основу положено сосредоточение производственных функций в ведении районов или производственных служб. Каждая структура предусматривает необходимость приближения производственных подразделений к объектам обслуживания с тем, чтобы обеспечить квалифицированное руководство работами и наиболее полное использование рабочего времени ремонтным и эксплуатационным персоналом.
Выбор системы производственной структуры определяется следующими факторами: протяженностью электрических сетей, территориальной разобщенностью подстанций и удаленностью их от базы предприятия, рельефом местности, состоянием дорог и др. Производственная структура выбирается с учетом объема ремонтных и эксплуатационных работ и возможности эффективного использования средств механизации.
При территориальной системе (рис. 1.3) все элементы сетевого хозяйства предприятия (воздушные и кабельные линии, подстанции, линии связи), находящиеся на определенной территории, передаются сетевым районам, которые организуют обслуживание оборудования и несут ответственность за его техническую- эксплуатацию. Территориальная система применяется в том случае, если предприятие имеет достаточно крупные сосредоточения подстанций и линий передачи, удаленные на 50 км и более от центра предприятия. Численный состав производственных служб при этой системе сокращается до минимума.
При функциональной системе все элементы электрических сетей закрепляются за производственными службами и эксплуатируются персоналом этих служб. Территориальные районы в данном случае не создаются. Функциональ-
Рис. 1.3. Схема производственной структуры ПЭС, построенной по территориальной системе
ная система применяется в условиях компактной электрической сети с радиусом действия около 50 км.
Наряду с двумя указанными системами не исключено применение смешанной системы, при которой одна часть объектов закрепляется за службами, а другая — за их территориальными подразделениями — районами.
Оперативное обслуживание подстанций. Обслуживание оборудования подстанций в электрических сетях производится дежурным персоналом, закрепленным за этими подстанциями, под руководством диспетчера энергосистемы или диспетчера предприятия электросетей. При этом возможно применение трех форм обслуживания: дежурство персонала на подстанции; дежурство персонала на дому; обслуживание группы подстанции оперативным выездным и ремонтным персоналом.
Первая форма обслуживания предусматривает круглосуточное дежурство персонала на подстанции (на щите управления или в специально отведенной комнате, находящейся на территории подстанции). Круглосуточное дежурство устанавливается на ответственных узловых подстанциях.
При второй форме обслуживания персонал несет дежурство на дому, где имеются телефон и вызывная сигнализация, срабатывающая при перегрузке или автоматическом отключении оборудования. По ее сигналу дежурный немедленно отправляется на подстанцию. Во время дежурства (обычно суточного) дежурный производит осмотры оборудования и выполняет небольшие по объему ремонтные и эксплуатационные работы. При такой форме оперативного обслуживания достаточно иметь двух дежурных на каждую подстанцию.
При третьей форме, применяемой на подстанциях, эксплуатируемых без дежурного персонала, выполняется централизованное обслуживание групп подстанции персоналом оперативно-выездных бригад (ОВБ).
В обычных условиях ОВБ дежурит на одной из подстанций. По распоряжению диспетчера сетевого предприятия она выезжает на автомашине, оборудованной радиосвязью, на закрепленные за ней подстанции, где производит переключения, осмотры, допуски к работам, устраняет ненормальные режимы работы оборудования и ликвидирует аварии.
В ряде случаев оперативное обслуживание подстанций без дежурного персонала производится несменным специ-
ально обученным и допущенным к оперативной работе ремонтным персоналом. Привлечение к переключениям ремонтного персонала целесообразно в периоды массовых ремонтов оборудования, когда ОВБ бывают сильно загружены работой. В этом случае мастер, инженер службы подстанций, прибывший на подстанцию для выполнения ремонтных работ, не только руководит ремонтом оборудования, но и производит вывод его из работы, подготавливает рабочие места, допускает к работе ремонтников. По окончании ремонта оборудование вводится в работу тем же лицом.
Эффективность эксплуатации подстанций без постоянного дежурства повышается благодаря внедрению устройств автоматического повторного включения (АПВ), автоматического ввода резерва (АВР) и телемеханики. Сигналы телемеханических устройств при отклонениях режима работы подстанций от нормального поступают на диспетчерский пункт электросети или базисную подстанцию, где имеется дежурный. По полученным сигналам устанавливается характер нарушения режима и определяется срочность выезда на подстанцию ОВБ. При исчезновении напряжения у потребителей включение отключившихся выключателей питающих линий производится автоматически или вручную по каналам телемеханики.
1.5. ЦЕНТРАЛИЗОВАННОЕ ДИСПЕТЧЕРСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ ЭНЕРГОСИСТЕМОЙ
Электрические станции, входящие в состав энергосистемы, в зависимости от их типа и мощности обладают различными эксплуатационными характеристиками и экономичностью, что особенно заметно, например, при сравнении старых и новых установок с агрегатами мощностью 250, 300, 500, 800 МВт и более. Электростанции используют различные энергетические ресурсы, которые должны расходоваться с наибольшей выгодой для народного хозяйства. Непрерывно изменяющееся потребление электроэнергии потребителями, присоединенными к энергосистеме, вызывает необходимость регулирования частоты, напряжения, перетоков мощности и т. д. Все эти мероприятия по регулированию режима работы энергосистемы, присущие энергосистеме в целом и обеспечивающие ее нормальное функционирование, естественно, не могут проводиться руко-
водством отдельных электростанций. Для этого создано централизованное диспетчерское управление, руководящим органом которого является центральная диспетчерская служба (ЦДС) энергосистемы. В службе две группы: режимов и оперативно-диспетчерская. Группа режимов занимается планированием и разработкой предстоящих режимов. Персонал оперативно-диспетчерской группы, состоящей преимущественно из дежурных диспетчеров, занят текущим оперативным регулированием режима энергосистемы.
Группа режимов при решении задач планирования режимов на характерные периоды и сезоны года выполняет расчеты потокораспределения, мощностей и токов короткого замыкания (КЗ), статической и динамической устойчивости, согласовывает плановые ремонты оборудования с запросами энергопотребления и т. д. Все эти проработки кладутся в основу выбора нормальной схемы энергосистемы и отдельных ее узлов, а также ремонтных схем. С помощью расчетов устанавливается необходимость секционирования схем в РУ с целью принудительного распределения потоков мощности или снижения токов КЗ. Группа режимов разрабатывает режим работы энергосистемы на предстоящие сутки, рассматривает заявки и выдает рекомендации по выводу оборудования в ремонт, анализирует фактические графики нагрузок энергосистемы за истекшие сутки, получает от ОДУ (см. § 1.7) суточный график нагрузки и резервной мощности энергосистемы и распределяет их по электростанциям.
Непосредственное оперативное руководство согласованной работой электрических станций и сетей осуществляется дежурным диспетчером энергосистемы через подчинен-» ный ему в оперативном отношении персонал.
Дежурный диспетчер энергосистемы выполняет следующие функции:
контролирует выполнение станциями заданных графиков нагрузки и поддержание ими запланированного резерва активной мощности;
обеспечивает оптимальный режим работы станций при минимальном расходе топлива;
обеспечивает регулирование частоты в пределах допустимых отклонений. Для этой цели обычно назначается одна из станций, обладающая достаточной мощностью и мобильностью, которой разрешается при отклонении частоты от заданной изменять нагрузку, поддерживая тем самым баланс между суммарной генерируемой и потребляемой
активной мощностью. Остальные станции энергосистемы в это время работают строго по заданным графикам;
обеспечивает требуемый уровень напряжения в узловых точках электрической сети путем правильного использования источников реактивной мощности (генераторов и синхронных компенсаторов), регулируемых трансформаторов, перераспределения потоков реактивной мощности по линиям. О напряжении в каждой узловой точке сети диспетчер судит по значению напряжения в так называемых контрольных точках. Контрольная точка — это одна из группы узловых точек, ручное или автоматическое регулирование напряжения в которой оказывает влияние на все связанные с ней точки;
руководит выводом в ремонт и включением в работу после ремонта важнейшего оборудования энергосистемы;
руководит изменением схемы энергосистемы. Эти изменения сводятся к включению, отключению или переключению линий, трансформаторов, генераторов и других элементов; к изменению уставок реле в схемах защиты и автоматики; к настройке (изменению положения) регулирующих и компенсирующих устройств;
предотвращает системные аварии и руководит их ликвидацией.
Выполняя свои функции, диспетчер единолично принимает решения по всем вопросам, возникающим в процессе эксплуатации энергосистемы, и несет за это личную ответственность. Централизация командных функций позволяет диспетчеру контролировать действия подчиненного персонала и следить за оперативным состоянием оборудования основной схемы энергосистемы.
1.6. ЭФФЕКТИВНОСТЬ ОБЪЕДИНЕНИЯ ЭНЕРГОСИСТЕМ
Технико-экономические преимущества совместной работы станций на общую сеть приводят к необходимости не только дальнейшего развития районных энергосистем, но и к объединению их друг с другом на параллельную работу. Объединенные энергетические системы (ОЭС) образуются путем соединения смежных энергосистем линиями электропередачи, по которым может производиться передача электроэнергии из одной энергосистемы в другую.
В свою очередь ОЭС объединяются прочными электрическими связями большой пропускной способности постоянного тока напряжением 1500 кВ и переменного 750—1150 кВ в Единую энергетическую систему СССР (ЕЭС СССР).
Отметим, что объединенные энергосистемы не несут каких-либо хозяйственных функций, поэтому районные энергосистемы, включенные на параллельную работу в рамках этих объединений, сохраняют свою хозяйственную самостоятельность.
Отметим основные преимущества объединенных энергосистем:
при объединении энергосистем уменьшается суммарный единовременный максимум нагрузки объединения.
Для иллюстрации на рис. 1.4 представлены суточные графики нагрузок двух энергосистем, имеющих сдвинутые по времени максимумы нагрузок, при их раздельной работе и суммарный график нагрузок при совместной работе тех же энергосистем. Снижение пика суммарного графика против суммы максимумов нагрузок раздельно работающих систем (SP<Pi+P3) дает возможность покрытия более высоких графиков нагрузок при той же установленной мощности энергосистем;
суммарный резерв активной мощности объединения может быть уменьшен по сравнению с суммой необходимых резервов мощности отдельных энергосистем при раздельной работе за счет обмена резервными потоками мощности по межсистемным линиям связи;
в объединенных энергосистемах можно применять более крупные и экономичные агрегаты. При аварийном отключении мощного агрегата питание нагрузки будет обеспечиваться за счет относительно большой резервной мощности объединенной энергосистемы;
сооружение межсистемных связей и использование сетей соседних энергосистем позволяют снизить суммарные электрические потери в сетях по сравнению с суммой потерь при раздельно работающих энергосистемах.
Кроме того, объединение энергосистем повышает надежность и бесперебойность электроснабжения потребителей; улучшается качество электроэнергии благодаря большей стабилизации параметров качества и уменьшению отклонения их от номинальных значений.
Огромная по своим масштабам сверхмощная энергосистема Советского Союза помогает решению важнейшей территориально-экономической проблемы, сущность которой заключается в неравномерной обеспеченности энергетическими ресурсами различных районов нашей страны. С помощью ЕЭС СССР энергетические ресурсы восточных районов
о г * е 8 п гг те 18 го гг 2t v
Рис. 1.4. Суточные графики нагрузки двух энергосистем:
1, 2 —раздельная работа; 3 — совместная работа
страны привлекаются в баланс европейской части и используются в первую очередь те из них, расходование которых в текущий момент более всего отвечают интересам народного хозяйства.
1.7. ЦЕНТРАЛИЗОВАННОЕ ДИСПЕТЧЕРСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ ОБЪЕДИНЕННЫМИ ЭНЕРГОСИСТЕМАМИ
Основной задачей диспетчерского управления объединенными энергосистемами является наиболее полное использование преимуществ их параллельной работы. В известной мере это связано с подчинением местных интересов общим интересам народного хозяйства. Для реализации поставленной задачи в СССР создана централизованная многоступенчатая структура диспетчерского управления в виде следующих ступеней:
Центральное диспетчерское управление ЕЭС СССР (ЦДУ ЕЭС СССР);
Объединенные диспетчерские управления объединенных энергосистем (ОДУ ОЭС);
диспетчерские службы районных энергосистем.
Оперативное руководство параллельной работой объединенных энергосистем осуществляется диспетчерами соответствующих объединений через подчиненных им в оперативном отношении диспетчеров энергосистем. Вся система оперативного управления объединенными энергосистемами основана на четкой регламентации функций и ответственности дежурного персонала.
В соответствии с приведенной структурой высшая ступень — ЦДУ ЕЭС СССР — ведет режим и управляет параллельной работой всех входящих в нее объединенных энергосистем. Среднее звено — ОДУ ОЭС — координирует работу входящих в ОЭС энергосистем в части оперативного планирования выработки электроэнергии, создания оптимального режима работы и схем электрических соединений основной сети, проведения ремонтов оборудования и т. д.
График нагрузок объединенной энергосистемы составляется на основе единого энергобаланса объединения, т. е. соотношения между потребностью в электроэнергии и средствами, необходимыми для ее удовлетворения.
Регулирование частоты производится в целом по объединенной энергосистеме, поскольку частота в нормальном режиме изменяется одинаково во всех точках сети, соединенных между собой. Поддержание среднего значения частоты и ограничение допустимыми пределами перетока мощности по межсистемным связям осуществляются комплексными автоматическими устройствами.
Многие вопросы диспетчерская служба высшей ступени решает в тесном контакте с ОДУ ОЭС и диспетчерскими службами районных
энергосистем. К числу таких вопросов относятся разработки годовых, сезонных и месячных балансов мощности и энергии всего объединения, эксплуатационных схем и режимов работы основных сетей, согласовав ние ремонтов основного оборудования и т. п.
1.8. ПЛАНОВО-ПРЕДУПРЕДИТЕЛЬНЫЙ РЕМОНТ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ
Оборудование электрических станций и подстанций.
Планово-предупредительный ремонт (ППР) представляет собой комплекс работ, направленных на поддержание и восстановление работоспособности оборудования. Он вклкм чает межремонтное обслуживание, текущий, средний и капитальный ремонт.
Межремонтное обслуживание носит профилактический характер. Оно состоит в проведении регулярной чистки и смазки оборудования, осмотре и проверке работы его механизмов, замене деталей с коротким сроком службы, устранении мелких неисправностей. Эти работы, как правило, выполняются без остановки оборудования, в порядке его текущей эксплуатации.
Текущий ремонт — это комплекс ремонтных работ, проводимых в период между двумя очередными капитальными ремонтами. Текущий ремонт производится без вскрытия оборудования, но он требует кратковременного останова и вывода из работы оборудования со снятием напряжения, При текущем ремонте оборудования производятся наружный осмотр, чистка, смазка, проверка работы механизмов, ремонт поломанных и изношенных деталей. Таким образом, текущий ремонт направлен на устранение отказов и неисправностей, возникающих в процессе работы электро-" оборудования.
При среднем ремонте производятся разборка отдельных узлов для осмотра, чистки деталей и устранения обнаруженных неисправностей, ремонт или замена быстроизна* шивающихся деталей или узлов, не обеспечивающих нормальной эксплуатации оборудования до очередного капитального ремонта. Средний ремонт проводится с периодичностью не чаще 1 раза в год.
При капитальном ремонте производятся вскрытие и ревизия оборудования с тщательным внутренним осмотром, измерениями, испытаниями и устранением обнаруженных неисправностей. Капитальный ремонт производится по окончании срока межремонтного периода, устанавливае-
мого для каждого вида оборудования. При капитальном ремонте заменяются или восстанавливаются все износившиеся детали, выполняется модернизация отдельных элементов и узлов оборудования.
В отличие от текущего ремонта средний и капитальный ремонты направлены на восстановление частично или полностью израсходованного ресурса (механического, коммутационного) оборудования.
Во время текущего ремонта, предшествующего капитальному, проводятся необходимые измерения и испытания, позволяющие выявить дефекты оборудования в ранней стадии их развития. На основании измерений и испытаний уточняется объем капитального ремонта.
По окончании ремонта производятся сборка оборудования, наладка и испытания.
Заключение о пригодности оборудования к эксплуатации делается на основании- сравнения результатов испытаний с действующими нормами, результатами предыдущих испытаний, а также измерениями, полученными на однотипном оборудовании. Испытания нетранспортабельного оборудования проводятся передвижными электротехническими лабораториями.
Помимо планово-предупредительного ремонта в практике энергосистем имеют место непланируемые ремонты: аварийно-восстановительные и внеплановые. Задачей аварийно-восстановительного ремонта является ликвидация последствий аварий или устранение полученных повреждений, требующих немедленной остановки оборудования. При чрезвычайных обстоятельствах (возгорание, перекрытие изоляции и др.) оборудование останавливается в ремонт даже без получения разрешения диспетчера.
Внеплановые ремонты согласуются с диспетчером энергосистемы и оформляются соответствующей заявкой. Их проводят для устранения различных неполадок в работе оборудования, а также после использования им коммутационного ресурса. Так, воздушные выключатели напряжением 35—500 кВ выводятся во внеплановый ремонт после отключения 10 КЗ при номинальном токе отключения.
Оборудование воздушных и кабельных линий электропередачи. Проведение планово-предупредительного ремонта и профилактических испытаний воздушных линий преследует те же цели, что и ремонт оборудования электрических станций и подстанций. Однако по виду и содержанию он отличается от рассмотренного выше ППР оборудова-
ния электрических станций и подстанций, что связано с особенностями устройства воздушных линий.
Планово-предупредительный ремонт воздушных линий предусматривает техническое обслуживание и капитальный ремонт.
Техническое обслуживание включает в себя производство осмотров воздушных линий и их трасс, проведение профилактических проверок и измерений, выполнение работ по устранению мелких повреждений и неисправностей. К профилактическим измерениям и проверкам на воздушных линиях относятся работы по измерению сопротивления заземления опор и тросов, по проверке электрической прочности подвесных изоляторов, загнивания деревянных деталей опор и т. д. Дефекты, обнаруженные при осмотре и проверках, устраняются при очередном капитальном ремонте. Повреждения аварийного характера устраняются немедленно.
Капитальный ремонт воздушных линий является основным видом ремонта. Он производится, как правило, комплексным методом, позволяющим выполнить одновременно все работы на линии при квалифицированном надзоре за их проведением и широком использовании средств механизации. Капитальный ремонт может производиться с отключением линии или только одной фазы (пофазный ремонт), а также без снятия напряжения с линии с применением изолирующих устройств и приспособлений.
Техническое обслуживание силовых кабельных линий предусматривает осмотры и обходы трасс и испытания кабелей повышенным напряжением постоянного тока.
Обнаруженные при осмотрах и испытаниях неисправности устраняются в кратчайший срок.
Периодичность ППР для каждого вида оборудования устанавливается Правилами технической эксплуатации (ПТЭ). Однако энергосистемам разрешается изменять периодичность ремонта в зависимости от состояния оборудования. Увеличение межремонтных периодов сокращает затраты и является значительным резервом экономии общественного труда.
Другим источником экономии является сокращение времени простоя оборудования в ремонте. Для этого внедряются агрегатно-узловые и индустриально-заводские способы ремонта. При агрегатно-узловом способе ремонта отдельные агретаты или узлы, требующие ремонта, демонтируются и заменяются заранее отремонтированным из «об-
менного фонда». При индустриально-заводском способе однотипное с ремонтируемым оборудование ремонтируется на заводе или в специализированных мастерских, а затем устанавливается взамен выведенного в ремонт.
Организация ремонта. Преобладающей формой организации ППР на электрических станциях и в сетях является централизованный ремонт. При централизации ремонта все работы или главная часть их выполняются специализированными ремонтными цехами или предприятиями. По сравнению с децентрализованной формой организации ППР преимущества централизованной формы заключаются в следующем:
на ремонтном предприятии, производящем централизованный ремонт, могут быть созданы мощные специализированные бригады по ремонту генераторов, синхронных компенсаторов, трансформаторов, коммутационных аппаратов и другого оборудования. Специализация персонала приводит к повышению качества ремонтных работ;
снижается общая численность ремонтного персонала за счет лучшего использования его в течение года;
сокращаются сроки простоя оборудования в ремонте благодаря более совершенной организации ремонтных работ;
предоставляются широкие возможности для обмена передовым опытом ремонта, внедрения прогрессивных методов труда, применения новейшего оборудования и инструмента.
На электростанциях в силу сложившихся условий эксплуатации централизованный ремонт производится с различной степенью централизации. На крупных электростанциях с круглогодичным ремонтом оборудования, находит применение полностью централизованный ремонт, выполняемый специализированными ремонтными предприятиями энергосистемы или межрайонной организацией Главэнер-горемонт.
Ремонтные предприятия не только производят все виды ремонтных работ, но и обеспечивают обслуживаемые объекты материалами, запасными частями, транспортными средствами и т. д. На электростанциях, имеющих сравнительно небольшой штат ремонтного персонала, недостаточный для выполнения крупных объемов работ, текущие и внеплановые ремонты производятся собственными силами, а для проведения капитальных ремонтов и реконструктивных работ привлекаются на договорных началах пред-
приятия, выполняющие централизованные ремонты. Персонал электростанций, если он свободен от текущих работ, привлекается к работам по капитальному ремонту. Такая смешанная форма организации ремонтных работ, если она исключает простои рабочих, оказывается более экономичной, чем первая.
На электростанциях, располагающих достаточным количеством квалифицированного ремонтного персонала, капитальный, текущий и внеплановый ремонты выполняются хозяйственным способом с централизацией работ в пределах электростанции.
В электрических сетях лучшей формой организации ППР является комплексный ремонт, представляющий собой централизованный капитальный ремонт, сочетающийся с комплексным способом выполнения работ.
При комплексном способе в ремонт поочередно выводится все оборудование подстанции, вторичные цепи, ремонтируются здания и сооружения, производятся реконструктивные работы и работы по благоустройству.
Комплексный ремонт воздушных линий обычно выполняется подрядным способом на основании договора, заключаемого предприятием с организациями, ведущими ремонт. Объем ремонта определяется в зависимости от результатов проведенных проверок, измерений, верховых осмотров, испытаний, исследований и наблюдений.
Планирование капитального ремонта. Электрические станции и ПЭС, участвующие в едином процессе производства и передачи электроэнергии, не могут по своему желанию планировать и выводить в ремонт основное оборудование.
Капитальный ремонт основного оборудования планируется в целом по энергосистеме. Планирование заключается в составлении перспективных, годовых и месячных планов ремонта. Перспективные планы, предусматривающие объемы ремонтных работ, их продолжительность и трудозатраты, составляются сроком на 5 лет. На их основе разрабатываются годовые планы ремонта, которые согласовываются с ОДУ и привлекаемыми к ремонту подрядными организациями. После утверждения годовых планов ремонта Главным эксплуатационным управлением предприятия приступают к составлению графиков ремонта и проведению подготовительных мероприятий.
Подготовка к капитальному ремонту. Качество ремонта и время простоя оборудования зависят от того, насколько
хорошо и полно будут проведены все подготовительные мероприятия. Поэтому до вывода оборудования в ремонт заготавливают необходимые материалы и запасные части; проверяют и приводят в исправное состояние инструмент, приспособления и средства механизации, т. е. подготавливается материально-техническая база ремонта. В то же время выполняются необходимые мероприятия по технике безопасности и противопожарные мероприятия.
До начала работ укомплектовываются ремонтные бригады, определяются формы и содержание социалистического соревнования. Не менее важным является документально-техническое оформление предстоящего ремонта. В подготовительный период составляются ведомости объемов работ, разрабатываются технологические графики и проект организации работ. Большое значение имеют технологические графики. При ремонте несложного оборудования применяются линейные графики. При ремонте современного мощного энергетического оборудования используются более совершенные сетевые графики.
Система сетевого планирования и управления (СПУ) позволяет активно управлять ремонтом: анализировать ход ремонтных работ, обосновывать организационно-технические решения, обеспечивать выполнение работ в плановые сроки и с наименьшими затратам^.
1.9. ПРОИЗВОДСТВО РЕМОНТНЫХ РАБОТ И ИХ МЕХАНИЗАЦИЯ
Началом ремонта электрооборудования считается время отключения его от сети. Для руководства ремонтом назначается ответственное лицо, которое координирует работу всех ремонтных бригад, отвечает за качество ремонта, производственную дисциплину, сроки окончания работ. Оно обеспечивает также безопасные условия труда, ведет учет трудовых и материальных затрат.
Ремонт ведется согласно проекту организации работ.
При ремонте широко используются средства механизации. Их применение освобождает рабочих от тяжелого физического труда, сокращает время ремонта, снижает трудозатраты.
Большую роль играют ремонтно-производственные базы (РПБ). На электростанциях это центральные и цехо^ вые мастерские, оснащенные необходимым инструментом и приспособлениями, разводками сжатого воздуха, кисло-
рода и ацетилена, постоянной электрической сетью для сварочных работ и электропривода инструмента; в электрических сетях это РПБ с размещенными на них ремонтно-механизированными станциями (PMC-I, РМС-П, PMC-III).
Ремонтно-механизированная станция PMC-I предназначена для производства ремонтных работ на воздушных линиях 35 кВ и выше. Она укомплектована транспортными средствами (автомобили и тракторы повышенной проходимости), такелажными приспособлениями, специальными механизмами, инструментом, а также приспособлениями и устройствами, предназначенными для работ на линиях под напряжением. К специальным средствам механизации PMC-I относятся: линейные машины со съемными устройствами (буровая установка, крановое устройство, гидроподъемник), генератор для питания электрифицированного инструмента и др.
Такелажные приспособления, средства механизации и инструмент, которыми комплектуется PMC-I, достаточны для оснащения восьми—десяти ремонтных бригад. Для поддержания связи между ремонтными бригадами и РПБ машины PMC-I оснащаются радиостанциями. Предусмотрены специальные фургоны-общежития на прицепах для размещения персонала.
При централизованном ремонте понижающих подстанций 35 кВ и выше в электросетях применяются ремонтные механизированные станции типа РМС-П. Каждая такая станция может обслужить от 20 до 30 подстанций. Станция РМС-П комплектуется электромеханическими мастерскими, маслоочистительными установками, автокранами, автомобилями и автобусами для перевозки оборудования, материалов, персонала. В ее составе имеется электролаборатория.
Ремонтно-механизированные станции РМС-Ш применяются для капитального ремонта и эксплуатационного обслуживания городских и сельских распределительных электросетей 20 кВ и ниже.
В зависимости от организационной структуры ПЭС технологические комплекты средств механизации PMC-I, РМС-П, РМС-Ш закрепляются за производственными службами (при функциональной системе управления) или за входящими в состав предприятия районами электрических сетей (при территориальной и смешанной системе управления).
1.10. ПРИЕМКА ОБОРУДОВАНИЯ ИЗ РЕМОНТА
Приемка из ремонта отдельных отремонтированных узлов оборудования начинается до окончания всего комплекса ремонтных работ, т. е. в процессе их производства. Этот вид приемки из ремонта называется поузловым. На поуз-ловую приемку составляется акт и подписываются протоколы контрольных измерений, относящихся к принимаемому узлу. После окончания всех запланированных работ производится предварительная приемка оборудования. При этом проверяется общее состояние отремонтированного оборудования, техническая документация по ремонту: ведомости объема работ, технологические графики, акты поуз-ловых приемок, заполнение протоколов произведенных измерений. В заключение комиссия заполняет приемо-сда-точный акт и дает разрешение на опробование оборудования в работе в течение 24 ч. Если за это время не будет обнаружено никаких дефектов, оборудование принимается в эксплуатацию и дается предварительная оценка качеству ремонта. Окончательная оценка дается после 30 дней работы оборудования под нагрузкой, в течение которых должны быть проведены эксплуатационные испытания и измерения, если в этом есть необходимость.
Временем окончания ремонта считается момент включения электрооборудования в сеть.
Комиссию по приемке из капитального ремонта основного оборудования на электростанциях обычно возглавляет главный инженер электростанции, а из текущего ремонта — начальник соответствующего цеха. В том случае, если ремонт производится специализированной ремонтной организацией, представитель ее принимает участие в работе комиссии. В электрических сетях приемку оборудования из ремонта производят: на подстанциях — инженеры службы подстанций (участков) или начальники подстанций, на линиях электропередачи — мастера и инженеры службы линий, РМС или участка.
Вопросы для повторения
1. В каких направлениях организуется эксплуатация энергосистем'
2. Выполнение каких требований является обязательным для эксплуатационного и ремонтного персонала электрических станций и сетей?
3. Какой принцип положен в основу организации диспетчерского управления энергосистем?
4. В чем заключается эффективность объединения энергосистем на параллельную работу?
5. Что такое планово-предупредительный ремонт электрооборудования и как он проводится?
 |
|
|
|