Эксплуатация систем электроснабжения

ЭКСПЛУАТАЦИЯ
СИСТЕМ 
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

В.Я. ХОРОЛЬСКИЙ
М.А. ТАРАНОВ

Москва
ИНФРА-М
2021

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

Рекомендовано Учебно-методическим советом СПО 
в качестве учебного пособия для студентов учебных заведений, 
реализующих программу среднего профессионального образования 
по специальностям 13.02.01 «Тепловые электрические станции», 
13.02.03 «Электрические станции, сети и системы», 
13.02.07 «Электроснабжение (по отраслям)»

Хорольский В.Я.
Х81 
 
Эксплуатация систем электроснабжения : учебное пособие / В.Я. Хорольский, М.А. Таранов. — Москва : ИНФРА-М, 2021. — 288 с. — 
(Среднее профессиональное образование).

ISBN 978-5-16-014458-0 (print)
ISBN 978-5-16-108950-7 (online)

Изложены теоретические и практические положения эксплуатации 
электрооборудования систем электроснабжения. В книге рассмотрены 
вопросы технической эксплуатации воздушных и кабельных линий электропередачи, подстанционного оборудования, устройств релейной защиты 
и автоматики, аккумуляторного хозяйства, резервных электростанций, 
а также основы эксплуатации изоляционных конструкций и заземляющих 
устройств.
Пособие рекомендовано студентам учреждений среднего профессионального образования, вузов, а также работникам электрохозяйств.

УДК 621.311(075.32)
ББК 31.19я723

© Хорольский В.Я., Таранов М.А., 2019

УДК 621.311(075.32)
ББК 31.19я723
 
Х81

Р е ц е н з е н т ы:
Кононов Ю.Г. — доктор технических наук, заведующий кафедрой автоматизированных электроэнергетических систем и электроснабжения 
Северо-Кавказского государственного технического университета;
Оськин С.В. — доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой электрических машин и электропривода Кубанского государственного аграрного университета

ISBN 978-5-16-014458-0 (print)
ISBN 978-5-16-108950-7 (online)

Предисловие

В настоящее время электроэнергетика Российской Федерации
находится в стадии реформирования и модернизации. Помимо организационных мероприятий, проводимых с целью внедрения оптимальной структуры управления производством электрической энергии и эксплуатацией энергетического оборудования, значительный
объем работ проводится по техническому перевооружению электрических сетей.
Основное направление таких работ связано с применением линий электропередачи с самонесущими изолированными проводами,
установкой нового коммутационного оборудования на подстанциях,
использованием принципиально новых устройств релейной защиты и
автоматики, широким внедрением диагностических систем. Серьезные изменения в связи с повсеместным применением микроэлектронных устройств произошли в разработке оборудования для проведения пусконаладочных работ, профилактических измерений и эксплуатационных испытаний.
Наряду с внедрением новых средств производства и распределения электрической энергии в системах электроснабжения проводятся
интенсивные работы по совершенствованию организационных форм
и технологических процессов эксплуатации, направленных на сокращение времени проведения профилактических и восстановительных
работ.
В связи с этим персонал, эксплуатирующий системы электроснабжения, должен иметь ясное представление о тех процессах и явлениях, которые протекают в электрооборудовании при длительной
эксплуатации, о принципах построения и функционирования системы эксплуатации электрооборудования и о тех мерах, которые он

должен проводить по поддержанию работоспособного состояния
электроустановок.
Материал книги будет способствовать приобретению студентами
необходимых знаний и определенных навыков в организации и проведении комплекса мероприятий по бесперебойному электроснабжению потребителей.

4
Предисловие

Глава 1
ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ЭКСПЛУАТАЦИИ
ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ

1.1. Основные понятия и определения

Эффективность функционирования промышленных и сельскохозяйственных потребителей в значительной мере зависит от надежности их электроснабжения. Бесперебойность электроснабжения достигается выполнением комплекса мероприятий, направленных на поддержание электрооборудования и электрических сетей в исправном
состоянии.
Слово
«эксплуатация»
происходит
от
французского
слова
«exploitation», что означает «получение пользы или выгоды от чеголибо». Следовательно, эксплуатация должна предусматривать наличие, с одной стороны, человека (оператора), и с другой — объекта
эксплуатации, над которым оператор должен совершать определенные действия для получения необходимого результата. В зависимости
от вида объекта, места его расположения и характера взаимосвязи с
оператором возникают определенные задачи эксплуатации. Например, при эксплуатации систем электроснабжения (СЭС) такими задачами является комплекс мероприятий, направленных на бесперебойное электроснабжение потребителей электрической энергией соответствующего качества. В соответствии с Правилами устройства
электроустановок (ПУЭ) [11] система электроснабжения — совокупность электроустановок, предназначенных для обеспечения потребителей электрической энергией.
В общем случае под эксплуатацией следует понимать совокупность организованных действий по приведению оборудования в ра

бочее состояние, поддержанию его в этом состоянии, а также использование по назначению с требуемой эффективностью. Правила
технической эксплуатации электроустановок потребителей [12] трактуют термин «эксплуатация» как стадию жизненного цикла изделия,
на котором реализуется, поддерживается и восстанавливается его качество.
Системы электроснабжения относятся к категории сложных систем. Рассмотрение различных проблем, возникающих при их эксплуатации, базируется на ряде определений, характеризующих сами
системы и процессы, происходящие в них. Термин «система» при
этом рассматривается как совокупность взаимосвязанных элементов,
предназначенных для выполнения некоторой общей задачи. Систему
электроснабжения в этом случае можно представить в виде совокупности подстанций, линий электропередачи, резервных источников
питания, работающих на определенной территории. Элементом является часть системы, выполняющая заданную функцию.
Разделение системы на произвольное число частей неоднозначно.
Поэтому каждый раз указывается уровень, на котором происходит
разделение системы на элементы. Например, в СЭС отдельными элементами могут выступать линии электропередачи (ЛЭП) и трансформаторные подстанции (ТП). В свою очередь каждый из названных
элементов может рассматриваться в виде новой системы, состоящей
из более мелких элементов. Если в виде отдельной системы рассматривать ТП, то ее элементами могут быть силовые трансформаторы,
коммутационная аппаратура, ошиновка и т. д.
Взаимодействие совокупности элементов для достижения поставленного целевого назначения системы определяет процесс ее
функционирования. Применительно к системе электроснабжения
таким целевым назначением является бесперебойное снабжение потребителей электрической энергией в нужном количестве и заданного качества. Именно в этом и состоит полезный эффект от этой
системы.
Совокупность всех функциональных связей физических процессов, необходимых для достижения определенного полезного эффекта, образует технологический процесс. Целевое назначение системы в
виде технологического процесса определяет взаимное расположение
отдельных элементов системы, т. е. структуру системы.
При взаимодействии СЭС с другими системами и окружающей
средой проявляются ее отличительные особенности, или характеристики функционирования. Структура системы и ее характеристики

6
Глава 1. Общие вопросы эксплуатации электрооборудования

функционирования имеют тесную связь, обусловленную причинноследственными отношениями. Наличие этих отношений приводит к другому важному понятию «состояние».
Под состоянием следует понимать определенное поведение системы, характеризуемое совокупностью некоторых качественных признаков (свойств), составляющих ее отличительную особенность и определяющих качество ее функционирования, т. е. качество системы.
Однако чаще под качеством подразумевают показатель степени пригодности системы к удовлетворению определенных потребностей в
соответствии с ее назначением.
Эксплуатация электрооборудования СЭС характеризуется временем действия и местом и охватывает весь период существования изделий с момента приобретения до достижения ими предельного состояния, при котором дальнейшее применение их недопустимо или нецелесообразно, а восстановление не оправдано. Основными этапами
эксплуатации являются: хранение, транспортирование, подготовка к
применению, применение по назначению, техническое обслуживание, ремонт.
В процессе эксплуатации происходит непрерывное изменение характеристик объекта эксплуатации под воздействием окружающей
среды, характера и режима работы, действий обслуживающего персонала и т. д.
Под эксплуатационными свойствами электрооборудования понимают его надежность, готовность к выполнению возложенных функций, экономичность.
Надежность — свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, хранения и транспортирования.
Готовность — свойство объекта, характеризующее его приспособленность к переводу из любого исходного состояния в состояние
непосредственного применения по назначению.
Экономичность — свойство, характеризующее затраты на эксплуатацию электрооборудования.
Из совокупности перечисленных свойств одним из наиболее важных свойств является надежность электрооборудования, так как она
определяет эффективность использования его по назначению и существенно влияет на экономические показатели. Поэтому требование
по обеспечению высокой надежности СЭС предопределяет необходи1.1. Основные понятия и определения
7

мость проведения определенных технических мероприятий по поддержанию показателей оборудования на высоком уровне.
Основными техническим мероприятиями, проводимыми при
эксплуатации СЭС, являются технические обслуживания (ТО) и ремонты электрооборудования. Помимо основной задачи, связанной с
поддержанием электрооборудования в исправном состоянии, персонал электросетевых предприятий занимается планированием работ и
реализацией плановграфиков профилактических мероприятий, модернизацией электрических сетей и приемкой в эксплуатацию нового
оборудования, выполняет оперативную работу, обеспечивает рациональное и эффективное использование всех видов топливноэнергетических ресурсов, решает вопросы материальнотехнического снабжения, ведет обучение персонала.

1.2. Характеристика эксплуатационных мероприятий

Техническое обслуживание является основным и решающим профилактическим мероприятием, необходимым для обеспечения надежной работы оборудования между плановыми ремонтами. Хорошо
организованное ТО позволяет сократить общий объем работ по эксплуатации электрооборудования
В общем случае ТО предусматривает уход за оборудованием и сетями. Оно включает: проведение осмотров; систематическое наблюдение за исправным состоянием электроустановок; соблюдение правил эксплуатации, инструкций заводовизготовителей и местных эксплуатационных инструкций; устранение мелких неисправностей, не
требующих отключения оборудования и сетей; регулировку; продувку; смазку. В задачу ТО входит также быстрое, не требующее ремонта
восстановление работоспособности отключившегося оборудования
или участка сети. Правильно организованное ТО — гарантия безотказной работы оборудования СЭС. Техническое обслуживание должно проводиться в соответствии с действующими нормативными документами [10—14, 21, 22] и инструкциями заводовизготовителей. При
отсутствии заводской документации инструкции по ТО должны разрабатываться и утверждаться непосредственно на предприятии.
Осмотр является составной частью всех работ, связанных с ТО
электрооборудования СЭС. Осмотр выполняется с целью выявления
признаков возможных неисправностей, проверки правильности уставок и положения органов управления, проверки встроенных прибо8
Глава 1. Общие вопросы эксплуатации электрооборудования

ров и устройств сигнализации, проверки состояния монтажа, уровня
жидких диэлектриков и т. п. Периодичность осмотров назначается в
зависимости от сложности и важности электроустановки, а также от
места ее расположения и характера окружающей среды. При возникновении аварийных ситуаций и отключении электроустановок проводят внеочередные осмотры. Содержание операций по осмотрам конкретного оборудования СЭС будет рассмотрено в последующих разделах книги.
Очистка. В условиях эксплуатации очистку оборудования и уход
за его внешним видом необходимо рассматривать как обязательное
мероприятие, осуществляемое систематически. Оно должно предшествовать всем другим операциям по ТО. Объем работ по очистке определяется конкретным видом оборудования, однако общими мероприятиями являются: удаление пыли и грязи, влаги, следов коррозии,
подтеков масла и т. п.
Операции по очистке проводятся с помощью пылесосов; сухих
щеток; кистей; ветоши, смоченной предусмотренным для данного
оборудования растворителем, и т. п.
Контрольноизмерительную аппаратуру и приборы, детали гидравлических приводов, органы управления протирают мягкой хлопчатобумажной тканью. Все окрашенные поверхности протирают ветошью, смоченной трансформаторным маслом. Грязь и затвердевшие
отложения удаляют тупыми деревянными скребками. После проведения мойки (в случае необходимости) следует тщательно удалить капельки влаги и продуть оборудование сжатым воздухом.
Крепежные работы. Соединение деталей электрооборудования в
основном осуществляется резьбовым способом. В процессе эксплуатации может иметь место ослабление затяжки вследствие самоотвинчивания за счет вибрации, смятие рабочих поверхностей резьбы. Основная задача крепежных работ состоит в сохранении стабильности
предварительной затяжки соединений.
При выполнении ТО проводят осмотр соединений и их подтяжку,
заменяют утерянные или пришедшие в негодность детали новыми. Необходимо учитывать, что периодическое подтягивание резьбовых соединений без особой необходимости может привести к нарушению затяжки. Поэтому подтягивать необходимо лишь ослабленные соединения. Для восстановления требуемой затяжки следует пользоваться
динамометрическим ключом. Определение ослабленных резьбовых соединений выполняют, постукивая молотком по гайкам и головкам болтов. Ослабленное соединение издает характерный дребезжащий звук.

1.2. Характеристика эксплуатационных мероприятий
9

Смазка. Длительная работа машин и механизмов в значительной
степени зависит от регулярной и тщательной смазки трущихся поверхностей. Преждевременный износ подшипников, зубчатых передач, цепей, тросов, втулок и т. п. происходит в основном при неудовлетворительной их смазке или применении смазочных материалов
низкого качества. Масла, используемые для смазки, не должны содержать воды, щелочей и кислот, разъедающих металлы, примесей
пыли и песка, вызывающих абразивный эффект. Масла должны хорошо проникать в зазоры между деталями, создавать хорошую масляную пленку на поверхности трения, иметь достаточную вязкость и не
выдавливаться при воздействии нагрузки, иметь температуру застывания, соответствующую условиям эксплуатации в различное время
года. При выборе масла необходимо учитывать условия работы узла,
удельное давление на рабочую поверхность, частоту вращения, температурный режим, конструкцию узла, наличие уплотнений и т. д.
Регулировки. Одним из важнейших составных элементов технического обслуживания являются регулировочные работы. Под регулировкой понимают работы, связанные с сопряжением отдельных узлов
и блоков с доведением параметров, характеризующих их работу, до
величин, удовлетворяющих требованиям технических условий. Часто
вместо термина «регулировка» используют термин «настройка».
Необходимость регулировочных работ вызывается тем, что под
действием ряда дестабилизирующих факторов неизбежен выход показателей функционирования электроустановок за допустимые пределы. При регулировках эти выходы компенсируются с помощью
регулировочных элементов. К таким элементам относятся противодействующие пружины, настроечные сердечники, ограничители зазоров и др.
Основным критерием правильности проведенных регулировочных работ является контроль соответствия основных параметров
электроустановок техническим условиям, приведенным в соответствующей документации. Контролю при этом подлежит либо параметр,
величина которого непосредственно зависит от выполняемых операций, либо комплексный параметр, который является функцией нескольких параметров, подвергшихся регулировке.
Контроль регулировочных работ по комплексному параметру характерен для восстановительных работ, поскольку он позволяет избежать поэлементных проверок и, следовательно, существенно сократить время проведения регулировок. Так, например, при проверке качества функционирования устройств релейной защиты и автоматики

10
Глава 1. Общие вопросы эксплуатации электрооборудования