Эксплуатация электрооборудования

Некоторые виды электрооборудования используются только на тяговых подстанциях. Наибольшее количество такого оборудования устанавливается на тяговых подстанциях постоянного тока: выпрямители, сглаживающие устройства, выключатели автоматические быстродействующие и др.

Каждому виду оборудования требуется качественная эксплуатация, так как вовремя обнаруженные недостатки в работе электрооборудования тяговых подстанций позволяют в плановом порядке вывести поврежденное оборудование в ремонт без прекращения электроснабжения потребителей.

При ежедневном осмотре быстродействующих выключателей постоянного тока без их отключения проверяются: внешнее состояние камер, отсутствие следов подгаров и перекрытий, исправность заземления, показания счетчика числа аварийных отключений, нагрузка (по килоамперметру) и соответствие сигнализации положению выключателей.

Испытания быстродействующего выключателя проводятся не реже одного раза в год бригадой в составе электромеханика и электромонтера тяговой подстанции, имеющего V квалификационную группу и включают в себя следующие операции.

Испытания повышенным напряжением проводятся согласно Инструкции   повышенным напряжением переменного тока частотой 50 Гц в течение 1 мин. Высоковольтные испытания проводятся специально обученным персоналом, имеющим право на их проведете. Нормы испытательных напряжений указаны в табл. 2.11.

При испытаниях опорных изоляторов проверяют маркировку проводов, присоединенных к катушкам и блок-контактам выключателя, и отсоединяют все провода. Вводы включающей и держащей катушек, а также подвижный и неподвижный контакты закорачивают между собой и подают на них испытательное напряжение. Нижние фланцы изоляторов должны быть заземлены.

При таком порядке испытаний опорных изоляторов не исключены случаи изменения полярности выключателя и неправильного включения блок-контактов при подсоединении проводов, поэтому испытания опорных изоляторов значительно упрощают, испытывая их по частям. Для этого корпус выключателя заземляют, средние части каждого опорного изолятора обматывают витком медной гибкой проволоки, объединяют между собой и подают на них напряжение, равное половине испытательного.

Испытательные напряжения промышленной частоты для изоляции быстродействующих выключателей

Характер испытаний	Норма, кВ
	ВАБ-49	ВАБ-43
Испытания между:
включающей, держащей катушками и быстродействующим приводом		10,5
разомкнутыми главными контактами при открытой камере	12	10,5
разомкнутыми главными контактами при закрытой камере	8,4	8,4
быстродействующим приводом и «землей»	—	10,5
блок-контактами и быстродействующим приводом	—	10,5
разомкнутыми блок-контактами	2,1	2,1
опорными изоляторами и «землей»	25,0	25,0
шиной главного тока реле РДШ и контактами реле	15	—
выводами калибровочной катушки и шиной реле РДШ или быстродействующим приводом выключателя	2,1

Опорные изоляторы испытывают также при испытании изоляции подвижного контакта при заземленных катушках выключателя, но испытательное напряжение при этом составляет всего лишь 10 кВ. Учитывая, что пробой опорной изоляции выключателя, как правило, приносит значительно меньший ущерб, чем пробой держащей или включающей катушек, следовало бы считать достаточным испытание опорной изоляции напряжением, не превышающим испытательное напряжение подвижного контакта при заземленных включающей и держащей катушках.

При испытании изоляции выключателя относительно цепей вторичной коммутации неподвижного контакта при открытой камере заземляют гибким медным проводом МГГ неподвижный контакт и выводы держащей катушки, после чего присоединяют вывод испытательного аппарата к подвижному контакту, снимают с него защитное заземление и подают напряжение 10 кВ в течение 1 мин. Затем отключают испытательное напряжение, а вывод испытательного аппарата и подвижной контакт выключателя заземляют.

При испытании изоляции контактов при закрытой камере сначала опускают камеру. Затем снимают заземление с подвижного контакта и подают напряжение 8,4 кВ промышленной частоты испытательным аппаратом в течение 1 мин, после чего отключают испытательное напряжение и устанавливают заземление на подвижный контакт. Присоединяют вывод испытательного аппарата к токопроводу реле дифференциального шунтового (РДШ), снимают заземление с шины, где включено реле РДШ, и подают испытательное напряжете. По окончании испытания отключают напряжение, устанавливают заземление на шины и вывод испытательного аппарата.

При испытаниях выключателей повышенным напряжением промышленной частоты токи утечки не нормируются. Выключатель считается выдержавшим испытание, если за время испытаний не наблюдалось пробоев и перекрытий изоляции, сильного коронирования, роста и колебаний тока утечки, на испытательной установке не было посадок напряжений и при ощупывании изоляции после испытаний не обнаружено местных нагревов.

Измерение сопротивления изоляции цепей в собранном виде мегаомметром на 1 000 В производят до и после высоковольтных испытаний. Выводы держащих и включающих катушек должны иметь надежную изоляцию, исключающую попадание высокого напряжения в цепи управления. Сопротивление изоляции вторичных цепей должно быть не меньше 1 МОм.

Измерение нажатия главных и дугогасительных контактов начинают с закладки 2 — 3 листов бумаги между главными контактами выключателя и подключения к ним омметра. Включают выключатель. Тягу динамометра присоединяют к подвижному дугогасительному контакту и, приложив к нему усилие, фиксируют его значение в тот момент, когда показания омметра будут максимальны. Они должны находиться в пределах 12 — 14 кгс. Если необходима регулировка нажатия, то ослабляют гайки, держащие скобу 4, и перемещают ее в сторону неподвижного контакта (рис. 1). Провал дугогасительного контакта 52 проверяют щупом, величина которого должна быть 1,8 — 3,0 мм (рис. 2). Для выставления зазора поворачивают гайку 10, предварительно вынув шплинт.



Рис. 1. Элементы выключателя ВАБ-43 в отключенном положении:

1 — контакт подвижный; 2 — ось; 3 — контакт дугогасительный; 4 — скоба; 5 — гайка; 6,9 — пружина; 7 — гибкая связь; 8 — упор; 10 — тяга; 11 — рычаг;

12 — блок-контакты

Проверку усилия нажатия главных контактов проводят так же, но бумагу прокладывают между дугогасительными контактами, а тягу динамометра присоединяют к отверстию в главном подвижном контакте. Перед проверкой главный подвижный контакт 2 — 3 раза плавно оттягивают до положения размыкания контактов, а затем фиксируют показания динамометра. Усилие нажатия главных контактов находится в пределах 32 — 36 кгс. Регулировка проводится изменением сжатия контактных пружин 14 (см. рис. 2). Величину провала главных контактов характеризует зазор 8], для замера которого поворачивают ось 15 в прорези якоря так, чтобы плоскости ее и упора 16 были параллельны. Величина зазора 8[ должна быть 2,0 — 2,4 мм. При необходимости регулировки надо расконтрить упор, установить требуемый зазор и тщательно законтрить упор.



Рис. 2. Элементы выключателя ВАБ-43 во включенном состоянии:

1 — якорь; 2 — держащая катушка; 3,7 — вкладыш; 4 — катушка магнитного дутья; 5 — пружина; 6 — контакт дугогасительный; 8, 15 — ось; 9 — скоба; 10,13 — гайка; 11,14 — пружина; 12 — тяга; 16 — упор; 17 — тяга; 18 — рычаг; 19 — блок-контакт; 20 — гайка; 21 — пружина; 22 — катушка управления;

23 — сердечник

Большой объем занимает измерение лимитирующих зазоров и расстояний. Основными инструментами и приборами здесь являются щупы, штангенциркуль и гаечные ключи. Эту же очень важную настройку проводят и при текущем ремонте быстродействующих выключателей, поэтому подробно процесс измерения лимитирующих зазоров и расстояний   изложен в другой статье.

Измерение тока держащей катушки выключателя выполняют при отсоединенном конце держащей катушки на клеммной сборке и включенном в рассечку амперметром. Одновременно вольтметром измеряют напряжение на шинах аккумуляторной батареи. Замеры проводят при напряжении 80 и 100 % от Uном, при этом убеждаются в надежной работе включающего механизма. Ток держащей катушки выключателя ВАБ-43/1-4000/30-ЛУХЛ-4 должен быть равен 0,22 ± 0,02 А.

Для измерения площади прилегания якоря к магнитопроводу закладывают между якорем и полюсом лист чистой и копировальной бумаги. После включения и отключения выключателя на чистом листе остается отпечаток поверхности соприкосновения якоря и полюса. Если она составляет 60 — 70 % общей поверхности, необходимо притирать контакты.

Настройка выключателя на ток отключения является заключительным этапом его профилактических испытаний и производится лишь после приведения в норму всех его механических и электрических характеристик. Для исключения погрешности от изменения тока держащей катушки при ее нагреве необходимо перед настройкой прогреть держащую катушку номинальным током в течение 2 ч.

Настройку выключателей рекомендуется производить, как правило, прямым методом, то есть путем прогрузки его силовой цепи током, равным току срабатывания выключателя. Он дает хорошую точность настройки выключателя и, кроме того, в большей степени характеризует правильность его полярности.

Для настройки выключателей собирают либо шестипульсовую схему выпрямления, которая применяется для настройки выключателей тяговых подстанций с такой же схемой выпрямления, либо схему с низковольтными многоамперными агрегатами 12-пульсового выпрямления или с такими же вращающимися генераторами постоянного тока, например, типа АНД-2500/5000 (рис. 3, а) или с опытными агрегатами завода ВЭИ (на подстанциях с двенадцатипульсовыми схемами выпрямления) (рис. 3, б).

Настройку начинают с проверки величины тока держащей катушки и при необходимости регулируют ее до 0,5 — 0,01 А. Калибровку этой уставки проводят изменением положения магнитного шунта 34 (рис. 4). Для этого вынимают винт 45, а магнитный шунт поднимают в крайнее верхнее положение. При этом увеличивается магнитное сопротивление левой части магнитопровода, поэтому магнитный поток, проходящий через магнитный шунт, уменьшается, а проходящий по основной магнитной цепи — увеличивается; соответственно ток уставки срабатывания становится больше. Положение магнитного шунта изменяют, вращая шпильку 46.

Рис. 3. Испытания низковольтной выпрямительной установкой ЦЭ МПС (а) и быстродействующих выключателей многоамперным генератором постоянного тока (б):

1. — двигатель-генератор АНД-2500/5000; 2 — быстродействующий выключатель; 3 — автотрансформатор; 4 — трансформатор; 5 — полупроводниковые выпрямители

После этого выключатель включают и регулируют усилие натяжения отключающих пружин 35 до значений (286 — 500) Н (что соответствует длине растянутой пружины 1 = 209+9 мм), добиваясь отключения выключателя при токе главной цепи 5000 — 5500 А. При необходимости изменяют величину держащего тока в пределах 0,5 — 0,55 А.

Чтобы окончательно отрегулировать отключение выключателя на требуемый ток уставки, постепенно перемещают магнитный шунт вниз и каждый раз проверяют величину тока срабатывания. Затем закрепляют магнитный шунт в требуемом положении и наносят на шкалу величину уставки.



Рис. 4. Полюс выключателя ВАБ-43 с камерой:

1,22,51 — скобы; 2 — экран; 3 — контакт подвижный; 4,7 — упоры; 5 — связь гибкая; 6 — пружина; 8, 18, 52 — гайки; 9, 13 — тяги; 10, 25, 53 — оси; 11, 14 — рычаги; 12 — защелка; 15 — блок-контакты; 16, 21,50 — пружины; 17, 19 — экраны; 20 — панель; 23,26 — сердечники; 24,28 — якорь; 27 — катушка управления; 29 — виток размагничивающий; 30 — шунт индуктивный; 31 — брус нижний; 32,40 — шины; 33 — катушка; 34 — шунт магнитный; 35 — пружины отключающие; 36 — брус верхний; 37 — панель; 38 — полюса магнитного дутья; 39 — контакт неподвижный; 41 — ось; 42 — связь гибкая; 43, 47 — рога; 44 — подшипник; 45 — винт; 46 — шпилька; 48 — контакт дугогасительный;

49 — связь гибкая; I, II, III — разрезы

Для выбранного значения тока уставки необходимо определить ток в катушке управления 2 7. Для этого отключают ток главной цепи, подают в катушку управления ток полярности, обратной включающему току, и строят калибровочную кривую, проверяя ее в дальнейшем не реже двух раз в год.

В заключение производят 10 контрольных включений и отключений приработочного цикла с помощью станции управления, обращая внимание на то, чтобы защелка 12 механизма свободного расцепления четко сбивалась, а якорь 24 до упора притягивался к сердечнику 23, свободно вращаясь на оси.

Значительно проще проводится калибровка тока уставки у быстродействующего выключателя ВАБ-49. Здесь проверяется ток уставки реле РДШ (рис. 5) путем прогрузки главным током. Предварительно для диапазона уставок (2400 — 6000) А устанавливают ориентировочную величину рабочего зазора 8 = 4 мм путем изменения положения контактной планки. Затем растягивают пружину 9 с помощью гайки 6 до упора и отпускают ее на 5 мм. Перемещая планку 4, добиваются максимальной уставки в заданном диапазоне. После этого делают на шкале 8 первую отметку, закрепив планку. Весь диапазон уставок получают, уменьшая длину пружины и делая отметки на шкале. Момент срабатывания реле фиксируют по размыканию контактов с помощью лампы на напряжение 12 В. Гайку 6 зашплинтовывают.

Уставки срабатывания выключателей выбирают таким образом, чтобы обеспечивалось надежное отключение при КЗ в наиболее удаленной точке при нормальной и вынужденной схемах питания контактной сети (в случае вывода из работы поста секционирования или одной смежной подстанции).



Рис. 5. Общий вид реле РДШ:

1 — шина; 2 — магнитопровод; 3 — якорь; 4 — контактная планка; 5 — панель; 6 — гайки; 7 — шпилька; 8 — шкала; 9 — пружина; 10 — катушка

На тяговых подстанциях с дежурным персоналом осмотр преобразователей без снятия напряжения проводят один раз в день.

Внешний осмотр преобразователей производят на предмет наличия видимых повреждений, постороннего шума, треска, разрядов в шкафах преобразователя, цепях RC.

При проверке соответствия положения аппаратуры управления и сигнальных указателей режиму преобразователя по положению рукоятки привода убеждаются во включенном положении разъединителей шкафов RC и целостности предохранителей. По показаниям стрелочных приборов на панели управления, а также по показаниям приборов защиты от неполнофазных режимов определяют отсутствие или наличие колебаний напряжения и тока преобразователя. В последнем случае преобразователь отключают, так как причиной колебаний может быть повреждение силовой цепи или цепи управления. По состоянию блинкеров или сигнальных ламп защиты от пробоя вентилей проверяют исправность вентилей; при наличии неисправностей делают запись в журнале учета. При двух и более пробитых вентилях в плече преобразователь выводят из эксплуатации для внеочередного ремонта.

По состоянию сигнальных ламп на панели управления определяют исправность системы сигнализации преобразовательного агрегата, обратив внимание на положение ключей автоматики и телеуправления, а также кнопок или рычагов автоматических выключателей вентиляторов, насосов, цепей управления отдельными элементами. При обнаружении расхождений в положениях ключей с режимом работы подстанции необходимо доложить энергодиспетчеру, выяснить причину расхождения и установить ключи в положение, соответствующее режиму работы подстанции.

При осмотре состояния разрядников определяют исправность токоограничивающих резисторов; у роговых разрядников, установленных для защиты от перенапряжения, измеряют зазор между дугогасительными рогами, который должен быть в пределах 1,2 — 1,3 мм.

При проверке систем охлаждения преобразователей обращают внимание на плавность работы вентиляторов и масляных насосов, степень нагрева подшипников, отсутствие вибрации. У преобразователей с естественным охлаждением на ощупь проверяют равномерность нагрева шкафов с вентилями; на преобразователях, имеющих индивидуальные реле заземления, визуально проверяют исправность заземляющей проводки и отсутствие шунтировок.

При проверке показаний регистрирующих приборов (счетчиков числа автоматических включений и отключений), регистраторов срабатывания разрядников и др. их значения сверяют с записями в журнале и при необходимости делают дополнительную запись о срабатывании.

По окончании осмотра проверяют наличие пломб на реле защиты, автоматики, блокировочных замках дверей и шкафов преобразователей.

Профилактические испытания полупроводниковых выпрямителей проводятся бригадой в составе электромеханика и электромонтера IV квалификационной группы.

При испытаниях преобразователей производят:

1. проверку целостности и электрической прочности вентилей (распределение обратного напряжения между последовательно соединенными вентилями);
2. измерение сопротивления изоляции между стяжными шпильками и радиаторами вентилей и других токоведущих элементов по отношению к заземленным конструкциям (измеренное мегаомметром на 2500 В, оно должно быть не менее 10 МОм);
3. проверку работоспособности встроенной защиты от неравномерности распределения тока;
4. проверку работы защиты от пробоя вентилей (работу выполняют под напряжением);
5. измерение сопротивления изоляции цепей вторичной коммутации между собой и относительно заземленных конструкций (измеренное мегаомметром на 1000 В, оно должно быть не менее 5 МОм);
6. проверку действия защит, устройств автоматики и управления;
7. проверку распределения тока между параллельными ветвями тиристоров или диодов (разброс не должен превышать 10 % от среднего значения тока через ветвь, а у выпрямителей В-ТПЕД — ±15%). Эти виды испытаний проводят один раз в год, используя сварочный трансформатор и прибор УТЕРТ.

Проверку распределения обратного напряжения между последовательно соединенными вентилями производят путем подачи обратного напряжения, амплитудное значение которого равно максимальной амплитуде обратного напряжения фазы в рабочем режиме. Для преобразователей, работающих в схеме «звезда — две обратные звезды с уравнительным реактором», эффективное испытательное напряжение равно 5240 В, максимальное — 7400 В, а для работающих по мостовой схеме — вдвое меньше и равно соответственно 2620 и 3700 В.

Для проверки распределения обратных напряжений на вентилях преобразователей с общими и индивидуальными шунтирующими резисторами лучше всего использовать схему встречного включения двух фаз (рис. 6). В этом случае в каждый полупериод к фазам поочередно прикладывается обратное напряжение, равное испытательному. В качестве повышающего трансформатора 2 используют однофазный трансформа-

тор с номинальным напряжением высоковольтной обмотки 6 кВ и мощностью 1,2 кВ-А. Питание на первичную обмотку трансформатора подается через автотрансформатор 3 типа РНО-250-2. В цепи питания необходимо установить рубильник для возможности быстрого отключения в случае необходимости и создания видимого разрыва со стороны питающего напряжения. Для контроля величины испытательного напряжения, прикладываемого к фазам, используется киловольтметр С-96. Можно пользоваться также ампервольтомметром типа АВО-5М с выносным делителем, позволяющим измерить эффективное значение напряжения до 6 кВ.



Рис. 6. Схема проверки распределения обратных напряжений:

1 — параллельные ветви выпрямителя; 2 — трансформатор; 3 — автотрансформатор

Напряжение на вентилях измеряют либо с помощью электростатического вольтметра типа С-50, либо с помощью осциллографа типа С1 -19Б или С1 -4. Полученные значения напряжений на вентилях не должны отличаться от среднего значения более чем на 10 %.

При обнаружении дефектного вентиля его заменяют, отсоединяя гибкий вывод и вывинчивая вентиль (типа ПВЭ-3, ПВЭ-5) из радиатора. У выпрямителя В-ТПЕД отвинчивают две гайки в силовом блоке, обеспечивающие прижим вентиля, затем вьпшмают последний из фиксаторов. У нового, подходящего по параметрам вентиля до установки мегаомметром на 1000 В проверяют сопротивление обратному току. Если оно не соответствует классу вентиля, вентиль бракуют. Подобранный вентиль монтируют в схему КВ в обратной последовательности.

У таблеточных вентилей выпрямителя В-ТПЕД прибором УПРТ измеряется импульсный обратный ток, величина которого при температуре 140 °С не должна превышать 20 мА у диодов В2-320 и 300 мА — у В500; импульсный обратный ток при температуре 25 °С у диодов ДЛ-133-500 должен быть не более 2 мА.

Проверку производят, подавая на одиночный диод в непроводящем направлении импульс синусоидального напряжения и замеряя импульсный обратный ток, то есть значение обратного тока в момент времени, соответствующий амплитуде обратного однополупериодного синусоидального импульса напряжения длительностью не более 10 мс, приложенного к диоду.

Проверку распределения напряжения между тиристорами инвертора выполняют для каждого плеча моста раздельно, прикладывая между анодом и катодом однофазное напряжение 3,3 кВ частотой 50 Гц без подачи управляющих импульсов на тиристоры. Мощность однофазного источника должна быть не менее 3 кВ А. В остальном технология проверки и отбраковки такая же, как и для диодов.

Одновременно с проверкой распределения обратных напряжений проверяют световую сигнализацию пробоя диодов. Для этого закорачивают один из диодов уравнительного моста. Если сигнальная лампа не загорелась, проверяется исправность элементов уравнительного моста: шунтирующих сопротивлений Ящ, коммутаторных ламп, мест пайки проводов.

При измерении сопротивления изоляции силовой цепи медным гибким проводом закорачивают все вентили, связанные с ними конденсаторы и полупроводниковые приборы, а также стяжные шпильки (для исключения возможности их повреждения при проверке). Для всех преобразователей, за исключением ПВЭ-5, сопротивление изоляции, измеренное мегаомметром на 2500 В, должно быть не менее 100 МОм, для ПВЭ-5 — не менее 10 МОм.

Изоляцию вторичных цепей преобразователей проверяют мегаомметром на 500 или 1000 В. Как и при испытании силовой цепи, перед испытанием должны быть зашунтированы конденсаторы и полупроводниковые приборы, а также катушки индуктивности. Сопротивление изоляции цепей вторичной коммутации для всех преобразователей должны быть не менее 10 МОм, для ПВЭ-5 — не менее 5 МОм.

Проверку защиты от пробоя вентилей силовых блоков преобразователей производят по схеме, приведенной на рис. 7. Высоковольтную обмотку испытательного трансформатора мощностью 10 кВ-А подключают к катодному и анодному выводам преобразователя; катодный вывод и испытательный трансформатор надежно заземляют. Ограничивающее сопротивление Ядоб подбирают по мощности рассеивания выделяемого на нем тепла; его величина должна быть меньше общего сопротивления двух параллельных цепей: цепи шунтирующих сопротивлений и цепи выносного высоковольтного делителя. В случае проверки защиты, в которой применены фотосопротивления, миллиамперметры включают вне защитного ограждения.



Рис. 7. Схема испытания защиты от пробоя вентильного блока

Величину испытательного напряжения принимают на 10 % меньше максимального значения обратного напряжения в схеме преобразователя. Для преобразователей на неуправляемых вентилях, работающих по схеме «две обратные звезды с уравнительным реактором», испытательное напряжение принимают равным 6700 В амплитудных, для инверторов на тиристорах по схеме «две обратные звезды с уравнительным реактором» — 8400 В амплитудных, а для преобразователей с трехфазной мостовой схемой — в 2 раза меньше.

При измерении токов, протекающих по обмоткам реле, в случае отсутствия пробитых вентилей и правильной настройки защиты вентильного блока ток в обмотках реле должен практически отсутствовать. Если в обмотках реле появляется ток, необходимо проверить параметры фотосопротивлений по темновому (начальному) току (для защиты с фотосопротивлениями) или параметры сопротивлений выносного делителя (для защиты с реле контроля небаланса тока). Сопротивления выносного делителя подбирают путем последовательных проб таким образом, чтобы ток небаланса в обмотках реле был равен нулю. Величину начального тока в обмотках реле проверяют также при номинальном амплитудном значении напряжения на выводах вентильного блока.

При правильной настройке защиты от пробоя одного вентиля должно сработать сигнальное реле, что указывает на наличие пробитого (закороченного) вентиля. Если сигнальное реле, указывающее на наличие пробитого вентиля, не срабатывает, необходимо проверить исправность цепей защиты и определить величину минимального тока срабатывания реле защиты. При закорачивании вентилей в двух несмежных рядах должна срабатывать защита на отключение преобразователя.

Величина минимального тока срабатывания реле защиты должна быть меньше минимального значения тока, полученного в результате измерения при закорачивании отдельных вентилей. Коэффициент надежности по току срабатывания должен быть не менее 1,3, то есть



где: /доп мин — минимально допустимый ток в обмотке реле;

/ср мин — минимальный ток срабатывания реле.

Проверка распределения тока между параллельными вентилями, как правило, выполняется пофазно с помощью сварочного трансформатора (рис. 8, а), подсоединяемого к анодному и катодному выводам фазы 3.

С помощью регулятора 1 сварочного трансформатора 2 устанавливают величину испытательного тока, равную при пяти параллельных ветвях 150 — 200 А на фазу. На преобразователях с естественным охлаждением (ПВЭ-5 и В-ТПЕД) величина испытательного тока может быть большей, но не выше допускаемого на фазу номинального тока.



Рис. 8. Схема проверки распределения токов с помощью сварочного трансформатора:

а — схема измерений; 6 — измерения распределения токов в выпрямителях с сопроводителями связи; в — измерения распределения токов в выпрямителях без сопротивлений связи (знаком о отмечены места измерений)

Инверторные преобразователи рекомендуется проверять при номинальных токах и включенной вентиляции. Предварительно должна быть выполнена проверка шкафа управления и фазировка управляющих импульсов.

После сборки испытательной схемы и установления величины испытательного тока производят проверку преобразователя этим током в течение 10 — 15 мин при выключенной принудительной вентиляции. По окончании этого времени снимают напряжение и на ощупь проверяют нагрев вентилей. Если обнаруживают перегретые вентили, то проверяют надежность их контакта с охлаждающими радиаторами и производят их подтяжку тарированным ключом. Затем на преобразователь снова подают напряжете и токоизмерительными клещами типа Ц-91 измеряют токи по параллельным ветвям. Измерения проводят в диэлектрических перчатках, стоя на диэлектрическом коврике.

У преобразователей с сопротивлениями связи (рис. 8, б), измеряют токи в начале и в конце каждой параллельной ветви и подсчитывают их разность. Она должна быть не более 3 А при токе на фазу 150 — 200 А. Токи в параллельных ветвях не должны отклоняться от среднего значения более чем на ± 10 %. У преобразователей, не имеющих сопротивлений связи (рис. 8, в), токи измеряют в любом месте каждой из параллельных ветвей. Для таких преобразователей неравномерность распределения тока допускается не более ±5 % от среднего значения.



Среднее значение тока по параллельным ветвям находят по формуле

где п — число параллельных ветвей.

где Anax> Anin — соответственно максимальный и минимальный ток параллельных ветвей.

Максимальное отклонение токов по ветвям от среднего значения в процентах определяется по формулам:

При подсчете суммарного значения токов по параллельным ветвям, измеренных токоизмерительными клещами, следует иметь в виду, что сумма токов не равна среднему значению выпрямленного тока фазы, измеренному с помощью шунта и милливольтметра, так как клещами измеряется не среднее, а эффективное значение тока.

Измерение пробивного напряжения и тока утечки разрядников и ОПН производят выпрямленным напряжением, от установки аппарата АИИ-70 с кенотронной приставкой, сняв предварительно предохранители в шкафу RC, а также шины, соединяющие шкаф RC и блок разрядников с выпрямителем.

Проверка осевого усилия сжатия таблеточных вентилей проводится при изменении цвета термоиндикаторов на 95 — 100 °С, нанесенных на пластины основания. Для этого сначала устанавливают часовой индикатор ИЧ10 кл. I (шкала от 0 — 10 мм, цена деления 0,01 мм) на опорное основание длиной L = 80 мм и с помощью поверочной пластины из стекла выставляют нуль. Поворотом шкалы индикатора совмещают стрелку прибора с величиной остаточного прогиба пружины, указанной на ее маркировочной табличке.

Затем собирают прижимное устройство (рис. 9), при этом устанавливают пружину и закручивают гайки так, чтобы разница размеров А и Б не превышала 2 мм. Индикатор устанавливают на пружину так, чтобы его наконечник и центр таблеточного вентиля 2 были соосны. Затягивают гайки 7 поочередно через 1/6 оборота, периодически контролируя индикатором прогиб пружины. При достижении прогиба пружины 1,19 ± 0,11 мм, соответствующей норме осевого усилия сжатия 24000 Н ± 2400 Н для диодов выпрямителя В-ТПЕД, затяжку гаек прекращают. Наносят метку (полосу шириной 4 мм) цветной эмалью. В случае соответствия условия указанной норме проверяют тестером контакт внутри диода. Если осевое усилие сжатия не соответствует указанной норме или отсутствует контакт внутри диода, силовой блок следует заменить, нанеся на основание охладителей новые термоиндикаторные метки на 95 — 100 °С (если есть такая возможность). После замены силового блока выполняют проверку осевого усилия сжатия, как изложено выше, а также проверку распределения обратного напряжения между последовательно соединенными диодами.

Изменение цвета термоиндикатора группы вентилей указывает на нарушение теплового режима всего блока.



Рис. 9. Схема проверки осевого усилия сжатия вентилей:

1 — часовой индикатор ИЧ; 2 — таблеточный вентиль; 3 — измерительная скоба; 4 — траверса; 5 — прижимной болт; 6 — опорная планка; 7 — гайка

Измерение внутреннего теплового сопротивления вентилей начинают со снятия шин фазы преобразователя. Затем поочередно подсоединяют прибор ИТСВ к каждому испытываемому вентилю и замеряют его тепловое сопротивление, которое не должно превышать значений, приведенных в табл 2.

Таблица 2.

Допустимые значения тепловых сопротивлений штыревых вентилей

Суточная наработка подстанцией электроэнергии на тягу, тыс. кВт ч	Браковочные значения тепловых сопротивлений вентилей, °С/Вт, при режимах работы агрегатов
	поочередно без АВОР	поочередно с АВОР	параллельно
До 50	0,50	—	—
60 — 80	0,45	0,50	—
90 — 100	0,30	0,45	0,50
120 — 140	0,20	0,40	0,45
150 — 170	—	0,30	0,40
свыше 180	—	0,20	0,35

Испытание изоляции повышенным напряжением начинают с проверки сопротивления изоляции мегаомметром. Испытания проводят установкой АИИ-70, подавая испытательное напряжение для мостовых схем выпрямителей 12 кВ и для нулевых схем — 15 кВ в течение 1 мин. При этом отрицательный полюс (высоковольтный вывод) подключают к катоду фазы выпрямителя. При такой схеме в случае пробоя изоляции выпрямителя (даже если вентили окажутся незашунтированными) их повреждения не произойдет, так как ток пробоя будет протекать в проводящем направлении. По окончании испытаний на ощупь проверяют нагрев изоляции преобразователя: местных нагревов ее не должно быть. Затем повторно проверяют сопротивление изоляции мегаомметром и сравнивают его с измеренным перед испытаниями — снижение сопротивления не допускается. Электрическую прочность изоляции цепей вторичной коммутации проверяют в течение 1 мин напряжением 2 кВ промышленной частоты или мегаомметром на 2500 В. После проверки изоляции все установленные закоротки убирают.

Для проверки электрической прочности изоляции шкафов инверторов используется переменное напряжение 12 кВ частотой 50 Гц в течение 1 мин.

Измерение индуктивности помехозащитных и ограничивающих реакторов проводится методом «амперметра — вольтметра».

Высоковольтные испытания шкафа RC проводятся с помощью установки АИИ-70. Перед подключением испытательной схемы закорачивают и заземляют конденсаторы и отсоединяют ошиновку шкафа.

В течение 1 мин переменным напряжением 24 кВ испытывают проходные изоляторы относительно конструкции шкафа, а затем постоянным напряжением 15 кВ — провод ПС и сопротивление. В течение времени, не превышающего 10 с, переменным напряжением 27 кВ испытывают изоляцию обкладок конденсаторов относительно корпуса, а к обкладкам конденсаторов прикладывают переменное напряжение 10 кВ. Во всех случаях пробоев и перекрытий по поверхности быть не должно. Изоляция и конденсаторы, не прошедшие испытания, подлежат замене. После высоковольтных испытаний проверяют сопротивление резисторов и целостность плавких вставок высоковольтных предохранителей для выявления возможных нарушений. Нормативные значения сопротивления изоляции оговорены в инструкциях заводов-изготовителей.

По результатам всех проведенных испытаний оформляется протокол.

Осмотр сглаживающих устройств проводится без снятия напряжения, при этом запрещается заходить за ограждения и проводить какие- либо ремонтные работы. В состав осмотра входят проверки:

1. исправности ограждений, запоров, блокировок;
2. отсутствия трещин на изоляторах, выпучивания стенок конденсаторов и следов стекания масла;
3. теплового состояния бетонного реактора;
4. показаний измерительных приборов (ИМН, амперметров, вольтметров).

При обнаружении неисправностей немедленно принимают меры к выяснению причины и ее устранению в порядке, установленном местной инструкцией (докладывают энергодиспетчеру, начальнику подстанции и т.д.).

Профилактические испытания СУ проводят один раз в три года или при появлении помех в линиях связи. Работы начинают с очистки оборудования от пыли, проверки отсутствия межвипсового замыкания реактора, прочности крепления катушек шздуктивности и заземления. Затем отсоединяют от сборных шин выводы конденсаторов и индуктивные катушки, разрядное сопротивление и провода, соединяющие катушки индуктивности с конденсаторами, снимают предохранитель FU2 (рис. 10, а) и проверяют сопротивление изоляции мегаомметром.

Катушки индуктивности испытывают повышенным выпрямленным напряжением 6,6 кВ в течение 1 мин с помощью установки АИИ-70. Изоляция считается выдержавшей испытание, если за это время не наблюдались пробои, перекрытия и сильные толчки тока утечки.

Конденсаторы каждого контура испытываются отдельно с таким расчетом, чтобы за один раз подавалось повышенное напряжете (10,8 кВ) не более чем на 10 — 12 банок. Высоковольтный вывод от испытательного аппарата присоединяют к плюсовым выводам обкладок каждого конденсатора (поочередно), а минусовые выводы и корпус — к заземленному выводу аппарата. После снятия напряжения конденсаторы разряжают разрядной штангой с сопротивлением 50 — 100 кОм и мощностью 75 — 100 Вт, а затем заземляют. Если изоляция конденсаторной батареи не выдерживает испытания (наличие треска, колебания испытательного напряжения, отключение аппарата защитой), следует испытывать каждый конденсатор отдельно для выявления дефектного.

При испытании реактора высоким напряжением высоковольтный вывод испытательной установки присоединяют к токоведущему выводу реактора, а заземленный вывод — к заземленному фланцу изолятора и подают напряжение 25 кВ промышленной частоты в течение 1 мин.



Рис. 10. Схема двухзвенного резонансно-апериодического сглаживающего устройства Западно-Сибирской дороги:

1 — 7 — места установки заземлений; FU1 и FU2 — плавкие предохранители; R3 — резистор; Яш — измерительный шунт; R1 и R2 — добавочные сопротивления; С | L, — C3L3 — фильтры; G — звуковой генератор; pN — осциллограф; р V — ламповый вольтметр; ТА — трансформатор тока; А, Б, В — точки подключения приборов при настройке

При настройке фильтров сначала замеряют емкость конденсатора с помощью моста УМ-2 (рис. 11, а) по резонансным контурам с погрешностью не более 3 %. При отклонении емкости от номинальной более чем на 3 % конденсатор необходимо отключить и заменить. Емкости резонансных контуров не должны иметь отклонений более чем на ± 10 % от оптимальных значений емкостей контура (табл. 3).

Рис. 11. Схемы измерения мостом УМ-2: а — емкости; б — индуктивности; Св, L — измеренные емкости и индуктивности

Для регулировки индуктивности контурных катушек до расчетного значения собирают другую схему моста УМ-2 (рис. 11, б). Измеряют ее индуктивность сравнением с эталонной емкостью, включенной в противоположное плечо моста. Расчетную индуктивность контура L определяют из произведения индуктивности и емкости LC. Для упрощения расчетов можно использовать табл. 2.

Таблица 2.

Оптимальные величины емкостей

Частота резонансного контура, Гц	100	200	300	400	500	600	900	1200
Оптимальная емкость, мкФ	140	100	90	50	40	35	25	15
Значение LC, мГн X мкФ	2535,6	633,8	281,5	158,5	—	70,4	31,3	17,6

Регулировку индуктивности контуров выполняют в пределах ±25 % расчетного значения перемещением катушек относительно друг друга.

Индуктивность реактора однозвенного (или первого звена у двухзвенного) СУ должна быть не менее 4,5 мГн. На тяговых подстанциях с выпрямительно-инверторными преобразователями индуктивность реактора первого звена для инвертора должна быть не менее 11 мГн. Уменьшение индуктивности такого реактора приводит к соответствующему увеличению тока по резонансным контурам и уменьшению эффективности СУ.

Замер индуктивности реактора проводят методом амперметра-вольтметра. При замерах от реактора отсоединяют отсос и шину «-». Проверяют правильность подключения всех концов и шин, снимаемых на Время испытаний изоляции и измерения емкости конденсаторов.

Для настройки однозвенного СУ с резонансными контурами, а также первого звена двухзвенного резонансно-апериодического СУ измерительные приборы включают согласно схеме, приведенной на рис. 10, б. Питание приборов включают за 20 — 30 мин до начала настройки для предварительного прогрева звукового генератора с целью стабилизации его частоты. Во избежание перегрева генератора в цепь выхода включают добавочное активное сопротивление 20 — 50 Ом. Выход звукового генератора присоединяют параллельно настраиваемым резонансным контурам, причем заземленный вывод прибора — к минусовой шине. Снимают заземление в точке 5 и предохранитель 8 (см. рис. 10, а).

Переключив множитель генератора на необходимый диапазон, устанавливают лимб на отметку частоты первого резонансного контура и увеличивают выходное напряжение генератора. Частоту проверяют по фигурам Лиссажу на экране осциллографа или по показаниям контрольного частотомера; при необходимости учитывают соответствующую поправку к показаниям лимба. Плавно изменяя частоту генератора, по минимальному показанию лампового вольтметра находят резонансную частоту первого контура. Если полученная резонансная частота не соответствует заданной, то, перемещая катушки индуктивности (при необходимости переключив их «согласно» или «встречно»), добиваются полного соответствия резонансной частоты заданной. Более точно настройку контура можно выполнить в следующей последовательности: по лимбу генератора строго установить заданную частоту резонанса контура и, плавно перемещая регулировочную катушку индуктивности, добиться минимального отклонения показания лампового вольтметра при неизменных показаниях приборов.

Закрепляют катушки индуктивности настроенного контура специальными зажимами из немагнитных материалов, после чего еще раз проверяют настройку контура. Загрубив ламповый вольтметр, переводят лимб генератора на частоту второго контура и производят его настройку аналогично предыдущему. По окончании настройки всех резонансных контуров краской или карандашом отмечают положение катушек индуктивности на деревянных брусьях с указанием даты настройки, удаляют отметки предыдущей настройки.

Для настройки второго звена двухзвенного резонансно-апериодического СУ выход звукового генератора присоединяют к точкам А и Б (см. рис. 41), заземленный вывод прибора — к точке В, а заземление от приборов отсоединяют. Между точкой В и общей точкой катушек индуктивности (х на рис. 10) делают разрыв цепи. Включают переключатель S1 и снимают заземление в точках 2,5,6,7 и предохранитель FU1. Таким образом, минусовая шина и подключенные к ней приборы должны быть на время настройки заземлены только в одной точке 3, в месте подключения отсоса; это необходимо для того, чтобы исключить влияние гармоник тягового тока на настройку СУ. Частота резонанса напряжения между емкостью С4 второго звена и индуктивностью реактора Ьр2 должна находиться в пределах 120 — 180 Гц; ее оптимальная величина равна 174 Гц.

Настройку апериодического звена можно не производить — достаточно определить его резонансную частоту/ и привести ее в соответствие с допускаемыми пределами путем включения соответствующего количества конденсаторов. Частота f определяется по формуле:



где Lp2_индуктивность реактора второго звена, мГн;

С4 — емкость апериодического звена, мкФ (для оптимальной частоты емкость С4 = 837/Lp2)

Некоторые особенности включения измерительных приборов при настройке второго звена двухзвенного резонансно-апериодического сглаживающего устройства ЦНИИ МПС, связаны с наличием фильтр-пробки LpCp. Как известно, резонансный контур LpCp включают параллельно реактору L 2 второго звена для того, чтобы увеличить коэффициент сглаживания фильтра на частоте 300 Гц. Для этого необходимо, чтобы частота резонанса тока /р т, определяемая по условию резонанса, была равна 300 Гц. Ее определяют по формуле:



где: Lр2 — индуктивность реактора второго звена сглаживающего устройства, мГ;

/. индуктивность резонансного контура фильтр-пробки, мГ;

Ср — емкость резонансного контура фильтр-пробки, мкФ.

Эффективность сглаживающего устройства будет наибольшей в случае, если частота резонанса напряжения/ н фильтр-пробки будет находиться в пределах 320 — 370 Гц. Ее определяют из выражения:



Настройку фильтр-пробки производят в следующей последовательности. Приборы для настройки подключают параллельно резонансному контуру CpLp, причем заземляемый вывод приборов — к шине, связанной с отсосом. Для исключения ложных параллельных цепей в точках аиб схемы СУ (рис. 12) разрывают цепи, отсоединяя шины или провода. Снимают заземление в точках 2,5,6,7 и предохранитель FU1 и включают переключатель 51. Таким образом, минусовая шина и подключенные к ней приборы на время настройки заземлены только в одной точке 3 — в месте подключения отсоса.

Рис. 12. Схема настройки фильтр-пробки сглаживающего устройства

ЦНИИ МПС:

1 — 7 — места установки заземлений; FU1 — предохранитель сглаживающего устройства; FU2 — предохранитель киловольтметра; R — резистор; LpCp — фильтр-пробка; CpLp; C,L, — С6 L6 — резонансные контуры; pV — ламповый вольтметр; pN — электронный осциллограф; G — звуковой генератор; Яд — добавочное сопротивление; ТА — трансформатор тока

Изменяют плавно частоту генератора и по максимальному показанию лампового вольтметра находят частоту резонанса тока фильтр-пробки. Изменением индуктивности Lp добиваются, чтобы эта частота была равна 300 Гц. Если изменением индуктивности Lp не удастся настроить фильтр-пробку на требуемую частоту резонанса токов, то заменяют конденсатор Ср на другой, с более подходящей емкостью. После настройки фильтр-пробки на резонанс токов при частоте 300 Гц, плавно увеличивая частоту генератора, определяют частоту резонанса напряжения f н по минимальному показанию лампового вольтметра.

Частоту резонанса напряжения между индуктивностью реактора и емкостью параллельной части (частота среза) апериодических СУ принимают равной 60 — 68 Гц. Настройку сглаживающего устройства производят так же, как и второго звена двухзвенного резонансно-апериодического СУ Западно-Сибирской дороги. Однако чаще всего настройки не требуется, так как достаточно измерить индуктивность реактора и суммарную емкость конденсатора, после чего по формуле резонанса определить частоту среза и привести ее в соответствие с установленной частотой для данной тяговой подстанции включением соответствующего количества конденсаторов.