Для силовых выключателей основной задачей является отключение тока короткого замыкания. Помимо этого выключатели также должны обеспечивать коммутацию емкостных токов, коммутацию малых индуктивных токов(до 20 А) и коммутацию индуктивных токов свыше 20 А до номинального рабочего тока. Для предприятий горнодобывающей промышленности характерна коммутация индуктивных токов свыше 20 А. К этой категории относятся отключение электродвигателей с заторможенным ротором. Для предприятий нефтегазовой отрасли и горнодобывающей промышленности характерным является работа оборудования в условиях повышенной взрывоопасности и пожароопасности, что предъявляет особые требования к надежности работы оборудования. Основным показателем надежности электрооборудования является показатель эксплуатационной надежности, который определяется как среднее время наработки до отказа или частота отказов оборудования. Для предприятий нефтегазовой отрасли [1] анализировалась эксплуатационная надежность маломасляных, элегазовых, вакуумных выключателей, которая зависит от числа составляющих элементов коммутационной камеры выключателя. Был проведен анализ выключателей среднего напряжения фирмы Siemens[2], [3] и ЗАО “Завод Силовой Электроаппаратуры” г.Чебоксары. Анализ показал, что дугогасительная часть элегазовых выключателей содержит большее число деталей, чем у вакуумных выключателей, и имеет большее количество подвижных деталей.
Таблица 1.1. Число составных частей коммутационной камеры выключателей
|
|
Вакуумный |
Элегазовый |
Маломасляный |
|
Число составных частей коммутационной камеры |
22 |
52 |
43 |
|
Число подвижных частей |
9 |
24 |
18 |
|
Число подвижных частей дугогасящей камеры |
2 |
24 |
17 |
Таблица 1.2. Трудоемкость технического обслуживания выключателей
|
Вакуумный |
Элегазовый |
Маломасляный |
|
|
Коммутации номинального тока КЗ |
30-400 |
10-50 |
После 3 отключений токов КЗ текущий ремонт |
|
Коммутации номинального рабочего тока |
До 30 000 |
До 10 000 |
До 2 000 |
|
Интервал техобслуживания (лет) |
10-20 без техобслуживания |
5-10 |
1 раз в год (если выключатель не выполнил операции включения/отключения) |
|
Техобслуживание привода |
простое |
простое |
сложное |
|
Техобслуживание полюсов |
Не нужно |
сложное |
сложное |
Таблица 1.3. Периодичность ремонта выключателей 6-10 кВ электроустановок магистральных нефтепроводов
| Выключатели | Периодичность, месяц | Периодичность, лет |
| Выключатели масляные Вводные секционные |
36 |
6-8 |
| Выключатели масляные Отходящих фидеров |
12 |
6-8 |
| Выключатели масляные Электродвигателей насосов |
1 раз в год |
6 |
| Вакуумных выключателей |
1 раз в 2года или каждые 10 000 операций |
10 |
| Выключатели нагрузки |
12 |
4-8 |
Таблица 1.4. Периодичность ремонта масляных выключателей 6-10 кВ электроустановок магистральных нефтепроводов для подключения электродвигателей насосов
| Частота вращения двигателя, об/мин | Количество пусков, шт | Периодичность, лет |
|
3000 |
25 |
3 |
|
2000 |
50-60 |
6 |
|
300 |
60-70 |
6 |
|
1000-1500 |
60-70 |
6 |
|
50-750 |
60-70 |
6 |
Для расчета надежности выключателей среднего напряжения в горнодобывающей промышленности применялся логико-аналитический метод расчета.
Расчет производился по такому показателю надежности как среднее время безотказной работы выключателя. Обработка эксплуатационной информации о надежности работы выключателй среднего напряжения в предприятиях горнодобывающей промышленности производилась в следующем порядке: составление исходных данных для моделирования, формирование выборок,определение показателей надежности, расчет, анализ показателей надежности.
Определение показателей надежности проводилось с учетом требований ГОСТа 27.002-89 [7].
Выводы. Сравнительная характеристика надежности выключателей 6-10 кВ по показателю среднего времени безотказной работы выключателя показала:
1.Механическая долговечность, которая определяется числом коммутационных циклов значительно выше у вакуумных выключателей по сравнению с элегазовыми и масляными выключателями.
2.Эксплуатационная долговечность, которая определяется трудоемкостью технического обслуживания и ремонта, выше у вакуумных выключателей, чем у масляных и элегазовых выключателей.
3.Для предприятий нефтегазовой отрасли и горнодобывающей промышленности характерно отключение выключателем значительных индуктивных токов.
4. Периодичность ремонта масляных выключателей 6-10 кВ электроустановок горнодобывающей промышленности и предприятий нефтегазовой отрасли для подключения электродвигателей зависит от частоты вращения двигателя и от схемы установки выключателя.
5.Периодичность техобслуживания вакуумных выключателей магистральных нефтепроводов значительно выше (приблизительно в 10 раз) по сравнению с выключателями сетевых организаций, что предъявляет повышенные требования к их надежности.
Библиографический список
- РД 153-39ТН-009-96. Положение о системе технического обслуживания и ремонта электроустановок магистральных нефтепроводов. Часть I.-178 с.
- Евдокунин Г.А.,Тилер Г.Современная вакуумная коммутационная техника для сетей среднего напряжения. СПб.:Издательство Терция, 2006. -148 с.
- Калявин, В.П. Надежность и диагностика элементов электроустановок: учеб. пособие для ВУЗов/В.П. Калявин, Л.М. Рыбаков. – СПб.: Элмор, 2009. – 331 с.
- Гук, Ю.Б. Оценки надежности электроустановок/ Ю.Б. Гук, Э.А. Лосев, А.В. Мясников. – М.: Энергия, 1974.-200с.
- Рябинин, И.А. Надежность и безопасность структурно-сложных систем/И.А. Рябинин. – СПб.: Политехника,2000. − 248с.
- Божков М.И., Минакова Т.Е. Надежность электроснабжения: учеб.пособие –СПб, национальный минерально-сырьевой университет «Горный», 2012.-80 с.
- ГОСТ 27.002-89. Надежность в технике. Основные понятия. Термины и определения. М.: Изд-во стандартов, 1989, 34 с.