ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ

Под надежностью понимают свойство системы электроснабжения выполнять заданные функции, сохраняя во времени значения установленных эксплуатационных показателей в заданных пределах, соответствующих заданным режимам и условиям использования.

Надежность системы электроснабжения определяется многими факторами

среди которых следует выделить такой фактор, как повреждаемость системы электроснабжения и её элементов. Надежность системы электроснабжения предполагает бесперебойное питание электроэнергией потребителей, что обеспечивает их бесперебойную работу.

Под бесперебойной работой понимают надёжность или такой режим, при котором возможные кратковременные перерывы питания по своей продолжительности не приводят к расстройству технологического процесса и существенному ущербу производства.

Чтобы обеспечить надежную работу ответственных электроприёмников при нормальном и послеаварийном режимах необходимо:

свести к минимуму число и продолжительность перерывов их

электроснабжения;

обеспечить надлежащее качество электроэнергии для создания

устойчивой работы ответственных технологических аппаратов при нарушениях режима электроснабжения.

Надежность системы электроснабжения, в первую очередь, определяется схемным и конструктивным построениями системы, разумным объемом заложенных в нее резервов, а также надежностью входящих в нее основных составных элементов, в частности электрооборудования.

Для предприятий с непрерывным технологическим процессом одним из важных условий повышения надежности работы является сохранение устойчивости электродвигательной нагрузки при кратковременных перерывах питания. С этой целью производится анализ динамической устойчивости СД с учетом общесистемной автоматики и координации электрических и технологических защит, а также проверка возможности ресинхронизации наиболее ответственных СД и осуществления самозапуска АД во избежание • нарушения технологического процесса.

Перерыв питания электроэнергией предприятия вызывает так называемый ущерб. Перерыв питания может быть вызван авариями или повреждениями в энергосистеме или системе электроснабжения предприятия. Он может сопровождаться полным прекращением или частичным ограничением питания различной продолжительности в послеаварийный период. Система электроснабжения выполняется таким образом, чтобы в этот период было обеспечено электроснабжение основных производств.

Второй вид перерыва (частичный или полный) может быть вызван дефицитом мощности в питающей системе в определенное время суток и бывает различной продолжительности. В большинстве случаев этот вид перерыва может быть заранее предусмотрен ("запланирован") и учтен в программе производства. Никаких мероприятий в системе электроснабжения предприятия при этом не требуется, кроме составления графика отключения менее ответственных потребителей на время ограничения мощности. Ущерб от перерыва питания является основным и наиболее объективным критерием при определении

требуемой надежности.

Время перерыва питания t₀ складывается из времени перерыва по вине источника питания t1 и времени, необходимого для восстановления электроснабжения электроприемника t₂ после возобновления питания. Существует минимально допустимая продолжительность перерыва питания t_0don, которая не отражается на работе данного потребителя вследствие инерционности электроприводных и технологических механизмов и технологических процессов. Перерыв питания, равный t_0don,, или менее его, не вызывает нарушения производственного процесса и прекращения выпуска продукции и не приводит к ущербу. Значение t_0don, зависит от характера процесса и специфики производства и колеблется в больших пределах. Правильное определение t_0dorL важно для расчета надежности питания, затрат на резервирование в электрической и технологической частях и для оценки ущерба от перерыва электроснабжения.

Основным фактором, влияющим на степень резервирования, является удельный вес электроприемников различных категорий. Если преобладают нагрузки I и II категорией, то автоматическое резервирование предусматривают, начиная с высших ступеней электроснабжения. Если же удельный вес электроприемников I категории невелик, то целесообразны более дешевые решения при помощи резервных перемычек небольшой мощности. Иногда такое резервирование целесообразно делать не на подстанции, чтобы не усложнять ее, а на цеховых силовых пунктах, к которым подключены электроприемники I категории. Питание этих пунктов производится от разных подстанций или разных секций подстанций, и для переключения применяется простейшая автоматика.

При определении объема резервирования в системе электроснабжения обязательно учитывают степень резервирования в технологической части. При этом исходят из принципа одинакового уровня надежности в электрической и технологической частях.

Опыт эксплуатации систем электроснабжения показал, что наиболее надежными и экономичными источниками питания (ИП) электроэнергией промышленных предприятий являются электрические станции и сети районных энергосистем. Приведенное в ПУЭ определение независимого источника дает возможность экономичного решения системы электроснабжения для предприятий различной мощности и ответственности. Так, например, для крупных энергоемких предприятий наилучшими, т.е. наиболее надежными, являются территориально разобщенные источники питания.

Главнейшими принципами, лежащими в основе построения надежных схем электроснабжения промышленных предприятий, являются следующие:

1) максимальное приближение источников высокого напряжения к электроустановкам потребителей, благодаря чему уменьшается число сетевых звеньев и ступеней промежуточной трансформации и коммутации;

2) отказ от "холодного "резерва, т.е. от специальных резервных, нормально не работающих линий и трансформаторов, установленных на подстанции; это связано с тем, что при включении под нагрузку таких линий и трансформаторов они могут отказать в работе вследствие долгого бездействия;

3) глубокое секционирование всех звеньев системы электроснабжения (от шин ГПП до шин вторичного напряжения цеховых подстанций, а иногда и до шин цеховых распределительных силовых пунктов; на секционных аппаратах предусматриваются простейшие схемы АВР);

4) раздельный режим работы линии, трансформаторов, токопроводов, что

не только существенно снижает ток КЗ, но и упрощает коммутацию и релейную защиту.

Кроме указанных выше принципов, повышающих надежность системы электроснабжения, предусматривают следующие: из общего перечня нагрузок выделяются ответственные нагрузки, питание которых обеспечивают при проведении энергосистемой аварийных разгрузок. В период послеаварийного режима элементы сети могут быть перегружены в пределах, допускаемых ПУЭ.

Следует принимать во внимание, что проведение профилактических и капитальных ремонтов оборудования систем электроснабжения (если ремонт выполняется не под напряжением) предусматривает отключение элементов, изменение схем коммутаций, что приводит к изменению уровня надежности электроснабжения в этот период времени.

2 НАРУШЕНИЯ НОРМАЛЬНОГО РЕЖИМА ЭЛЕКТРОСНАБ­ЖЕНИЯ

Для ритмичной работы промышленного предприятия по выполнению плана выпуска продукции с требуемыми экономическими показателями система электроснабжения должна обеспечивать потребителей необходимым количеством электроэнергии заданного качества. При этом преобразование и распределение электрической энергии между цехами, установками и отдельными электроприем­никами должны производиться по схеме, отвечающей минимуму затрат.

Нормальным считается такой режим электроснабжения, при котором потребители обеспечиваются электроэнергией заданного качества и количества в соответствии с графиком потребления, и по схеме, предусмотренной для нормальных условий длительной работы.

При эксплуатации, реконструкции и проектировании систем электроснабжения промышленных предприятий необходимо учитывать следующие возможные нарушения нормального режима электроснабжения:

кратковременные и длительные отклонения напряжения от номинального;

внезапные кратковременные (продолжительностью до нескольких секунд) перерывы электроснабжения или глубокие посадки напряжения, вызванные переходными процессами в энергосистеме;

внеплановые перерывы электроснабжения с предварительным предупреждением;

внезапные длительные (до нескольких часов) перерывы электроснабжения;

ограничения электроснабжения по мощности или электроэнергии;

ограничения по мощности или электроэнергии с предварительным предупреждением, приводящие к необходимости консервации предприятия.

Во время работы системы электроснабжения возникают кратковременные переходные процессы, вызванные изменениями перетоков мощности, аварийными режимами, действиями средств противоаварийной автоматики. Эти процессы, несмотря на кратковременность, могут отразиться на режиме работы \ потребителей электроэнергии, особенно промышленных предприятий с непре­рывным технологическим процессом. Основными причинами перерывов электроснабжения являются аварии в энергосистеме или в собственной системе электроснабжения потребителя.

Причинами перерывов электроснабжения могут быть также дефицит мощности или электроэнергии в энергосистеме или ограничения пропускной способности элементов системы электроснабжения.

Исчезновение напряжения на питающей подстанции может вызвать необходимость отключения (автоматического или ручного) последующих элементов системы электроснабжения технологических агрегатов. Поэтому продолжительность перерыва электроснабжения потребителя t₀, как указывалось выше, складывается из времени, необходимого для восстановления напряжения на питающей подстанции t₁ и времени, необходимого на восстановление системы электроснабжения от питающей подстанции до пункта питания электроприемников рассматриваемой технологической установки t2 т.е.

tо ⁼ t1+t 2

Продолжительность t₂, определяется сложностью системы электроснабжения, типом и характеристиками электроприемников технологических установок, автоматизацией управления и т.п. Одним из средств снижения t₂ является устранение промежуточных трансформаций, применение глубоких вводов, самозапуск агрегатов технологических установок и др. Каждому типу электроприемников и технологических установок свойственно свое допустимое время перерыва t_0don.

При предварительном предупреждении о перерыве электроснабжения потребитель может провести необходимые мероприятия для прекращения технологического процесса с минимальными потерями, избежать порчи материалов, повреждения оборудования и др.

Например. При электролизе алюминия перед длительным отключением электроэнергии во избежание застывания электролита и алюминия из ванны выливают весь электролит и часть металла, а аноды опускают до соприкосновения с оставшимся металлом. Это обеспечивает минимальные потери в технологическом процессе.

Дальнейшие потери потребителя определяются характеристиками технологического процесса и длительностью перерыва электроснабжения. После восстановления электроснабжения технологический процесс возобновляется.

Потери потребителей при перерывах электроснабжения с предварительным предупреждением определяются потерями, вызванными необходимостью останова и последующего пуска технологических установок, простоем персонала, а также недовыработкой продукции за время простоя.

Хотя при остановах с предварительным предупреждением удается, как правило, избежать повреждения оборудования, возникающего при внезапном перерыве электроснабжения, для некоторых производств с непрерывным технологическим процессом остановы снижают срок службы технологического оборудования. Как показывает опыт эксплуатации, целесообразно останов с предварительным предупреждением совмещать с проведением плановых ремон­тов технологического и энергетического оборудования.

Внезапные перерывы электроснабжения могут привести к повреждению оборудования, браку продукции, порче сырья, а в ряде случаев и к крупным авариям. Потери потребителя во многом зависят от совпадения перерыва электроснабжения с тем или иным этапом технологического процесса. Иногда повреждение или сокращение срока службы оборудования возникает только при определенной длительности перерыва электроснабжения.

Основными причинами возникновения ограничения по мощности и электроэнергии являются крупные аварии в энергосистеме, приводящие к нарушению баланса активной мощности.

Кроме этих причин, могут иметь место также ошибки в прогнозировании спроса мощности (особенно в часы максимума энергосистемы) и электроэнергии, а также стихийные явления.

При заблаговременном предупреждении энергосистемой потребители могут принять меры, позволяющие сохранить в работе все электроприемники или их часть, но при сниженном электропотреблении. На предприятиях разработаны графики перевода электроприемников в режим ограниченного потребления, а также определены электроприемники и очередность их отключений.

Продолжительность восстановления технологического процесса после длительного перерыва электроснабжения зависит от следующих факторов:

особенностей технологического процесса;

времени перерыва электроснабжения;

совпадения перерыва электроснабжения с тем или иным этапом технологического процесса;

автоматизации производства;

квалификации обслуживающего персонала и т.п.

К нарушению нормального режима относят также питание потребителей по

резервным элементам системы электроснабжения, если при этом возникают дополнительные потери электроэнергии в сети.

Нарушение нормального режима электроснабжения может вызвать у потребителя разладку технологического процесса, брак продукции, выход из строя и сокращение срока службы оборудования, увеличение удельных затрат электроэнергии, сырья, материалов на выработку продукции, простой обслуживающего персонала.

В некоторых случаях внезапный перерыв электроснабжения может вызвать крупные аварии на промышленных предприятиях. Ущерб, вызванный указанными последствиями, называется прямым ущербом.

Отказом называется событие, заключающееся в переходе оборудования с одного уровня работоспособности или функционирования на другой, более низкий, или в полностью неработоспособное состояние. Отказы классифицируются по разным признакам:

1) по степени нарушения работоспособности: полные или частичные. Для части системы электроснабжения отказ одного элемента или группы элементов в одном случае может привести к ограничению потребляемой мощности и энергии, в другом — к полному прекращению электроснабжения потребителей; в первом случае отказ следует считать частичным, во втором — полным; если рассматри­вать для системы в целом, то оба отказа следует считать частичными;

2) по связи с отказами других элементов (оборудования): независимые и зависимые

Факторы, определяемые свойствами применяемых материалов, — это, в основном, особенности контактных и изоляционных материалов, а также материалов для пружин, термобиметаллических элементов и т.п.

При эксплуатации электрооборудование подвергается разнообразным воздействиям, зависящим от нагрузки, режима и условий работы. По влиянию на характеристики работоспособности оборудования эксплуатационные факторы делят на две группы:

1) ток и напряжение, род тока, характер нагрузки, частота срабатывания, продолжительность включения и др.;

2) окружающая температура, влажность воздуха, давление и запыленность воздуха, агрессивные газы, особенности монтажа, внешние вибрации, действия обслуживающего персонала и др.

Суммарное воздействие той или иной комбинации перечисленных выше факторов вызывает отказы оборудования.

Возникновению отказов способствуют также следующие часто встречающиеся недостатки при эксплуатации оборудования:

пренебрежение указаниями заводских инструкций по монтажу, регулировке и обслуживанию;

недопустимые змены материалов изношенных деталей, в особенности контактных;

нарушение правил хранения и транспортировки;

неправильное использование в непредусмотренных режимах или условиях;

неправильная, небрежная или несвоевременная профилактика и ДР.

Большая часть повреждений в системах электроснабжения связана с нарушением электрической изоляции элементов (генераторов, трансформаторов, кабельных и воздушных линий, компенсирующих устройств и др.). Поэтому от момента возникновения повреждения до его локализации зона неблагоприятного влияния, как правило, велика. Причем для отдельных видов потребителей (напри­мер, предприятий химической промышленности) сам факт возникновения повреждения, при котором понижается напряжение, является отказом.

Элементы систем электроснабжения относятся к восстанавливаемым при отказах. Надежность системы или элемента обеспечивается свойствами безотказности, долговечности, устойчивости, управляемости, живучести, безопасности и ремонтопригодности, о которых подробно будет изложено в последующих главах книги.

В процессе эксплуатации элементов системы электроснабжения в материалах, из которых они изготовлены, вследствие термических и механических воздействий, а также воздействий электромагнитных полей, агрессивной среды, снижения показателей качества электроэнергии накапливаются необратимые изменения, снижающие прочность, нарушающие координацию и взаимодействие частей. Эти изменения в случайные моменты времени могут приводить к отказу элемента.

При рассмотрении показателей надежности любого элемента различают три периода его эксплуатации: I — период приработки; II — период нормальной эксплуатации; III — период интенсивного износа и старения.

Период I характеризуется снижением интенсивности отказов с течением времени, что объясняется выявлением скрытых дефектов монтажа и изготовления, отбраковкой элементов.

Период II характеризуется примерно постоянной интенсивностью отказов. При этом они имеют внезапный характер (механические повреждения, повреждения вследствие неблагоприятных внешних условий и т.д.).

Период III характеризуется повышением интенсивности отказов с течением времени и связан с интенсивным износом и старением, необратимыми физико-химическими процессами в материалах, из которых изготовлены элементы и их части (постепенные отказы).

Подразделение отказов на внезапные и постепенные условно и служит для удобства анализа и количественной оценки протекающих явлений.

Основной причиной внезапных отказов является превышение механической прочности элемента.

Например. Кабельная линия напряжением 6- 10 кВ обладает определенной механической прочностью, и все ее конструктивные элементы выполнены так, чтобы обеспечить сохранность линии при воздействии механических нагрузок, не превышающих предел прочности бронированного покрытия, оболочки, изоляции жил кабеля. Механические нагрузки, воздействующие на кабельную линию при эксплуатации, являются случайными, и связи между значениями таких нагрузок во времени обычно не наблюдаются. Пиковые экстремальные нагрузки, приводящие к повреждению кабельной линии, возникают случайно, и невозможно однозначно предсказать момент их появления. Среднее значение воздействующих механических нагрузок на кабельную линию практически при любых условиях прокладки намного меньше предельно допустимого (по механической прочности). Первое превышение механической прочности кабель­ной линии приводит к ее отказу. Учитывая конструкции кабельных линий и характерные условия их эксплуатации, следует отметить два обстоятельства:

уровень предельно допустимой механической нагрузки остается постоянным в период эксплуатации;

отказ возникает в результате не постепенного изменения внутреннего состояния элемента (так как предел механической прочности с течением времени изменяется мало), а лишь как следствие внешних случайных воздействий, являющихся независимыми и возникающих в случайные моменты времени, которые однозначно предсказать невозможно.

Основной причиной постепенных отказов является старение материалов и износ отдельных частей элементов. Со временем материалы, из которых изготовлен элемент, претерпевают необратимые изменения. Причинами их возникновения являются следующие факторы:

• тепловое, вибрационное старение изоляции трансформаторов, кабельных линий, генераторов;

• коррозия металлических частей проводов, опор, оболочек кабельных линий;

• износ дугогасительных камер коммутационных аппаратов при отключении токов КЗ;

• деформация материалов;

• диффузия одного материала в другой;

• механическая нагрузка.

По мере эксплуатации элементов (оборудования) вследствие влияния процессов нагревания, обусловленных протеканием токов нагрузки; изменения условий внешней среды; электродинамических сил, возникающих при резком изменений тока; вибрации; повышения влажности и вредных примесей в среде, окружающей изоляцию; воздействий электрического поля в изоляции происходят сложные физико-химические процессы старения. Изоляция становится хрупкой, ломкой, появляются трещины, в результате чего уменьшается ее электрическая прочность и при случайном превышении напряжения сверх допустимого уровня происходит отказ.

Аналогичные ситуации происходят при коррозии и окислении металлических частей оборудования, а также под воздействием механических нагрузок. Эти факторы приводят к постепенному снижению прочности и при случайном превышении предела прочности — к отказу оборудования. Таким образом, постепенный износ отдельных частей оборудования представляет собой как бы накопление элементарных повреждений в различных его частях и снижение общего предела прочности. После достижения некоторого уровня, т.е. накопления определенного числа элементарных повреждений, происходит отказ оборудования системы электроснабжения. Если в случае внезапных отказов первое превышение предела прочности приводит к отказу оборудования, то в случае постепенных отказов необходимо интегрирование элементарных повреждений в различных его частях, обусловленных влиянием многих факторов, носящих случайный характер и приводящих к постепенному изменению состояний оборудования. Таким образом, необходимо, например, многократное превышение температуры изоляции сверх допустимой, многократное отключение токов КЗ выключателями, многократное воздействие неблагоприятных условий внешней среды и т.д.

Надежность наиболее распространенных элементов электрических сетей, таких, как силовые трансформаторы, кабельные линии, в значительной степени определяются надежностью работы изоляции, "прочность" которой изменяется при эксплуатации. Основной характеристикой изоляции электротехнических изделий является, как указывалось выше, ее электрическая прочность, которая в зависимости от условий эксплуатации и вида изделия определяется механической прочностью, эластичностью, исключающей возможности образования остаточных деформаций, трещин, расслоений под воздействием механических нагрузок, т.е. неоднородностей.

Разрушение изоляции при функционировании элемента происходит, в основном, в результате нагревания токами нагрузок и температурных воздействий внешней среды; механические нагрузки (вибрация, деформация, удары и др.) также вызывают разрушение изоляции.

Если изоляция находится под воздействием высокого напряжения, то на процессы старения изоляции заметно влияет электрическое поле. Вначале, когда изоляция новая и достаточно однородная, электрическое старение происходит медленно. При эксплуатации, вследствие тепловых и механических воздействий, сопровождающихся расслоением, возникновением воздушных прослоек, пустот, трещин, газовых включений, масла, электрическое старение становится заметным.

Среди перечисленных факторов, определяющих срок службы изоляции указанных элементов систем электроснабжения, одним из основных является тепловое старение. На основании экспериментальных данных было получено известное "восьмиградусное правило", согласно которому повышение температуры изоляции, выполненной на органической основе, на каждые 8 °С в среднем вдвое сокращает срок службы изоляции.

Другим важным фактором, вызывающим интенсивное старение изоляции, является механическая нагрузка, обусловленная электродинамическими процессами при резких изменениях тока, например при резкопеременной нагрузке силового трансформатора, частых набросах и сбросах нагрузки, сквозных токах КЗ. Механические характеристики прочности изоляции также зависят от температуры. Так, при ее увеличении предел механической прочности изоляции быстро снижается.

Указанные выше два фактора, влияющие на срок службы изоляции, тесно связаны между собой и зависят в значительной степени от качества изготовления электротехнического изделия, от однородности материала изоляции.

Опыт эксплуатации основного оборудования систем электроснабжения промышленных предприятий показывает, а статистика подтверждает, что наименьшее число отказов имеют воздушные и кабельные линии, затем масляные выключатели и другое оборудование. Более подробные сведения приведены в следующих главах книги.

Статистические исследования показали, что масляные выключатели в значительном числе случаев (от 17 до 35 %) отказывают при отключении токов КЗ и в большинстве случаев их отказ сопровождается КЗ в ячейке (от 66 до 100%), а следовательно, на шинах распределительного устройства (РУ).

Отказы большей части элементов систем электроснабжения: воздушных и кабельных линий, генераторов, трансформаторов, сборных шин, выключателей и разъединителей (в статическом состоянии) — сопровождаются обычно КЗ (одно-, двух- и трехфазными). Отказы такого вида не локализуются в отказавших элементах, а приводят к необходимости работы релейной защиты и автоматики, воздействующей на коммутационные аппараты (выключатели, автоматические воздушные выключатели и предохранители), которые локализуют отказ элемента и ограничивают зону и продолжительность его воздействия на другие элементы.

Коммутационные аппараты также могут отказывать при необходимости отключения (включения), т.е. при заявке на срабатывание. Кроме того, не каждый элемент в системе электроснабжения оборудован с двух сторон автоматическим коммутационным аппаратом, способным локализовать его отказ. Поэтому зона его действия на системы в зависимости от схемы коммутации может быть весьма обширной, даже при отказе одного независимого элемента.

Отказы электрооборудования в системах электроснабжения наносят ущерб не только потребителям, которые могут быть отключены от источников электроснабжения, но и самим системам электроснабжения, прежде всего потому, что приводят к внеплановым и аварийным ремонтам и ревизиям электрооборудования, связанным с расходами на производство и содержание ремонтного персонала. Изменения режима работы систем электроснабжения после отключения отказавшего оборудования вызывают перерасход топлива, увеличение потерь в сетях в послеаварийном режиме. Кроме того, отказы оборудования при неблагоприятном стечении обстоятельств могут развиться в тяжелые системные аварии.

Надежность подстанции как элемента системы электроснабжения зависит от быстроты и безотказности действия устройств релейной защиты, автоматического повторного включения линий и трансформаторов.

Устройства релейной защиты в период эксплуатации могут быть в следующих состояниях:

• полной работоспособности с включением во вторичные цепи из­мерительных трансформаторов и в оперативные цепи аппаратуры;

• полной работоспособности, но выведены из работы по вторичным и оперативным цепям;

• нечувствительности к повреждениям в зоне действия;

• подачи ложного сигнала в оперативные цепи при отсутствии каких-либо возмущений в первичной цепи.

Последние три состояния вызывают соответственно три вида отказов устройств релейной защиты и автоматики:

а) отказы в срабатывании при появлении повреждения или ненормального режима;

б) неселективные (неизбирательные) срабатывания при повреждениях на соседнем участке;

в) ложные срабатывания при отсутствии повреждений и ненормальных режимов.

Правильная организация системы ремонтов и профилактики электрооборудования, в том числе и устройств релейной защиты и автоматики, значительно повышает надежность подстанций, а, следовательно, и надежность системы электроснабжения в целом.

4 ПРИЧИНЫ ПОВРЕЖДЕНИЙ ОСНОВНОГО ОБОРУДОВА­НИЯ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

Повреждения оборудования в системах электроснабжения промышленных предприятий являются отказами. Ниже приведены основные причины повреждений воздушных и кабельных линий, силовых трансформаторов и коммутационных аппаратов.

Наиболее часто повреждаются линии электропередач (воздушные и кабельные). Это связано с их территориальной рассредоточенностью и подверженностью влиянию внешних неблагоприятных условий среды.

Основными причинами повреждений воздушных линий являются:

гололедно-ветровая нагрузка;

перекрытия изоляции вследствие грозовых разрядов;

повреждение опор и проводов автотранспортом и другими механизмами;

дефекты изготовления опор, проводов, изоляторов;*

перекрытия изоляции из-за птиц;

несоответствие опор, проводов, изоляторов природно-климатическим зонам;

неправильный монтаж опор и проводов;

несоблюдение сроков ремонта и замены оборудования.

Указанные причины приводят, в основном, к ослаблению или нарушению механической прочности опор, проводов, изоляторов;

поломке деталей опор; коррозии и гниению металлических и деревянных частей.

Вибрация, "пляска" и обрыв проводов, разрушение опор или их частей сопровождаются, как правило, КЗ (одно-, двух- и трехфазными) воздушных линий.

Основной причиной повреждения кабельных линий является нарушение их механической прочности землеройными машинами и механизмами (до 70 % всех повреждений, что зависит от интенсивности проведения земляных работ в местах прокладки кабелей и способов их прокладки: непосредственно в земле, трубах, блоках, туннелях). Наибольшая повреждаемость возникает при прокладке кабелей непосредственно в земле.

Значительную долю повреждений кабельных линий составляют электрические пробои в кабельных муфтах (соединительных) и на концевых воронках, участках кабелей, проложенных с большим уклоном.

Существенно реже возникают повреждения кабельных линий вследствие старения и износа изоляции (междуфазной и поясной), попадания влаги в кабельную линию, коррозии металлических частей (коррозия усиливается при появлении блуждающих токов), возникновения неравномерностей в вязкой пропитке по длине кабеля из-за разности уровней по горизонту. Повреждения кабельных линий, также как и воздушных, сопровождаются КЗ. Продолжитель­ность восстановления кабельных линий намного больше, чем воздушных, и составляет десятки часов.

Силовые трансформаторы по сравнению с воздушными и кабельными линиями повреждаются реже, но их восстановление требует более продолжительного времени (от единиц до сотен часов).

Основными причинами повреждения трансформаторов являются:

нарушение изоляции обмоток вследствие воздействия внешних и внутренних перенапряжений, сквозных токов КЗ, дефектов изго­товления; причины повреждения изоляции обмоток трансформаторов -это ее износ и старение вследствие перегрузок, недостаточного охлаждения;

повреждение устройств, регулирующих напряжение (особенно автоматических под нагрузкой);

повреждение вводов трансформаторов вследствие перекрытия изоляции;

повреждение контактных соединений;

утечка масла (для масляных трансформаторов).

Коммутационные аппараты, применяемые в системах электроснабжения

промышленных предприятий, являются более сложными с точки зрения надежности объектами, чем рассмотренные выше воздушные и кабельные линии и силовые трансформаторы.

Известно, что коммутационные аппараты подразделяются на автоматические (выключатели, отделители с короткозамыкателями, автоматические воздушные выключатели, предохранители) и неавтоматические (разъединители и рубильники).

Повреждения коммутационных аппаратов происходят при выполнении ими операций (отключение токов КЗ, токов нагрузок, оперативных переключений и др.) и в стационарном состоянии.

Основными причинами повреждения коммутационных аппаратов являются:

несрабатывание приводов;

механические и электрические повреждения;

износ дугогасительных камер;

обгорание контактов;

перекрытие изоляции при внешних и внутренних перена­пряжениях.

Продолжительность восстановления коммутационных аппаратов возрастает с увеличением номинального напряжения электрооборудования и, как правило, соизмерима с продолжительностью восстановления воздушных линий (единицы, десятки часов).

Для указанного выше оборудования причинами повреждений могут быть ошибочные действия оперативного персонала, а также неправильное действие релейной защиты и автоматики (ложное срабатывание, неселективное срабатывание, несрабатывание), приводящие к КЗ.

Элементы систем электроснабжения, которые подвергаются аварийному ремонту после возникновения повреждений, нередко подвергаются также и профилактическому предупредительному ремонту, осуществляемому в тех случаях, когда отдельные части элементов изношены. Такой ремонт увеличивает интервал времени между отказами, что позволяет сделать предположение, что элемент, в данном случае коммутационный аппарат, после аварийного ремонта восстанавливается до состояния "нового".

Поиск по сайту: