Государственное Автономное Общеобразовательное Учреждение Специального Профессионального Образования Республики Коми Печорский Промышленно-Экономический Техникум
Отчет по практике
г. Печора, 2012 г.
История создания единой энергосистемы РК
К 1960-му году на территории республики было уже множество локальных, изолированных друг от друга энергоузлов, принадлежащих разным организациям и ведомствам, где использовалось 1916 электростанций. Общее число работающих на ТЭЦ, ТЭС, ГЭС, ЛЭС, ДЭС, в электрических и тепловых сетях, принадлежащих различным предприятиям и организациям, составляло свыше 3 тысяч человек. Если за весь 1928-й год выработка электроэнергии по республике была равна 300 тысячам кВт, то уже к 60-му году эти показатели были выше миллиарда. Но единой технической политики не существовало (кроме тех электроэнергетических хозяйств, которые принадлежали комбинатам "Воркутуголь" и "Интауголь", Ухткомбинату, Сыктывкарскому ЛДК, Сысольскому ПЭС, Коми республиканскому СМУ "Сельэлектрострой", Горэлектросети Сыктывкара). Стало ясно, что необходимо объединить разрозненное энергетическое хозяйство на базе единого организационного центра.
В 1962 году специалисты отдела энергетики и водного хозяйства Коми филиала Академии наук СССР составили научную записку за подписями четырех секретарей обкомов КПСС (Коми, Архангельского, Вологодского и Кировского) в адрес ЦК КПСС. В сентябре 1962 года на заседании энергомеханической секции техникоэкономического совета Коми совнархоза (СНХ), проходившего в г. Воркуте, рассматривались проектные варианты формирования единой энергосистемы Коми АССР, разработанные Рижским отделением Всесоюзного института "Тепло-электропроект" (РижТЭП). В минимальном варианте, в период 1966-1970-х годах сохраняются изолированные Сыктывкарский и Ухтинский энергоузлы. В энергосистему в этот период намечается объединить только города Воркута, Инта (по ВЛ-220 кВ) и Печора (по ВЛ-110 кВ Инта-Печора). Полное формирование энергосистемы по этому варианту намечалось к 1975 году. Совещание особо отметило: "Строительство ГРЭС в районе Микуни или Серегово предусматривается в максимальном варианте - к 1970 году, т.е. значительно раньше Усть-Ижемского гидроэлектростанции (ГЭС), строительство которой относилось к 1971-1980 годам".
В Коми АССР все ощутимее намечалось образование самостоятельной отрасли - электроэнергетической. Назревала настоятельная необходимость создания главного штаба электроэнергетики, способного координировать
эксплуатацию зарождающейся отрасли и перспективу её развития без ведомственных барьеров.
Наращиванием мощностей существующих электростанций проблему энергообеспечения решить было невозможно. В связи с этим Областной комитет КПСС, Коми Совнархоз, правительство республики обратились в 1964 году к руководству Государственного комитета по энергетике и электрификации СССР с просьбой организовать в республике энергетическое управление с приемкой на его баланс ведомственных электростанций и электрических сетей. Эта просьба была удовлетворена и приказом Комитета № 5а от 15 июня 1964 года было организовано Районное энергетическое управление Комиэнерго с местонахождением в г.Ухте.
Времени на раскачку при создании с нуля управления не было. Поэтому его руководителями были приглашены и назначены опытные, прекрасно знающие свое дело, представители (воспитанники) энергетических коллективов Воркуты, Инты, Ухты. До первого января 1965 года в состав Комиэнерго были приняты все относительно крупные электростанции, энергопоезда, отдельные дизельные и гидравлические электростанции. Общая мощность принятых в Комиэнерго электростанций составила 309,2 МВт. Перед молодым аппаратом управления Комиэнерго стояло много задач. Главными из них были:
сохранить и обеспечить надежную эксплуатацию принятых электростанций и электрических сетей;
наметить четкую перспективу создания и развития (еще не существующей) энергосистемы Республики Коми;
в кратчайшие сроки приступить к осуществлению разработанной проектными институтами Минэнерго СССР (Энергосетьпроект, Теплоэнергопроект, Сельэнергопроект) схемы развития энергосистемы Коми АССР на 1970 и последующие годы.
Целью схемных решений было создание энергосистемы республики на базе строительства крупных тепловых электростанций (ТЭЦ Сыктывкарского ЛПК, Сосногорской ТЭЦ, Печорской ГРЭС, расширение Воркутинской ТЭЦ-2), магистральной линии электропередачи напряжением 220 кВ Воркута-Инта-Печора-Ухта-Микунь-Сыктывкар, объединяющей все крупные электростанции республики и распределительных сетей напряжением 220-110 кВ в административные районы.
Только за первые двадцать лет деятельности Комиэнерго установленная мощность электростанций увеличилась в 5,57 раза, что почти в два раза превышает темпы роста по СССР. За этот же период выработка электроэнергии по Комиэнерго возросла в 4,43 раза, тогда как в целом по СССР она выросла в 2,9 раза. Отпуск тепловой энергии потребителям возрос в 3,6 раза.
Производство электроэнергии на душу населения возросло с 1620 до 7000 кВтч. По этому показателю Республика Коми опередила такие высоко развитые страны как Япония, Дания, Италия.
К 1982 году было в основном закончено формирование энергосистемы. Вступили в строй действующих ТЭЦ Сыктывкарского лесопромышленного комплекса, Сосногорская ТЭЦ, Печорская ГРЭС, завершено строительство упомянутой системообразующей ВЛ-220 кВ Инта-Печора-Ухта-Микунь, две ВЛ-110 кВ Микунь-Сыктывкар с соответствующими подстанциями. Только Воркутинский энергоузел к этому времени работал изолированно.
декабря 1982 г. в 22 часа 22 минуты энергосистема Коми была включена на параллельную работу с Единой энергосистемой Европейской части СССР. С завершением строительства в августе 1985 года ВЛ-220 кВ Инта-Воркута и Воркутинский узел был подключен к Единой энергосистеме.
Сегодня пять энергоузлов "Комиэнерго" - Воркутинский, Интинский, Печорский, Ухтинский и Южный - производят почти 3 млрд.кВт.ч электроэнергии (без учета Печорской ГРЭС, которая в 1993г. стала самостоятельным акционерным обществом) и 7,5 млн. Гкал тепла - соответственно, вдвое и вчетверо больше, чем 36 лет назад. Удельный расход топлива при этом снизился примерно на 20%. Установленная электрическая мощность электростанций "Комиэнерго" - 758 МВт.
Протяженность линий электропередачи напряжением 110 кВ увеличилась в 30 раз, превысив 4,5 тыс. км, а 220 кВ - с нуля до 1730 км. Все эти линии оснащены автоматикой и релейной защитой, позволяющей с минимальными потерями локализовать и ликвидировать возможные аварийные ситуации. В 8,5 раз до 618 км возросла протяженность теплосетей, в 2,7 раза - до 9,5 тыс.человек - численность персонала. Всем этим хлопотным энергетическим хозяйством оперативно управляет Центральная диспетчерская служба, которая начиналась с телефонной трубки, а нынче представляет собой современный, оснащенный компьютерной техникой центр управления.
Энергосистема одна из первых включилась в процесс экономических преобразований. В 1993г. предприятие было акционировано, при этом собственником 49% акций стало государство, а 51% - трудовой коллектив компании и организации, участвующие в развитии энергосистемы.
Без сомнения, освоение богатств нашей северной земли, развитие угольной, нефтяной, газовой и иных отраслей народного хозяйства стало бы невозможным без надежной работы энергосистемы Республики Коми. Она стала тем фундаментом, на котором в течение нескольких десятков лет была создана производственная база некогда отсталого и неосвоенного Коми края. Благодаря ответственности, профессионализму работников отрасли, республика каждый год проходит суровые испытания северной зимы спокойно и легко. На рубеже веков энергетики еще раз подтвердили высокий уровень профессионального мастерства и готовность к работе в Новом тысячелетии в новых условиях и по современным стандартам. Конечно же и в дальнейшем энергосистема республики будет являть собой пример слаженной, надежной и качественной работы для всех отраслей производства, оставаясь "становым хребтом" экономики, а значит и благосостояния нашего северного края.
История создания Печорских Электрических сетей
Датой создания печорских электрических сетей можно считать май 1965г, когда было принято решение о создании новой структуры на базе энергопоезда №33 расположенного в поселке Кожва (Саратовка) которая стала именоваться «Дирекцией Печорских Энергопоездов» во главе которой был поставлен Закурин Ю.Г.
Целью предприятия было объединение энергетических источников и профессиональная эксплуатация сетей.
В те года в Припечорье преобладала лесная промышленность речной авиационный и железнодорожный транспорт, геологоразведка. На эти отросли работали первые энергетические источники (энергопоезд №33 и стационарные дизельные станции пароходства) но город рос, и они не решали проблему электроснабжения.
Для ликвидации дефицита электроэнергии в осенне-зимний период было принято решение проложить временную кабельную линию через р. Печору.
В 1967 г. пароходство передаёт электростанцию мощностью 1500кВт, а портом поступают новые энергопоезда (№87, №136, №227,) и две передвижные электростанции мощностью по 1050кВт.
В марте того же года Советом Министров Коми АССР было принято решение о выделении площадки для строительства ГРЭС в районе города Печоры.
Обеспечение стройки электроэнергией легло на плечи «Дирекции Печорских энергопоездов». В 1971году в Печору из Тюмени была доставлена плавучая электростанция «Северное Сияние-02» мощностью 24 МВт и введена в эксплуатацию, начальником которой был назначен Рыбочка Я.И.
Согласно проекту реконструкции на баланс «Дирекции Печорских энергопоездов» были приняты и модернизированы распредсети 0,4-10кВ города Печоры. В период 1971-1975гг. Начинается строительство новых линий электропередач для сельских потребителей. До этого там были небольшие дизельные электростанции.
После постройки и ввода в эксплуатацию линий 20кВ Кожва - Соколово (позднее до деревни Акись) и линии Кожва - Красный Яг население левобережья получило надежное электроснабжение.
В 1977 году организация была переименована в «Печорское предприятие электрических сетей» в результате пересмотра организационной структуры предприятия. В состав новой организации вошли Усинский и Печорский район, плавучая электростанция «Северное Сияние-02», энергопоезд №227.
По 1979год до в вода в эксплуатацию ГРЭС Печора снабжалась электроэнергией от Сосногорской ТЭЦ.
Основное развитие электросети получили с развитием Усинского нефтяного месторождения.
С 1975 по 1989года были построены высоковольтные линии 220кВ объединившие в единую систему Печору, Ухту, Усинск, Возей, Северный Возей и Инту, в том числе трансформаторные подстанции «Городская», «Печора», «Кожва», «Усинская», «Промысловая», «Сыня», «КС УГПЗ», «Газлифт», «Возейская», Северный Возей», огромное количество ТП И линий 35кВ.
году был создан отдел автоматизированных систем управления производством. Задача, которого была разработка и внедрение оперативно измерительного комплекса (ОИК) и цифровых регистраторов аварийных процессов (ЦРАП) а так же и сбор, сохранение и предоставление различной информации, строительство локальных сетей и обеднение их в корпоративную сеть.
Первые в Коми в 1994году на участке линии №8 Д. Лыжа - Д. Акись была применена технология замены «простого голого» провода на самонесущий изолированный провод SAX-70 финского производства.
В 1997году на баланс ПЭС (Печорские Электрические Сети) были переданы сети 0,4-10кВ г. Усинска, п. Парма, п. Усадора села Усть-Усы и дизельные электростанции всех сел Припечорья (от д. Кушшор до д. Васькино) сделано это было на основании распоряжения Главы Республики.
В 1998 году был присоединен Каджеромский район, ранее входивший в Центральные сети. В этом же году при строительстве линии 10кВ от ПС «Трош» до деревни Щельябож одними из первых в Коми был применён подводный кабельный переход. Совхоз «Северный» был переведён на централизованное электроснабжение.
С приходом директора Бопкова С.Н. в ПЭС была проведена огромная работа по техническому перевооружению и реконструкции электрических сетей, подстанций и сооружений, производственных баз, тепловых сетей, котельной. Центральный тепловой пункт (ЦПТ) прекратил своё существование совсем недавно, где много лет трудились Андреев Н.А., Ивакин В.П., Фирсова Х.Г.
В те же годы было смонтировано оборудование телемеханизации и автоматизации диспетчерских пультов ПЭС и РЕС, после чего были включены в единую сеть телемеханизации АКЭ «Комиэнерго» что позволяло получать диспетчеру оперативную информацию обо всех энергообъектах АЭК «Комиэнерго» (ПГРЭС, ЦЭС, ЮЭС) и оперировать выключателями ПЭС непосредственно с диспетчерского пульта.
Группой АСДУ ССДТУ в 2002 году заменила устаревшее оборудование сбора данных на новое мощные компьютеры и отдельные контролеры. Было установлено современное оборудование учета электроэнергии (АСКУЕ) на базе ИПЦ.
На данный момент протяженность ВЛ состовляет3081 км.
ТП напряжением 35кВ и выше 59.
ТП напряжением 6-20/0,4кВ 404.
На данный момент в ПЭС работают примерно 450 человек.
Техническое обслуживание и ремонт трансформаторов
Одним из важнейших преимуществ переменного тока перед постоянным является легкость и простота, с которой можно преобразовать переменный ток одного напряжения в переменный ток другого напряжения. Достигается это посредством простого и остроумного устройства - трансформатора, созданного в 1876 г. замечательным русским ученым Павлом Николаевичем Яблочковым.
П.Н. Яблочков предложил способ дробления света для своих свечей при помощи трансформатора. В дальнейшем конструкцию трансформаторов разрабатывал другой русский изобретатель И.Ф. Усагин, который предложил применять трансформаторы для питания не только свечей Яблочкова, но и других приемников.
Важная роль в развитии электротехники принадлежит М.О. Доливо-Добровольскому. Он разработал основы теории многофазных и, в частности, трехфазных переменных токов и создал первые трехфазные электрические машины и трансформаторы. Трехфазный трансформатор современной формы с параллельными стержнями, расположенными в одной плоскости, был сконструирован им в 1891 г. С тех пор происходило дальнейшее конструктивное усовершенствования трансформаторов, уменьшалась их масса и габариты, повышалась экономичность. Основные положения теории трансформаторов были разработаны в трудах Е. Арнольда и М. Видмара.
Цель этого отчёта заключается в изучении трансформаторов, их применения, ремонта и эксплуатации.
Общие сведения о трансформаторах
Назначение трансформаторов
Трансформатором называется статический электромагнитный аппарат, преобразующий переменный ток одного напряжения в переменный ток другого напряжения той же частоты. Трансформаторы позволяют значительно повысить напряжение, вырабатываемое источниками переменного тока, установленными на электрических станциях, и осуществить передачу электроэнергии на дальние расстояния при высоких напряжениях (110, 220, 500, 750 и 1150 кВ). Благодаря этому сильно уменьшаются потери энергии в проводах и обеспечивается возможность значительного уменьшения площади сечения проводов линий электропередачи.
В местах потребления электроэнергии высокое напряжение, подаваемое от высоковольтных линий электропередачи, снова понижается трансформаторами до сравнительно небольших значений (127, 220, 380 и 660 В), при которых работают электрические потребители, установленные на фабриках, заводах, в депо и жилых домах. На э. п. с. переменного тока трансформаторы применяют для уменьшения напряжения, подаваемого из контактной сети к тяговым двигателям и вспомогательным цепям.
Кроме трансформаторов, применяемых в системах передачи и распределения электроэнергии, промышленностью выпускаются трансформаторы: тяговые (для э. п. с), для выпрямительных установок, лабораторные с регулированием напряжения, для питания радиоаппаратуры и др. Все эти трансформаторы называют силовыми.
Трансформаторы используют также для включения электроизмерительных приборов в цепи высокого напряжения (их называют измерительными), для электросварки и других целей.
Рис. 1 - Схема включения однофазного трансформатора
Устройство трансформаторов
Трансформаторы в зависимости от конфигурации магнитопровода подразделяют на стержневые, броневые и тороидальные.
В стержневом трансформаторе (рис. 2, а) обмотки 2 охватывают стержни магнитопровода 1; в броневом (рис. 2,б), наоборот, магнитопровод 1 охватывает частично обмотки 2 и как бы бронирует их; в тороидальном (рис. 2, в) обмотки 2 намотаны на магнитопровод 1 равномерно по всей окружности.
Рис. 2 - Устройство стержневого (а), броневого (б) и тороидального (в) трансформаторов
Трансформаторы большой и средней мощности обычно выполняют стержневыми. Их конструкция более простая и позволяет легче осуществлять изоляцию и ремонт обмоток. Достоинством их являются также лучшие условия охлаждения, поэтому они требуют меньшего расхода обмоточных проводов. Однофазные трансформаторы малой мощности чаще всего выполняют броневыми и тороидальными, так как они имеют меньшую массу и стоимость по сравнению со стержневыми трансформаторами из-за меньшего числа катушек и упрощения процесса сборки и изготовления. Тяговые трансформаторы с регулированием напряжения на стороне низшего напряжения - стержневого типа, а с регулированием на стороне высшего напряжения - броневого типа.
Рис. 3 - Магнитопроводы однофазного тягового (а) и силового трехфазного (б) трансформаторов: 1 - стержень; 2 - ярмовые балки; 3 - стяжные шпильки; 4 - основание для установки катушек; 5 - ярмо
Магнитопроводы трансформаторов (рис. 3) для уменьшения потерь от вихревых токов собирают из листов электротехнической стали толщиной 0,35 или 0,5 мм. Обычно применяют горячекатаную сталь с высоким содержанием кремния или холоднокатаную сталь. Листы изолируют один от другого тонкой бумагой или лаком. Стержни магнитопровода трансформатора средней мощности имеют квадратное или крестовидное сечение, а у более мощных трансформаторов - ступенчатое, по форме приближающееся к кругу (рис.4, а). При такой форме обеспечивается минимальный периметр стержня при заданной площади поперечного сечения, что позволяет уменьшить длину витков обмоток, а следовательно, и расход обмоточных проводов. В мощных трансформаторах между отдельными стальными пакетами из которых собираются стержни, устраивают каналы шириной 5-6 мм для циркуляции охлаждающего масла. Ярмо, соединяющее стержни, имеет обычно прямоугольное сечение, площадь которого на 10-15% больше площади сечения стержней. Это уменьшает нагрев стали и потери мощности в ней.
В силовых трансформаторах магнитопровод собирают из прямоугольных листов. Сочленение стержней и ярма обычно выполняют с взаимным перекрытием их листов внахлестку. Для этого листы в двух смежных слоях сердечника располагают, как показано на рис. 4, б, г, т. е. листы стержней 1, 3 и ярма 2, 4 каждого последующего слоя перекрывают стык в соответствующих листах предыдущего слоя, существенно уменьшая магнитное сопротивление в месте сочленения. Окончательную сборку магнитопровода осуществляют после установки катушек на стержни (рис. 4, в).
В трансформаторах малой мощности магнитопроводы собирают из штампованных листов П- и Ш-образной формы или из штампованных колец (рис. 5, а-в).
Рис. 4 - Формы поперечного сечения (а) и последовательность сборки магнитопровода (б - г)
Большое распространение получили также магнитопроводы (рис. 5,г-ж), навитые из узкой ленты электротехнической стали (обычно из холоднокатаной стали) или из специальных железо-никелевых сплавов.
Рис. 5 - Сердечники однофазных трансформаторов малой мощности, собранные из штампованных листов (о, б), колец (в) и стальной ленты (г-ж)
Обмотки. Первичную и вторичную обмотки для лучшей магнитной связи располагают как можно ближе друг к другу: на каждом стержне 1магнитопровода размещают либо обе обмотки 2 и 3 концентрически одну поверх другой (рис.6,а), либо обмотки 2 и 3 выполняют в виде чередующихся дисковых секций - катушек (рис.6,б). В первом случае обмотки называют концентрическими, во втором - чередующимися, или дисковыми. В силовых трансформаторах обычно применяют концентрические обмотки, причем ближе к стержням обычно располагают обмотку низшего напряжения, требующую меньшей изоляции относительно магнито-провода трансформатора, снаружи - обмотку высшего напряжения.
В трансформаторах броневого типа иногда применяют дисковые обмотки. По краям стержня устанавливают катушки, принадлежащие обмотке низшего напряжения. Отдельные катушки соединяют последовательно или параллельно. В трансформаторах э. п. с, у которых вторичная обмотка имеет ряд выводов для изменения напряжения, подаваемого к тяговым двигателям, на каждом стержне располагают по три концентрических обмотки (рис.6, в). Ближе к стержню размещают нерегулируемую часть 4 вторичной обмотки, в середине - первичную обмотку 5 высшего напряжения и поверх нее - регулируемую часть 6 вторичной обмотки.