Пусконаладочные работы при монтаже электроустановок — Пусковое опробование электрических цепей
§ 42. Пусковое опробование электрических цепей
Пусковым опробованием (или пробным включением) называют проверку электрических цепей и входящих в них элементов при подведении к ним рабочего напряжения и пропускании через них тока нагрузки. Пусковым опробованием завершается весь комплекс электромонтажных работ, включая их последнюю стадию — наладочные работы. После пускового опробования смонтированная установка, как правило, передается в эксплуатацию (если не будет обнаружено каких-либо дефектов или ненормальных явлений).
Пусковое опробование включает фазировку под рабочим напряжением (иногда называемую горячей фазировкой в отличие от фазировки в процессе монтажа, называемой иногда холодной фазировкой, когда соответствующие цепи отключены), подачу рабочего напряжения на смонтированное оборудование и проверку его на холостом ходу, создание рабочего тока нагрузки и проверку оборудования под нагрузкой. В процессе пускового опробования осуществляется комплексная проверка первичных и вторичных электрических цепей, первичного и вторичного электрооборудования. В это время выполняют необходимые измерения, результаты которых являются исходными при аналогичных измерениях в процессе эксплуатации.
Рассмотрим общие вопросы, связанные с пусковым опробованием.
Рис. 165. Фазировка:
а— линии, 6 — трансформаторов с заземленными нулевыми точками,
в — трансформаторов с изолированными нулевыми точками, г — трансформатора напряжения с заземленным фазовым проводом, д — генератора
Специфические вопросы пускового опробования, характерные для отдельных видов оборудования (генераторов, электродвигателей, трансформаторов и др.), рассмотрены в разделах, посвященных наладке соответствующего оборудования.
Фазировка под рабочим напряжением.
Эта операция заключается в установлении идентичности маркировки и чередования фаз вновь смонтированной и действующей электроустановок, которые должны работать совместно. Фазировку выполняют при полностью смонтированных электрических цепях, причем необходимые операции осуществляют только соответствующими коммутационными аппаратами. Другие способы изменения состояния фазируемых участков электроустановки (например, отбалчивание жил кабелей, отсоединение проводов ЛЭП, отсоединение вторичных проводов и жил контрольных кабелей от зажимов аппаратов, приборов и сборок зажимов) не допускаются, поскольку после установления правильности фазировки она может быть нарушена в процессе восстановления соответствующих электрических цепей. Рассмотрим несколько примеров фазировки электрических цепей различных электроустановок.
При подключении вновь смонтированной электроустановки, получающей питание от действующей подстанции и/ст-1 (рис. 165, а), по кабельной линии Л1 фазировку осуществляют пофазной подачей напряжения по соответствующим жилам кабельной линии Л1. Для этого оперативный персонал подает сначала напряжение на одну жилу кабеля, включив кабельный разъединитель фазы А (соответствующие шины распределительного устройства окрашивают в желтый цвет, поэтому эту фазу часто называют желтой или фазой Ж), и сообщает об этом по телефону лицу, ответственному за фазировку смонтированной электроустановки. Ответственный за фазировку проверяет указателем напряжения УН, на какой из жил кабеля имеется напряжение, и, убедившись, что напряжение имеется только на фазе, окрашенной в желтый цвет, т. е. фазе Ж, сообщает об этом оперативному персоналу действующей подстанции и запрашивает подачу напряжения по другой жиле, например, подключенной к фазе В (окрашенной в| зеленый цвет — 3), и т. д.
При фазировке понижающих трансформаторов с заземленными нулевыми точками (как силовых, так и трансформаторов) напряжения) работу ведут в следующем порядке (рис. 165, б).i Проверяют наличие напряжения относительно «Земли» на всех четырех выводах фазируемого трансформатора. Вывод, напряжение которого относительно «Земли» равно нулю, а относительно других зажимов в 1,73 раза меньше, чем напряжения между этими зажимами, является нулевым. Такую же проверку выполняют на действующем трансформаторе или участке сети, питающейся от действующего трансформатора (на рис. 165, б на губках отключенного рубильника). После этого, подключив первый зажим вольтметра к зажиму а действующего трансформатора (например, к правой губке отключенного рубильника) и поочередно подключая второй зажим вольтметра к зажимам фазируемого трансформатора (ножи отключенного рубильника), убеждаются в том, что только при подключении второго зажима вольтметра к зажиму а фазируемого трансформатора (правый нож отключенного!
рубильника) вольтметр показывает напряжение, близкое к нулю если переключатели ответвлений обоих трансформаторов находятся в одном положении, что необходимо обеспечить прежде, •и м приступать к фазировке). Результат говорит об идентичности ф.и, отходящих от зажимов а обоих трансформаторов. Подключим первый зажим вольтметра к фазе b работающего трансформатора, также поочередно подключают второй зажим вольтметра к зажимам фазируемого трансформатора и убеждаются в идентичности зажимов b обоих трансформаторов (по отсутствию напряжения между ними). Таким же образом измеряют напряжения и дли третьей фазы с, относящейся к зажимам с обоих трансформаторов.
При фазировке трансформаторов с изолированными нулевыми тчками необходимо вначале обеспечить электрическую связь между ними. Пользуясь вольтметром, убеждаются, что напряжение между одноименными зажимами, например зажимами а обоих трансформаторов, равно или близко к нулю. Затем соединяют эти зажимы перемычкой из изолированного проводника (рис. 165, в) и, измеряя напряжения между зажимами фазируемых трансформаторов, а также убедившись в наличии напряжения (близкого к номинальному линейному) между каждой парой зажимов у каждого трансформатора, находят идентичные зажимы b, а затем и идентичные зажимы а обоих трансформаторов (если фазировка не получается, следует переставить перемычку).
При фазировке цепей трансформаторов напряжения (рис. 165, г) с заземленным фазовым проводом (обычно в этом случае бывает заземлена фаза b) измерение напряжения четырех проводов, идущих от трансформатора (а, b, с и 0), относительно земли позволяет сразу найти нулевой провод (его напряжение относительно земли будет в 1,73 раза меньше, чем напряжение фазовых проводов а и с) и провод фазы b (его напряжение относительно земли равно нулю). Остается только определить, какой из двух оставшихся проводов относится к фазе, соединенной с зажимом а трансформатора напряжения, и какой — к фазе, соединенной с зажимом с этого трансформатора. Зная чередование фаз действующей сети трансформаторов напряжения (например, а—b—с), это нетрудно сделать с помощью фазоуказателя. Если соединить зажим 2 фазоуказателя ФУ с определенной ранее фазой b цепей напряжения, а остальные два зажима — с оставшимися двумя фазами, диск фазоуказателя будет вращаться по часовой стрелке только в том случае, когда его зажимы 1 и 3 соединены соответственно с фазами а и с.
Чтобы установить, что чередование фаз включаемого генератора такое же, как и чередование фаз системы, к которой этот генератор должен быть подключен, поступают следующим образом (рис. 165, д). Освобождают одну из систем шин генераторного напряжения, например /, переведя с нее все присоединения на систему шин II. Затем к трансформатору напряжения ITH освобожденной системы шин подключают указатель чередования
фаз. Указатель чередования фаз остается все время подключенным к этому трансформатору напряжения, а все операции для проверки чередования фаз ведутся первичными коммутационными аппаратами. Собирают схему для подачи на освобожденную систему шин напряжения от системы и включают шиносоединительный выключатель ШК. Проверяют, в какую сторону вращается диск указателя чередования фаз, и, чтобы не забыть, записывают. После этого отключают шиносоединительный выключатель ШК и собирают схему для подачи на освобожденную систему шин напряжения от проверяемого генератора и включают выключатель В. Если диск указателя чередования фаз вращается в ту же сторону, чередование фаз генератора и системы одинаково.
Проверка на холостом ходу.
Подключение к сети, подачу рабочего напряжения на смонтированные цепи и опробование оборудования на холостом ходу осуществляют следующим образом. Осматривают смонтированную электроустановку, снимают закоротки и временные заземления в первичных цепях. Проверяют, чтобы вторичные цепи трансформаторов тока, от которых не питаются вторичные устройства, не требующиеся при пусковом опробовании, были закорочены и не было разрыва в цепях тока, которые должны быть подключены к приборам и реле. Снимают монтажный персонал строителей и других лиц, не участвующих в опробовании, со всех участков смонтированной установки, на которую должно быть подано напряжение. Ограждают соответствующие участки, вывешивают предупреждающие плакаты и выполняют другие технические и организационные мероприятия по технике безопасности.
Напряжение на смонтированную электроустановку при пусковом опробовании подают обычно через шиносоединительный или секционный выключатель с минимальной уставкой по времени и силе тока на всех защитах этого выключателя. Сначала напряжение подают на соответствующие участки вновь смонтированных распределительных устройств, следят за поведением изоляции под рабочим напряжением и проверяют наличие напряжения во вторичных цепях трансформаторов напряжения.
В отдельных случаях при напряжении распределительных устройств выше 35 кВ целесообразно проверить распределение напряжения на элементах подвесных и опорных изоляторов. Эти данные будут служить исходным материалом для эксплуатационного персонала при дальнейших испытаниях изоляторов. Измерение выполняют специальной измерительной штангой с искровым вольтметром в виде шарового разрядника. Убедившись в нормальной работе соответствующих участков распределительного устройства под рабочим напряжением, приступают к поочередному опробованию оборудования, относящегося к этим участкам распределительного устройства (трансформаторов, электродвигателей и др.).
Испытания под нагрузкой.
При этих испытаниях нагрузку создают для изолированно работающих (автономных) генераторов
подключением к ним соответствующих потребителей, а для параллельно работающих генераторов — воздействием на первичный двигатель (увеличивая подачу энергоносителя, например пара в турбину), что увеличивает активную нагрузку, и повышением тока возбуждения, что увеличивает реактивную нагрузку. Увеличивать нагрузку следует постепенно со скоростью, определяемой заводом- изготовителем и соответствующими инструкциями. Регулировать нагрузку трансформаторов и линий можно переводом нагрузки с других работающих трансформаторов и линий, изменяя схему первичных цепей, а двигателей — загружая приводимые ими механизмы.
При включении нагрузки прежде всего проверяют целость всех вторичных токовых цепей, что можно установить по показаниям измерительных приборов, включенных в эти цепи.
При работе под нагрузкой проверяют температурные режимы смонтированных участков электрической цепи и соответствующего оборудования. Целесообразно замерять падения напряжения на контактах, полученные результаты явятся исходными при соответствующих измерениях в процессе эксплуатации. Затем проверяют правильность подключения реле защит и щитовых измерительных приборов: дифференциальных реле, реле направления мощности, ваттметров, электрических счетчиков и др.
Далее приведено несколько примеров проверки правильности включения отдельных вторичных аппаратов и приборов при пусковом опробовании.
Проверка правильности включения реле направления мощности.
На рис. 166, а показана схема реле мощности РБМ-171, включенного по девяностоградусной схеме. Сначала проверяют правильность подключения цепей напряжения, выполняя фазировку одним из известных способов, и контролируют подключение токовых цепей, снимая векторные диаграммы.
Зная направление активной и реактивной мощности в линии, которая защищается проверяемым реле, строят диаграмму токов и напряжений (считая, что измерительные трансформаторы не меняют направления векторов тока и напряжения, подведенных к реле, приняв условно, что реле включено непосредственно в сеть, минуя измерительные трансформаторы). На построенной векторной диаграмме проводят через точку 0 линию нулевых моментов, откладывая от вектора UBc по направлению движения часовой стрелки внутренний угол реле, равный 45°, и в полученном таким образом направлении проводят линию нулевых моментов. После этого определяют рабочую зону реле и анализируют его работу при различных видах повреждений. Для данной линии известно, что при коротком замыкании ток короткого замыкания 1ак.з имеет фазовый угол сдвига <рк.з, как показано на диаграмме,, и вектор его совпадает с положительным направлением линии максимальных моментов. Это свидетельствует о том, что реле включено правильно, т. е. действует на замыкание своих контактов, и при коротком замыкании развивает максимальный положи-
Рис. 166. Проверка правильности включения реле направления мощности РБМ-171: а — к реле подведен ток своей фазы, б — к реле подведен ток чужой фазы, в —к реле подведено линейное напряжение между фазами АС вместо линейного напряжения между фазами ВС
тельный момент. В этом примере вектор первичного тока также находится в рабочей зоне и, если при подаче на реле тока нагрузки и рабочего напряжения оно срабатывает и замыкает свои контакты, получают объективное подтверждение правильности включения проверяемого реле.
Иногда нагрузка на линии бывает такой, что вектор тока располагается в направлении, близком к направлению линии нулевых моментов (или попадает в нерабочую зону), и реле не реагирует при подведении к нему этого тока нагрузки. В этом случае в токовую обмотку реле искусственно подают ток другой фазы (рис. 166, б). В соответствии с диаграммой реле должно сработать при подведении тока 1В, что будет служить критерием правильности включения реле направления мощности. Тот же эффект можно получить, не изменяя схемы токовых цепей, а подводя к обмотке Напряжения реле другое напряжение, например UAB вместо UBc Аналогичный результат получится, если к обмотке напряжения подвести другие фазы (рис. 166, в).
Проверка правильности включения ваттметров и электрических счетчиков.
Сначала проверяют правильность подключения цепей напряжения (проверяя фазировку) и токовых цепей (методом снятия векторных диаграмм). Зная направление активной мощности и примерный коэффициент мощности потребителей, сравнивают снятую и построенную векторные диаграммы токов и напряжений, подведенных к счетчику, с примерной векторной диаграммой токов и напряжений в первичной цепи, построенной по известному направлению активной мощности в цепи и примерному коэффициенту мощности. В результате сравнения устанавливают, какие фазы тока подведены к обмоткам счетчика, и делают заключение о правильности или неправильности его подключения. Аналогично проверяют правильность включения ваттметра.
Известен простой способ снятия векторной диаграммы токов» подведенных к ваттметру (или счетчику), с помощью самого проверяемого ваттметра (или счетчика). Для этого после фазировки цепей напряжения и маркировки проводов, подведенных к обмоткам напряжения ваттметра, отсоединяют эти провода от прибора, а затем к каждой из двух обмоток напряжения поочередно подводят напряжения АВ, ВС, СА. Далее отсчитывают показания ваттметра, в котором в это время работает только одна измерительная система из двух (напряжение одновременно подводят только к одной из обмоток напряжения), и тем самым снимают векторную диаграмму тока в соответствующей токовой обмотке ваттметра.
Этот способ следует применять при отсутствии вольтампер-фазоиндикатора. При наличии вольтамперфазоиндикатора проще снять векторную диаграмму с его помощью, не отсоединяя от прибора как токовые провода, так и провода напряжения.
При испытании. смонтированных электроустановок рабочим
напряжением и током нагрузки целесообразно Сверить правильность показаний всех щитовых приборов с лабораторными приборами.
Контрольные вопросы
Что входит в объем работ по проверке электрических цепей?
Каково назначение принципиальных, монтажных и принципиально-монтажных схем? Какими схемами наиболее удобно пользоваться при проверке электрических цепей?
Какие основные методы проверки правильности монтажа вы знаете?
Как проверяют правильность монтажа электрических цепей при питании их от постороннего источника тока?
В чем заключается процесс снятия диаграмм токов и напряжений? Как по снятым диаграммам можно судить о правильности монтажа электрических цепей?
Как проверяют цепи трансформаторов напряжения с заземленной фазой В вольтметром и указателем чередования фаз?
Как фазируют трансформаторы и линии?
Как проверяют взаимодействие элементов- проверяемого устройства при подаче оперативного тока?
Как пользуются вольта амперфазоиндикатором ВАФ-85 при проверке электрических цепей под нагрузкой?
Какие устройства применяют для создания больших токов и высоких напряжений при пусконаладочных работах?
Какими устройствами регулируют напряжение, силу тока и сдвиг по фазе между токами и напряжениями?
Проверка фазировки: зачем это нужно и что нужно знать?
Проверке фазировки подлежат распределительные устройства и электрооборудование, работающее на трехфазном токе (трансформаторы, линии электропередач, синхронные компенсаторы, холодильные камеры и др.) как перед вводом в эксплуатацию, так и после ремонта. Также контроль фазировки производится при проведении планово-предупредительных ремонтов (ППР) оборудования. Почему?
Содержание
Зачем нужно проверять фазировку?
Цель проверки фазировки заключается в контроле напряжения на каждой из токоведущих жил электрооборудования на предмет совпадения с напряжением на соответствующих жилах электросети.. Ведь в случае несоблюдения, возникают нежелательные явления, такие как перекос фаз. В промышленных электрических приборах (например, холодильных камерах) происходит существенное понижение мощности. А В быту это явление может привести к выходу из строя бытовой техники и различных электроустановок.
Выполнять такие работы по действующему законодательству должны специалисты в количестве не менее двух человек, прошедшие обучение, знающие требования нормативно-технической документации на проводимые работы, имеющие группу по электробезопасности 3 и выше.
При этом они должны обязательно ознакомиться с паспортными данными на подключаемое к сети оборудование и иметь необходимые для проведения таких работ средства измерения.
Проверка фазировки распределительных устройств
Проверка фазировки распределительных устройств (РУ) заключается в определении правильности порядка следования и чередования фаз в соответствии с фазами оборудования вводимого в эксплуатацию.
Оборудование, работающее от трехфазной сети, подлежит обязательной фазировке перед первичным запуском в работу, после проведения капитального ремонта и др. работ, связанных с нарушением порядка чередования фаз и их следования. Проще говоря, проверяется совпадение по фазе напряжения каждой из фаз электроустановки с фазами напряжения электрической сети.
Перед запуском электрооборудования в эксплуатацию проверяют:
- целостность жил и изоляции проводников;
- фазировку жил;
- чередование фаз.
Порядок работы
Работы проводятся в таком порядке лицензированной РТН электролабораторией:
- проверяется отсутствие напряжения на вводимом в эксплуатацию оборудовании;
- отсоединяется кабель от шин;
- заземляется одна из жил проводника;
- измеряется сопротивление изоляции жил проводника относительно земли;
- выполняется маркировка жилы, сопротивление которой относительно земли будет нулевым;
- выполняется фазировка остальных жил кабеля;
- выполняется подключение кабеля к РУ согласно маркировке;
- выполняется операция прозвонки;
- производится фазировка под напряжением. Проверка осуществляется между одноимёнными фазами и остальными. Если между одноименными фазами напряжение отсутствует, а между разноименными имеется, то такой кабель включается в работу, а следовательно и распределительное устройство.
Компания Перестройка МСК имеет все необходимые разрешения и специалистов, которые выполнят услугу по проверке фазировки РУ и электрооборудования в кратчайшие сроки по самым выгодным ценам в Москве и МО. Заказчику выдается документ, удостоверяющий качество проведенных работ.
Проверка фазировки электрооборудования
Электрооборудование трехфазного тока (трансформаторы, генераторы, кабельные линии электропередач) подлежит обязательной фазировке, перед тем как оно впервые будет включено в сеть или же по окончании очередного ремонта, в результате которого могло произойти нарушение порядка чередования, следования фаз.
Фазировка заключается в проверке совпадения по фазе напряжений каждой из 3-х фаз включаемой электроустановки с соответствующими напряжениями сети. Подобного рода проверка, безусловно, необходима, ведь в процессе сборки, монтирования и ремонта электрооборудования фазы могли быть переставлены местами.
У электромашин, например, не исключается и ошибочное обозначение силовых выводов статорных обмоток; у кабелей в соединительных муфтах могут быть между собой соединены жилы разноимённых фаз.
Во всех этих случаях единственным выходом считается выполнение фазировки. Как правило, эта технологическая операция состоит из 3-х основных перечисленных ниже этапов.
Проверка и сравнение порядка чередования фаз у электрической установки и сети.
Данная операция выполняется перед непосредственным включением на параллельную работу нескольких сетей, работающих независимо, нового генератора и генератора, прошедшего капитальный ремонт, при котором могла измениться схема присоединения обмоток статора к сети.
Лишь при получении положительных результатов, полученных при фазировке, генераторы или, скажем трансформаторы синхронизируются и включаются на параллельную работу.
Проверка одноимённости или расцветки фазных проводников, которые впоследствии надо будет соединить. Эта операция ставит перед собой цель проверить правильность соединения всех элементов установки между собой. Проще говоря, выверяется правильность подвода токоведущих жил к включающему аппарату.
Проверка совпадения по фазе одноимённых напряжений, то есть отсутствия между ними угла сдвига фаз. В электрических сетях во время фазировки линий электропередач и силовых трансформаторов, которые принадлежат одной электрической системе, достаточно выполнить 2 последние операции, поскольку у всех генераторов, работающих синхронно с сетью, порядок следования фаз одинаков.
Приборы для фазировки
Сегодня существует множество методик, которые зависят от прямого назначения электрооборудования, схем соединения обмоток и от используемых приспособлений и приборов.
Фазирование кабеля
Vanja
Просмотр профиля
Группа: Пользователи
Сообщений: 29
Регистрация: 7.3.2006
Пользователь №: 5014
К своему стыду в голове не укладывается суть фазировки. Может быть кто-нибудь доступно объяснит принцип механизма проведения этой операции?
Например, возьмем КЛ 0,4 кВ: ТП — баня (например). Если в бане нет трехфазной нагрузки, то фазировать кабель (например после устранения повреждения) нужно или нет? А если есть трехфазные потребители?
Как фазировать силовой кабель между ТП? Допустим есть ТП А и ТП Б — между ними КЛ 6 кВ на повреждении — пусть это будет первый ввод ТП Б. Повреждение устранили, нужно сфазировать — как, зачем? В ТП Б секция, питающаяся с этого кабеля обесточена. Включаем секционный. Подаем напряжение с ТП А. На вводной ячейке фазируем. Правильно ли я понял? Я понимаю что фазы могут встретиться, но не понимаю как и где.
Лёха
Просмотр профиля
Группа: Пользователи
Сообщений: 147
Регистрация: 11.10.2006
Пользователь №: 7098
Vanja
Просмотр профиля
Группа: Пользователи
Сообщений: 29
Регистрация: 7.3.2006
Пользователь №: 5014
Vanja
Просмотр профиля
Группа: Пользователи
Сообщений: 29
Регистрация: 7.3.2006
Пользователь №: 5014
SeGA
Просмотр профиля
Группа: Пользователи
Сообщений: 135
Регистрация: 10.7.2006
Пользователь №: 6046
MikeGreen
Просмотр профиля
Группа: Пользователи
Сообщений: 13
Регистрация: 14.3.2008
Из: Москва
Пользователь №: 10710
2 Cлавута
Трубки в действующих электроустановках — ЗЛО!
На вертикальных сборках залететь под напряжение — как нехрена делать, тем более, если еще есть деленые кабели. И тем более для человека, который не понимает до конца принципов фазировки.
Есть такая штука (по крайней мере у нас в МКС)— комплект штанг для холодной фазировки. На конце штанги есть контакт, к которому подключен резистор, другой конец резистора высоковольтным соединит. проводом идет к клемме, кот. сажают на землю. Всего штанг три— Желтая, Зеленая и Красная, в каждой свой резистор.
Ж- 0 Ом
З — 1 МОм
К- 10 Мом
При монтаже вставка на поврежденной КЛ:
ВДВОЕМ, как при уст. земли!
1)Клеммы всех трех штанг присоединяются к контуру
2) На линейниках повр. КЛ проверить отс. напр.
3) Штанги вешаются на линейники
Далее из котлована мегером определяется по сопротивлению между оболочкой и жилой, какая жила к какой фазе идет, жилы помечаются цветной лентой.
Затем штанги перевешиваются в другую ТП, и операция повторяется.
Затем ставим колпаки/заземляем КЛ
Затем монтируется вставок так, чтобы соединить соотв. цвета.
В наряде в "Отдельных указаниях" пишется "С правом допускающего и производителя снять Диэл. колпаки\ откл. ЗН для установки комплекта УХФ"
Если нужно сфазировать уже готовый кабель, то штанги ставяться на той сборке, где напр. есть, а там, где будут крутиться жилы, и напр. снято, мегером ищем цвета на жилах нашего кабеля.
Методики определения целости жил и фазировки кабельных линий
При введении в эксплуатацию новых электрических линий, а также после проведения ремонтных работ на действующих линиях обязательно производится проверка целости жил и фазировка кабельных линий. Измерение сопротивления изоляции кабельных линий (КЛ) рекомендуется производить мегаомметром на напряжение 2500 В. Выполнять измерения разрешается только на отключенных и разряженных КЛ.
Измерения сопротивления изоляции одножильных кабелей без металлического экрана (брони, оболочки), проложенных в земле, производятся между жилой и землей; для одножильных кабелей, проложенных на воздухе, сопротивление изоляции не измеряется.
Измерение изоляции одножильных кабелей с металлическим экраном (оболочкой, броней) производится между жилой и экраном. Измерение изоляции многожильных кабелей без металлического экрана (брони, оболочки) производится между каждой жилой и остальными жилами, соединенными между собой.
Измерение изоляции многожильных кабелей с металлическим экраном (броней, оболочкой) производится между каждой жилой и остальными жилами, соединенными вместе и с металлическим экраном (броней, оболочкой), например для трехжильного кабеля, с обозначением жил А, В и С, по следующей схеме: – А – В + С +оболочка; –В – С+ А +оболочка; – С + В – А +оболочка (знак + означает, что жила используется в опыте, а знак – что жила остается свободной).
Электрическая схема измерения сопротивления изоляции кабеля с металлической броней приведена на рис 1.
Рис. 1. Схема электрических соединений для измерения сопротивления изоляции жил силового кабеля мегаомметром типа М4100/5
Технический смысл фазировки жил кабеля заключается в определении соответствия фазы кабеля, находящейся под напряжением от распределительного устройства с предполагаемой одноименной фазой шин распределительного устройства, где производится фазировка. При этом под фазой трёхфазной системы понимают отдельный участок трёхфазной цепи, по которому проходит один и тот же ток, сдвинутый относительно двух других по фазе. Для обозначения фаз используются прописные буквы А, В, С или цветовая маркировка. Необходимо помнить, что по определению фазовым углом или просто фазой также называется угол, характеризующий определённую стадию периодически изменяющегося параметра, например, напряжения.
В соответствии с ПУЭ при переменном трехфазном токе шины фазы А окрашиваются в жёлтый цвет, фазы В – в зелёный цвет и фазы С – в красный цвет. Шины однофазного тока, если они являются ответвлением от шин трёхфазной системы, обозначаются как соответствующие шины трёхфазного тока.
Проводники защитного заземления во всех электроустановках, а также нулевые защитные проводники в электроустановках напряжением до 1 кВ с глухозаземлённой нейтралью обозначаются РЕ и имеют цветовое обозначение чередующимися продольными или поперечными полосами одинаковой ширины (15 – 100 мм) желтого и зеленого цветов. Защитный (РЕ) проводник – это проводник, предназначенный для целей электробезопасности.
Нулевые рабочие (нейтральные) проводники обозначаются буквой N и голубым цветом. Такие проводники в установках до 1 кВ предназначены для питания электроприёмников и соединяются с глухозаземленнойнейтралью генератора или трансформатора в сетях трёхфазного тока, с глухозаземленным выводом источника однофазного тока, или с глухозаземленной точкой источника в сетях постоянного тока.
Совмещенный нулевой защитный и нулевой рабочий проводник имеет буквенное обозначение PEN и цветовое обозначение голубой цвет по всей длине и желто-зеленые полосы на концах. Этот проводник в электропроводках до 1 кВ совмещает функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников. При постоянном токе положительная шина (+) обозначается красным цветом, отрицательная (-) – синим и нулевая рабочая – голубым цветом.
Трёхфазные системы могут отличаться порядком следования фаз, под которым понимается порядок, в котором ЭДС трёх фаз непрерывно проходит через одни и те же значения. Различают прямой порядок следования фаз, при котором выполняется последовательность следования фаз А, В, С и обратный — А, С, В. В отличие от термина «порядок следования фаз» под термином «чередование фаз» понимают очередность, в которой фазы трёхфазной цепи расположены в пространстве. Расположение шин в распределительных устройствах кроме комплектных сборных ячеек одностороннего обслуживания (КСО) и комплектных распределительных устройств (КРУ) 6 – 10 кВ, а также панелей 0,4 – 0,69 кВ заводского изготовления, регламентируется ПУЭ. Так, в распределительных устройствах 6 – 220 кВ при переменном трёхфазном токе сборные и обходные шины, а также все виды секционных шин располагаются в следующем порядке:
а) при горизонтальном расположении:
- одна под другой: сверху вниз А-В-С;
- одна за другой, наклонно или треугольником: наиболее удаленная шина — А, средняя — В, ближайшая к коридору обслуживания – С.
б) при вертикальном расположении (в одной плоскости или треугольником): слева направо А-В-С или наиболее удаленная шина А, средняя – В, ближайшая к коридору обслуживания – С.
в) ответвления от сборных шин, если смотреть на шины из коридора обслуживания:
- при горизонтальном расположении: слева направо А-В-С;
- при вертикальном расположении (в одной плоскости или треугольником): сверху вниз А-В-С.
В пяти- и четырехпроводных цепях трёхфазного переменного тока в электроустановках напряжением до 1 кВ предусматривается следующее расположение шин:
а) при горизонтальном расположении:
- одна под другой: сверху вниз А-В-С-N-PE (PEN);
- одна за другой: наиболее удалённая шина А, затем фазы B-C-N, ближайшая к коридору обслуживания – PE (PEN);
б) при вертикальном расположении: слева направо A-B-C-NPE (PEN) или наиболее удалённая шина А, затем фазы B-C-N, ближайшая к коридору обслуживания – PE (PEN);
в) ответвления от сборных шин, если смотреть на шины из коридора обслуживания:
- при горизонтальном расположении: слева направо А-В-С-N-PE (PEN);
- при вертикальном расположении: А-В-С-N-PE (PEN)сверху вниз.
Несоблюдение порядка следования фаз и чередования фаз приводит к возникновению короткого замыкания (КЗ). Варианты несовпадения фаз двух электроустановок показаны на рис. 2. При этом на рис. 4,а показан случай ошибки монтажа, когда фазы одноименных напряжений совпадают (см. векторную диаграмму), а порядок чередования обозначений зажимов у выключателя — не совпадают.
Рис. 2. Варианты несовпадения фаз двух электроустановок: а) ошибка монтажа; б) фазируемые напряжения сдвинуты по фазе
На рис. 2,б показан вариант, когда порядок чередования фаз совпадает, а фазируемые напряжения оказываются сдвинутыми по фазе (разные группы соединения обмоток). Исключить возможность возникновения короткого замыкания возможно при совпадении, как фаз одноименных напряжений, так и порядка их чередования. Вариант такого включения электроустановок приведен на рис. 3. Определение токов КЗ и проверка оборудования и линий по термической и динамической стойкости для случая аварийной ситуации проводится в соответствии с рекомендациями ПУЭ. Допустимое значение тока КЗ для кабельной линии по условию её термической стойкости определяется в зависимости от материала и сечения жил кабелей, а также длитель-
ности прохождения тока КЗ.
Рис. 3. Вариант совпадения фаз двух электроустановок
Сечение S, при котором проводник обладает термической стойкостью к току короткого замыкания, при заданном значении приведенного времени ?п определяется по формуле:
где ?прдопустимая продолжительность тока короткого замыкания, с;
?∞ — действующее значение установившегося тока к.з., А;
С – термический коэффициент;
?кз – допустимая температура жилы при к.з., ℃; γж – плотность материала жилы, г/см 3 ;
?ж– удельная теплоёмкость жилы, Дж/(кг・К); ρ – удельное сопротивление жилы, Ом・см;
α – температурный коэффициент материала жилы;
?н – температура нагрева жилы в нормальном режиме, ℃;
?0 – температура окружающей среды, ℃.
Расчетные значения термического коэффициента С для кабелей с алюминиевыми жилами приведены в табл.1, где в числителе указаны значения для температуры окружающей среды ?0 = 15℃, в знаменателе ?0 = 25℃.
Таблица 1. Значения термического коэффициента С для кабелей с алюминиевыми жилами
Допустимые значения токов короткого замыкания, для кабелей напряжением 6 – 10 кВ с бумажной изоляцией и 100% номинальной нагрузкой указаны в таблицах ПУЭ для алюминиевых и медных токопроводящих жил. При расчёте токов КЗ в сетях напряжением 6 – 10 кВ приведенное время может быть принято равным действительному.
Изменение маркировки зажимов электрических машин и аппаратов приводит к изменению режимов их работы и, возможно, возникновению аварийной ситуации. В соответствии со стандартом основными схемами соединения обмоток электрических машин (двигателей, генераторов, трансформаторов и т.д.) являются «звезда» (?) и «треугольник» (∆) Преднамеренное или случайное изменение маркировки зажимов обмотки приводит к изменению направления вектора ЭДС наводимой в этой обмотке на противоположное. Такой же результат получается при изменении направления намотки обмотки. Для того, чтобы исключить возможные ошибки и систематизировать все многообразие схем соединения обмоток трансформаторов используется понятие «группа соединений», которое характеризует угловое смещение векторов линейных ЭДС вторичных обмоток относительно одноименных векторов линейных ЭДС первичных обмоток. Группа соединений обозначается числом, которое при умножении на 30° даёт угол отставания вектора ЭДС вторичной обмотки. Если, например, схема и группа соединений трансформатора обозначена ?⁄∆-11, то смещение векторов линейных ЭДС равно 330°. На параллельную работу включаются трансформаторы только с одинаковой группой соединения обмоток.
В соответствии с нормативными документами рекомендуется применять две группы соединения обмоток трёхфазных двухобмоточных трансформаторов: 0 и 11. Однако на практике могут встречаться 12 групп, а также такие соединения, которые нельзя отнести ни к одной из групп. Как правило, они возникают вследствие ошибок, допущенных при монтаже и ремонте оборудования.
Выбор метода фазировки, как обязательной технологической операции, проводимой при вводе оборудования в работу после монтажа или ремонта, зависит от его вида (линия, трансформатор, генератор) и класса напряжения, на которое оно рассчитано. Следует различать прямые и косвенные методы фазировки. Прямыми методами называются такие, которые используются для фазировки оборудования, находящегося под напряжением. Прямые методы используются в установках до 110 кВ. Косвенными называются методы, в которых фазировку проводят с помощью трансформаторов напряжения, которые подключены к фазируемым частям установки. Данные методы могут применяться в различных установках независимо от класса её напряжения.
1. Оборудование для выполнения фазировки КЛ
В электрических сетях напряжением 0,4 кВ для выполнения фазировки вновь вводимого в эксплуатацию кабеля с кабелем, находящимся под напряжением может быть использован вольтметр с диапазоном измерений, рассчитанным на двойное фазное или двойное линейное напряжение. Схема выполнения фазировки приведена на рис. 4.
Кабель, который вводится в эксплуатацию, с одного конца подключается к шинам, а на другом конце измеряется напряжение между одноименными фазами действующего и нового кабеля. Фазировка силового кабеля выполнена правильно в том случае, когда напряжение между одноименными фазами равно нулю, а между разноименными фазами равно линейному напряжению.
Рис. 4. Фазировка силовых кабелей под напряжением в сетях 0,4 кВ с помощью вольтметра
При параллельном подключении двух силовых кабелей до включения необходимо убедится, что подключение произведено в соответствии с маркировкой и между их жилами отсутствует короткое замыкание. Такая проверка выполняется с помощью контрольной лампы, питаемой от постороннего источника по схеме, приведенной на рис. 5, или мегаомметра.
Рис. 5. Фазировка двух силовых кабелей при отсутствии напряжения
Обесточенные кабельные линии можно сфазировать при помощи мегаомметра путем измерения сопротивлений токоведущих жил. Для этого поочередно заземляют жилы в начале кабеля, а в конце кабеля мегаомметром измеряют сопротивление изоляции жил относительно земли. Менее трудоёмким является способ, который заключается в следующем. С одного конца силового кабеля одна из жил заземляется, вторая жила заземляется через сопротивление 8 — 10 МОм, а третья жила не заземляется. На противоположном конце кабеля измеряются сопротивления жил относительно земли. По показаниям прибора легко определить последовательность следования фаз. Сопротивление заземленной жилы будет равно нулю, жилы заземлённой через сопротивление – значению этого сопротивления, а у незаземленной жилы — бесконечно большим.
В сетях с напряжением до 500 В для определения порядка следования фаз может использоваться прибор ФУ-2, принцип действия которого такой же, как у асинхронного двигателя. Прибор содержит три обмотки, расположенные на ферромагнитных сердечниках и алюминиевый диск. В том случае, когда фазы исследуемой сети совпадают с маркировкой на приборе, диск вращается в направлении, указанном стрелкой на корпусе прибора. Такое вращение соответствует прямому порядку следования фаз. Вращение диска в противоположном направлении — обратному порядку следования фаз.
Порядок следования фаз можно определить универсальным прибором вольт-ампер-фазометром ВАФ-85, который позволяет производить измерения действующего значения напряжения и тока промышленной частоты и их фазовые сдвиги, а также определять правильность следования
фаз. Угол сдвига фаз определяется относительно трёхфазной системы напряжения. Предел допустимой основной погрешности этого прибора при измерении переменного напряжения и тока не превышает 4%, угла сдвига фаз – 1,5%. Для определения порядка следования фаз трехфазное напряжение подводится к контактным зажимам «А», «В», «С» прибора, затем отжимается рукоятка верньера чтобы обеспечить вращение свободной оси фазорегулятора. Вращение лимба прибора по часовой стрелке указывает на прямой порядок следования фаз.
Фазировка и определение разности фазируемых напряжений кабельных, воздушных линий и трансформаторов в электроустановках напряжением 6-10 кВ переменного тока может выполняться специальными указателями напряжения, в состав которого входят собственно указатель напряжения, трубка с добавочным резистором и соединяющий их проводник (рис. 6). В корпус (трубку из изоляционного материала) указателя напряжения 1 вмонтированы сигнальная лампа 7 типа ТНУВ, шунтирующий конденсатор 10 и три дополнительных полистирольных конденсатора 8 типа ПОВ-15 на рабочее напряжение 1 кВ каждый. В трубку 2 встроено до десяти термостойких резисторов 9 типа M ЛT-2, суммарное сопротивление которых составляет 8-10 МОм. Обе трубки последовательно соединены проводом 4 типа ПВЛ-1, выдерживающим испытательное напряжение до 20. кВ. К верхним частям трубок привинчены металлические щупы 3, соединенные с электрической схемой, к нижним — изолирующие штанги 5 с ручкой-захватом 6.
Рис. 6. Указатели напряжения типа УВНФ (а, б) и УВНсТФ-10И (в)для фазировки в установках 6—10 кВ
Кроме указателя напряжения УВНФ с сигнальной лампой для фазировки в установках 6—10 кВ используются двухполюсные цифровые указатели высокого напряжения, например, цифровой УВНсТФ-10И. Напряжение индицируется с помощью цифрового трехразрядного светодиодного индикатора. Указатель выполнен в корпусе из ударопрочного полистирола. Может использоваться как двухполюсный указатель с цифровой индикацией напряжения от 100 В до 15 кВ в сетях 0,4 – 6 – 10 кВ и шагового напряжения
Для фазировки на отключенный аппарат (выключатель, разъединитель) с каждой из его сторон подают фазируемые напряжения. Щупы указателя подносят к зажимам, принадлежащим одному полюсу отключенного аппарата, и наблюдают за свечением сигнальной лампы. При этом возможны два случая включения указателя: встречное включение — это включение на несфазированное напряжение, лампа указателя в этом случае должна ярко гореть, сигнализируя о несовпадении фаз; согласное включение — это включение на напряжение одной и той же фазы. Отсутствие свечения лампы свидетельствует об одноименности фазируемых напряжений, поданных на зажимы полюса, на возможности соединения этих фаз между собой включением коммутационного аппарата.
Порог зажигания сигнальной лампы указателя нормируют при встречном н согласном включении. Под порогом зажигания понимают то минимальное приложенное к щупам указателя напряжение, при котором наступает видимое устойчивое свечение сигнальной лампы. В зависимости от схемы включения указателя порог зажигания принят следующим: при фазируемом напряжении, 6 – 10 кВ напряжение зажигания при встречном включении не выше 1500 – 2750 В. Напряжение зажигания при согласном включении не ниже 7000 – 12700 В. Свечение лампы при подключении обоих щупов указателя к одной фазе на самом деле объясняется влиянием электрических емкостей различных элементов указателя на заземленные конструкции. Прохождение тока через эти емкости и приводит к свечению лампы.
Чтобы избежать ошибки при фазировке, напряжение зажигания указателя при согласном включении принято более высоким, чем то, рабочее напряжение, на котором производится фазировка. Это приводит к тому, что при согласном включении на рабочем напряжении электроустановки лампа указателя светиться не будет. И наоборот, при встречном включении, когда на полюс отключенного аппарата подано несфазированное напряжение, лампа указателя должна загораться при напряжении, значительно меньшем номинального.
Высоковольтные кабели фазируются с помощью трансформаторов напряжения, установленных на центрах питания (ЦП).
При фазировке кабельных и воздушных линий 6 – 10 кВ, не имеющих между собой непосредственной электрической связи и отходящих от разных подстанций, которые в свою очередь питаются от одной синхронно работающей сети используют электрическую емкость «провод – земля». Замкнутые контуры для прохождения тока через прибор образуются благодаря этой электрической емкости. Схема фазировки двух линий показана на рис. 7. Из схемы видно, что через прибор при подключении его к разноименным фазам будет проходить ток, равный геометрической разности емкостных токов фазируемых частей установки.
Рис. 7. Фазировка кабельной линии под напряжением: а) — соответствие фаз кабеля и шин; б) — разные фазы шин и кабеля в месте присоединения последнего; 1 — указатель напряжения; 2 — трубка сопротивления; 3 — провод; 4 — шина; 5 — концевая заделка; 6 — кабель; 7 — разъем спуска шин
При фазировке кабельных и воздушных линий 6 – 10 кВ, не имеющих между собой непосредственной электрической связи и отходящих от разных подстанций, которые в свою очередь питаются от одной синхронно работающей сети используют электрическую емкость «провод – земля». Замкнутые контуры для прохождения тока через прибор образуются благодаря этой электрической емкости. Схема фазировки двух линий показана на рис. 8. Из схемы видно, что через прибор при подключении его к разноименным фазам будет проходить ток, равный геометрической разности емкостных токов фазируемых частей установки.
Рис. 8. Схема прохождения тока через прибор при фазировке линий, не имеющих между собой непосредственной электрической связи
В качестве прибора — индикатора напряжения при фазировке линий применяют указатель напряжения типа УВН. Его сигнальная лампа светится при встречном включении и гаснет при согласном включении, когда фазы совпадают. Последовательность и содержание операций по фазировке не отличаются от тех, которые были описаны при изложении метода фазировки кабельных и воздушных линий 6 – 10 кВ, имеющих между собой электрическую связь.
Иногда этот метод представляют, как фазировку двух трансформаторов по линиям, проложенным между ними. Однако в отличие от фазировки трансформаторов напряжением до 380 В, в данном случае не требуется ни заземления нулевых точек обмоток, ни установки временных перемычек между выводами. Путь прохождения тока через указатель зависит от того, в каком режиме работает установка. В сетях с заземленной или с компенсированной нейтралью ток проходит через нулевые точки трансформаторов, в сетях с изолированной нейтралью – через емкости на землю токоведущих частей установки. Фазировка возможна при отсутствии в сети замыкания на землю.
Для фазировки кабельных и воздушных линий 35 – 110 кВ применяют указатели напряжения типа УВНФ-35-110 или УВНсТФ-10И (рис. 51). Фазировку производят на отключенных разъединителях (или отделителях), выводы которых находятся под напряжением: с одной стороны, от шин РУ, с другой – от фазируемой линии. Сначала на всех фазах разъединителей проверяют наличие напряжения прикосновением щупов указателя к фазе и к заземленной конструкции. При наличии напряжения лампа указателя должна загораться. Затем на крайних фазах разъединителей проверяют совпадение напряжений по фазе. На средней фазе проверку не производят. Если лампа указателя не загорается при фазировке на крайних фазах, то фазировку считают законченной – фазы совпадают. При свечении лампы указателя на обоих крайних фазах или только на одной фазировку прекращают – фазы не совпадают.
2. Методики определения целости жил, характера и места повреждения КЛ
Определение целости жил характера и места повреждения кабельных линий (в общем случае определение места повреждения (ОМП)) подразделяется на три основных этапа:
- диагностика повреждения, то есть определение характера повреждения кабеля. На этом этапе ОМП устанавливается необходимость предварительного прожигания;
- определение зоны предполагаемого повреждения одним из относительных методов;
- уточнение местонахождения повреждения одним из абсолютных методов.
Метод ОМП кабельной линии выбирается в зависимости от характера повреждения. Повреждения кабеля могут быть подразделены на следующие виды:
- повреждения изоляции, вызывающее замыкание одной фазы на землю;
- повреждение изоляции, вызывающее замыкание двух или трёх фаз на землю либо двух или трёх фаз между собой;
- обрыв проводов одной, двух и трёх фаз (с заземлением или без заземления фаз);
- заплывающий пробой изоляции;
- сложные повреждения, представляющие комбинации из вышеупомянутых видов повреждений.
Для установления характера повреждения кабельной линии следует:
- измерить сопротивление изоляции каждой токоведущей жилы по отношению к земле;
- измерить сопротивление изоляции между парой токоведущих жил;
- измерить электрическое сопротивление токоведущих жил;
- определить целостность (отсутствие обрыва) токоведущих жил.
Измерения производятся на кабельной линии, которая отсоединена от источника питания и от неё отсоединены все электроприёмники.
Измерение сопротивления изоляции КЛ рекомендуется производить мегаомметром на напряжение 2500 В. Для измерения электрического сопротивления токоведущих жил могут использоваться мосты постоянного тока. В том случае, если температура окружающей среды Т при измерениях отличается от 20℃, то после измерения производится пересчет сопротивления на температуру 20℃ по формуле:
где ??ρ — среднее значение температурного коэффициента удельного сопротивления.
Полученное значение сопротивления используется для определения длины исследуемого участка кабеля
где ρ – удельное электрическое сопротивление материала, из которого изготовлена токоведущая жила; ? – коэффициент, учитывающий влияние скрутки проволок в жиле, (? = (1,02 ÷ 1,03); ? – сечение жилы.
Численные значения геометрических параметров секторных алюминиевых жил кабелей напряжением 1 – 10 кВ приведены в табл. 2.
Таблица 2. Параметры секторных алюминиевых жил кабелей напряжением 1 – 10 кВ