Эксплуатация, диагностика и ремонт электрооборудования

ВЫСШЕЕ ОБРАЗОВАНИЕ -  БАКАЛАВРИАТ 

серия основана в 1 996 г.

В.И. ПОЛИЩУК

ЭКСПЛУАТАЦИЯ, 
ДИАГНОСТИКА И РЕМОНТ 
ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

Рекомендовано

Межрегиональным учебно-методическим советом 
профессионального образования в качестве учебного пособия 
для студентов высших учебных заведений, обучающихся 
по направлению подготовки 13.03.02 «Электроэнергетика 
и электротехника» (квалификация (степень) «бакалавр») 
(протокол № 17 от 11.11.2019)

Э л е к т р о н н о

znanium.com

Москва
ИНФРА-М

2020

УДК 621.313(075.8) 
ББК 31.261я73 
П50

Полищук В.И.

П 50 
Эксплуатация, диагностика и ремонт электрооборудования : 
учебное пособие /  В.И. Полищук. — Москва : ИНФРА-М , 
2020. — 203 с. : ил. — (Высшее образование: Бакалавриат). — 
DOI 10.12737/1039250.

ISBN 978-5-16-015510-4 (print)
ISBN 978-5-16-107946-1 (online)
В учебном пособии изложены основные понятия теории диагностики 
электрооборудования, организации технической эксплуатации, обслуживания и ремонта. Рассмотрены способы организации обслуживания электрических машин, трансформаторов, линий электропередач и кабелей.

Предназначено для студентов-бакалавров, обучающихся по направлению подготовки «Электроэнергетика и электротехника».

УДК 621.313(075.8) 
ББК 31.261я73

ISBN 978-5-16-015510-4 (print) 
ISBN 978-5-16-107946-1 (online)
© Полищук В.И., 2015, 2020

Оглавление

Введение................................................................................................................................  
5

Глава 1 
Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей.... 7

1.1 
Основные термины и определения.................................................................  
7

1.2 Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей.... 
10

Глава 2 Производственная структура и схема оперативного управления

работой энергопредприятий............................................................................  
13

2.1 
Производственная структура электростанций и схемы оперативного
управления их работой..................................................................................... 
13

2.2 Производственная 
структура 
предприятия 
электрических 
сетей

и схемы оперативного управления их работой............................................ 
17

2.3 Централизованное диспетчерское управление энергосистемой............... 
21

2.4 Централизованное 
диспетчерское 
управление 
объединенными

энергосистемами................................................................................................. 
24

2.5 Оперативно-диспетчерский персонал........................................................... 
28

2.6 Выполнение оперативных переключений в электроустановках.............  
33

Глава 3 
Производственная эксплуатация электрооборудования........................... 
37

3.1 
Прием оборудования.........................................................................................  
37

3.2 Монтаж оборудования......................................................................................  
40

3.3 Ввод оборудования в эксплуатацию............................................................... 
41

3.4 Организация эксплуатации оборудования....................................................  
42

3.5 Сроки службы оборудования.......................................................................... 
49

3.6 Амортизация оборудования............................................................................. 
51

3.7 Хранение оборудования..................................................................................  
56

3.8 Выбытие оборудования.................................................................................... 
57

Глава 4 
Техническое обслуживание электроустановок........................................... 
58

4.1 
Содержание и планирование работ по техническому обслуживанию..... 
58

4.2 Организация работ по техническому обслуживанию.................................  
61

4.3 Обслуживание генераторов и синхронных компенсаторов....................... 
66

4.4 Обслуживание электродвигателей.................................................................. 
67

4.5 Обслуживание трансформаторов и автотрансформаторов.......................  
71

4.6 Обслуживание распределительных устройств............................................. 
86

4.7 Обслуживание воздушных линий электропередачи.................................... 
90

4.8 Обслуживание кабельных линий электропередачи..................................... 
101

Глава 5 
Традиционные методы диагностики электрооборудования..................... 
111

5.1 
Методы диагностики электрооборудования................................................. 
111

5.2 Методы диагностики генераторов и синхронных компенсаторов........... 
115

5.3 Методы диагностики силовых трансформаторов........................................ 
120

5.4 Методы диагностики РПН................................................................................ 
127

5.5 Измерение давления контактов........................................................................ 
129

5.6 Методы диагностики высоковольтных выключателей..............................  
132

5.7 Методы диагностики ЛЭП..............................................................................  
138

Глава 6 
Цифровая диагностика высоковольтного оборудования.......................... 
147

6.1 Автоматизация средств диагностики............................................................. 
147

6.2 Структура цифрового регистратора............................................................... 
148

3

152
153

155

156
158
164
164
170
176
181
186
189

195
197
199

Определение группы соединения обмоток трансформаторов...................
Определение омического сопротивления обмоток......................................
Измерение тока и потерь холостого хода.....................................................
Определение 
коэффициента 
трансформации 
обмоток 
силовых

трансформаторов.................................................................................................
Определение полного сопротивления короткого замыкания обмоток
силового трансформатора.................................................................................
Цифровая диагностика высоковольтных выключателей............................
Ремонт электрооборудования..........................................................................
Методы, стратегии и организационные формы ремонта............................
Ремонтные нормативы.......................................................................................
Планирование ремонтных работ.....................................................................
Подготовка производства ремонтных работ.................................................
Техническая подготовка....................................................................................
Организация и проведение ремонта................................................................
Разграничение 
функциональных 
обязанностей 
между 
службами

предприятия при ремонте оборудования........................................................
Ремонтная документация..................................................................................
Список использованной литературы..............................................................

Введение

Электрическая энергия производится на электростанциях путем 
солжных 
технологических 
преобразований 
первичных 
энергоресурсов. Для передачи и распределения электрической 
энергии используют электрические сети, при этом электрические 
станции, 
сети и потребители связаны между собой общим 
технологическим процессом преобразования энергии из одного вида 
в другую.

Характерной особенностью преобразования электроэнергии 
в другие виды энергии является количество произведенной энергии 
равно количеству потребленной электроэнергии в каждый момент 
времени, т.е. 
выработка электроэнергии по времени должна 
совпадать с её потреблением. Эта особенность связывает в единый 
взаимозависимый технологический процесс, что требует единой 
системы управления режимами работы 
всех энергообъектов, 
входящих в общую систему производства и распределения энергии.

Любое изменение режима производства или потребления 
электроэнергии 
сразу 
же 
отражается 
на 
всех 
элементах 
энергосистемы и требует внесения мгновенных управляющих 
воздействий, влияющих на изменения режимов потребления или 
выработки электроэнергии.

Для повышения надежности электроснабжения потребителей 
практически 
подавляющее 
большинство 
электростанций 
и 
энергопотребителей 
объединены 
в 
единую 
или 
локальную 
энергетическую 
систему 
(например, 
энергосистема 
Дальнего 
Востока, Сахалина и др.). Генераторы, воздушные и кабельные 
линии электропередачи, повышающие и понижающие подстанции и 
установки потребления электроэнергии относятся к электрической 
части 
энергосистемы. 
Трансформаторы, 
установленные 
на 
электростанциях и подстанциях, выполняют задачу преобразования 
энергии с одного уровня энергии на другой, что способствует 
снижению потерь в линиях электропередач при транспортировке 
энергии. 
Электроэнергия 
транспортируется 
и 
передается 
по 
воздушным линиям напряжением 330-750 кВ и выше. Воздушные и 
кабельные линии напряжением 110-220 кВ соединяют между собой 
понижающие подстанции и электростанции, которые используются 
в основном в качестве межсистемных связей. Трансформаторы, 
установленные на понижающих подстанциях, выполняют задачу

5

для преобразования получаемой ими электроэнергии в энергию 
более низкого напряжения, а также распределения электроэнергии 
между потребителями присоединенных к электроподстанции. Узлом 
связи 
сетей 
являются 
крупные 
понижающие 
подстанции 
энергосистемы. 
Трансформаторы, 
установленные 
на 
таких

подстанциях, передают мощность между электрическими сетями 
высшего и среднего напряжения.

Система 
эксплуатации 
энергосистемы 
состоит 
из 
двух 
взаимозависимых 
составляющих: 
организации 
технического

обслуживания и ремонта электрооборудования и сооружений, 
а также из организации оперативно-диспетчерского управления.

Организация 
технического 
обслуживания 
и 
ремонта

электрооборудования и сооружений (техническая эксплуатация) 
возлагается 
на 
эксплуатационный 
и 
ремонтный 
персонал 
предприятий, заводов и их подрядных подразделений.

В этом пособии раскрыты основы эксплуатации, диагностики и 
ремонта электрооборудования.

6

Глава 1. Правила технической эксплуатации электроустановок

потребителей

1.1. Основные термины и определения

Правила технической эксплуатации (ПТЭ) являются основным 
регламентным документом для всех проектируемых, вводимых 
в эксплуатацию, 
реконструируемых 
и 
модернизируемых

электроустановок предприятий.

В 
соответствии 
с 
ПТЭ 
электроустановки 
считаются 
действующими, 
если 
они 
имеют 
источник 
электроэнергии, 
находятся под напряжением (вся электроустановка или её часть), 
а также если на неё в любое время может быть включено 
напряжение.

В 
сферу 
деятельности 
электротехнического 
персонала 
промышленного предприятия входит в основном эксплуатация всех 
электроустановок 
напряжением 
не 
выше 
10 
кВ 
от 
места, 
определенного 
границей 
ответственности 
предприятия 
за 
обслуживание, 
до 
потребителей 
электрической 
энергии 
включительно. При наличии особых условий производства и 
эксплуатации специальных электроустановок, не учтенных общими 
ПУЭ и ПТЭ, должны быть разработаны местные инструкции по 
эксплуатации 
и 
безопасному 
обслуживанию 
данных 
электроустановок.

Электроустановки 
обслуживаются 
оперативным, 
а 
также 
оперативно-ремонтным персоналом.

В 
оперативный электротехнический персонал входят все 
работники, 
которые обслуживают посменно производственное 
электрооборудование 
предприятия 
и 
которые 
допущены 
к 
оперативным 
переключениям. 
Оперативное 
обслуживание 
осуществляет 
один 
или 
несколько 
работников. 
Количество 
оперативного 
персонала 
в 
смене 
или 
на 
электроустановке 
устанавливает ответственный за электрохозяйство работник по 
согласованию с администрацией предприятия.

Основные 
определения 
и 
термины, 
относящиеся 
к

эксплуатации, приведены ниже.

Определения и термины
Вторичные цепи -  цепи напряжением до 1 кВ, предназначенные 
для выполнения функций управления, включая диспетчерское, 
автоматики, защиты, контроля, измерений, учета электроэнергии, 
сигнализации и др.

7

Диагностирование -  определение технического состояния 
электрооборудования на основе специальных средств выявления 
дефектов с прогнозированием остаточного ресурса и возможных 
путей развития тяжести повреждений.

Запасная часть (запчасти) -  элемент электрооборудования, 
предназначенный для замены поврежденной или исчерпавшей свой 
ресурс аналогичной находящейся в эксплуатации части в целях 
обеспечения его работоспособности в целом.

Капитальный ремонт (КР) -  восстановление или полная замена 
частей электрооборудования с целью полного восстановления его 
ресурса.

Консервация -  обеспечение противокоррозионной защиты 
металлических частей электрооборудования с целью его хранения 
или транспортировки.

Межремонтный период -  период оперативного времени работы 
оборудования 
между 
двумя 
последовательно 
выполняемыми 
плановыми ремонтами (для вновь установленного оборудования -  
период работы от начала ввода его в эксплуатацию до первого 
планового ремонта).

Наработка 
-  
общая 
продолжительность 
работы 
электрооборудования или количество его включений и т.д.

Неработоспособное 
состояние 
(неработоспособность) 

состояние электрооборудования, когда из-за несоответствия одного 
или 
нескольких 
параметров 
нормальным 
значениям 
электрооборудование 
неспособно 
выполнять 
требуемые 
эксплуатационные 
функции, 
т.е. 
электрооборудование 
не 
соответствует технической или конструкторской документации.

Неплановый 
диагностический 
контроль 
-  
определение 
технического состояния электрооборудования после выхода одного 
из основных параметров за предельные значения или с целью 
определения динамики развития дефекта.

Оперативный 
диагностический 
контроль 
-  
постоянно 
действующий 
мониторинг 
электрооборудования 
с 
целью 
оперативного определения его технического состояния.

Обменный фонд -  запасные части (новые и после капитального 
ремонта), находящиеся на постоянном хранении в специально 
выделенных местах, предназначенные для оперативного ремонта и 
восстановления работоспособности электрооборудования.

Персонал 
оперативный 
-  
персонал, 
осуществляющий 
оперативное управление и обслуживание электроустановок (осмотр,

8

оперативные переключения, подготовку рабочего места, допуски, 
надзор за работающими, выполнение работ в порядке текущей 
эксплу атации).

Плановый 
ремонт 
(плановый, 
предупредительный, 
профилактический) 
-  
ремонт 
по 
утвержденному 
графику,

проводящийся в целях предупредительного восстановления ресурса 
электрооборудования до появления неисправностей или аварий.

Противоаварийная 
автоматика 
системного 
действия 
-  
комплекс 
автоматических 
устройств, 
предназначенный 
для 
остановки и уменьшения воздействий на энергосистему аварийными 
режимами 
её 
работы. 
Одной 
из 
основных 
протиаварийной 
автоматики задач является недопущение общесистемных аварий, 
которые приводят к прекращению электроснабжения большого 
числа мощных энергопотребителей. Релейная защита является 
частью противоаварийной автоматики, находящейся в постоянном 
взаимодействии 
с 
другими 
частями 
автоматического 
противоаварийного управления энергосистемы.

Работоспособное состояние (работоспособность) -  состояние 
электрооборудования, 
характеризующееся 
соответствием

эксплуатационным параметрам, нормам и требованиям технической 
и конструкторской документации.

Регламентная остановка -  запланированные работы 
по 
проведению технического обслуживания, регламентных работ, 
испытаний или диагностического обследования на основании 
требований нормативно-технической документации.

Релейная защита (РЗ) -  часть автоматики энергосистем, 
выполняющая быстрое отделение её поврежденных элементов от 
энергосистемы с целью обеспечения надежного и бесперебойного 
электроснабжения 
потребителей, 
подключенных 
к 
исправно 
работающей части системы.

Ремонт 
-  
работы 
по 
восстановлению 
ресурса 
электрооборудования 
или 
его 
элементов 
с 
целью 
соответствия 
его 
эксплуатационных параметров нормативно-технической документации.

Ремонт 
по 
техническому 
состоянию 
-  
работы 
по

восстановлению ресурса электрооборудования или его частей на 
основании заключения диагностического контроля.

Текущий 
ремонт 
(ТР) 
-  
запланированные 
работы 
по

восстановлению ресурса электрооборудования, в процессе которых 
заменяются, 
восстанавливаются 
или 
регулируются 
отдельные 
элементы электроустановок.

9

Телемеханика -  
совокупность 
автоматических 
устройств, 
обеспечивающих 
передачу 
телемеханической 
информации 
от 
источника информации к приемнику информации, расположенному 
на заданном расстоянии от передатчика информации.

Техническое обслуживание (ТО) -  операции по поддержанию 
работоспособности электрооборудования при его эксплуатации, 
хранения или транспортировке.

Периодичность ТО (диагностического контроля, ремонта) -  
время между техническими обслуживаниями или ремонтами.

Эксплуатация -  жизненный цикл электрооборудования, при 
котором используются, поддерживаются или восстанавливаются все 
его рабочие параметры.

Электроустановка -  комплекс всех элементов (электромашин, 
электроаппаратов, 
линий 
электропередач, 
вспомогательного

оборудования 
совместно 
с 
помещениями, 
в 
которых 
они 
установлены), 
осуществляющих 
генерацию, 
трансформацию, 
передачу, распределение, потребление электрической энергии.

1.2. Правила технической эксплуатации электроустановок 
потребителей

При 
организации 
эксплуатации, 
диагностики 
и 
ремонта 
электрооборудования руководствуются нормативными документами, 
обеспечивающими 
нормальную 
техническую 
эксплуатацию 
и 
безопасность проводимых работ. Одним из таких документов 
является «главная книга» специалистов и электротехнического 
персонала предприятия -  «Правила технической эксплуатации 
электроустановок потребителей» (ПТЭЭП).

Задачи, которые перед собой ставят правила технической 
эксплуатации, 
направлены 
на 
регулирование 
процессов 
производства и 
оптимизацию взаимосвязей в энергетической 
службе. Это упрощает взаимоотношения со смежными службами и 
помогает 
четко 
разграничить 
зоны 
ответственности 
электротехнического персонала.

ПТЭЭП содержат 
знания, 
необходимые 
техническому

персоналу, 
выполняющему 
электромонтажные, 
ремонтные, 
наладочные 
работы, 
а 
также 
занятому 
обслуживанием

электроустановок и оперативными переключениями в них. После 
проверочных 
испытаний 
работнику 
присваивают 
(либо 
они 
подтверждают присвоенный ранее) уровень квалификации. Для

10