Файл: Нейман, З. Б. Крупные вертикальные электродвигатели переменного тока.pdf

этом для каждой величины напряжения измеряется ток утечки. Снятые характеристики изменения тока утечки не должны иметь крутой изгиб, а коэффициент нелиней­ ности Ки не должен быть больше 3.

Коэффициент Ки определяется по формуле

Ku = ri/r2,

где гi= UМИн//мин — сопротивление изоляции обмотки при Umm, МОм; гг= С м акс / / м а к с — сопротивление изоляции обмотки при Имакс, МОм; /мин и /макс — токи утечки при минимальном и максимальном напряжениях, A; t/Mm, и Uмакс — выпрямленные испытательные напряжения, В.

Если коэффициент нелинейности более трех, то это указывает на повышенное увлажнение изоляции либо на наличие дефекта в ней (недостаточно доброкачествен­ ная компаундировка, наличие воздушных включений и

ДР-)-

Испытательные напряжения для обмотки возбужде­ ния синхронных двигателей и обмоток возбудителей при­ нимаются равными 80% величин, установленных для заводских испытаний. Для обмотки возбуждения син­ хронных двигателей испытательное напряжение равно восьмикратному номинальному напряжению возбужде­ ния, но не должно быть менее 1200 В.

Вторичные обмотки асинхронных двигателей с фаз­ ным ротором должны испытываться напряжением, рав­ ным 0,8 (2Вн+1 000), где Uu— номинальное напряже­ ние вторичной обмотки, В.

Следует отметить, что ГОСТ 183-66 предусматривает проведение высоковольтных испытаний изоляции обмо­ ток электрических машин на месте установки лишь по усмотрению заказчика, т. е. эти испытания не являются обязательными. Однако, поскольку вертикальные двига­ тели отправляются с предприятий-изготовителей в разо­ бранном виде и при транспортировке и монтаже возмож­ ны случаи повреждения обмоток, испытания изоляции обмоток следует выполнять после окончания монтажа всех вертикальных двигателей, особенно крупных ма­ шин (мощностью 2000 кВт и выше).

23-2. СУШКА ОБМОТОК

Сушка обмоток двигателей должна производиться наиболее рациональным способом, при котором обеспе­ чиваются минимальные затраты энергии и времени,

310

Для вертикальных Двигателей возможно использо­ вание следующих способов сушки:

а) внешним нагреванием обмоток и активных частей машины;

б) потерями в меди обмотки статора при питании об­ мотки постоянным током;

в) потерями в активной стали статора.

Первый способ сушки целесообразно применять для двигателей небольших габаритов (14—16-го габаритов) мощностью от 300 до 1600 кВт, у которых массы обмо­ ток и активной стали относительно невелики и нагрева­ ние их не требует значительной затраты энергии. Его целесообразно применять также для сушки машин боль­ шей мощности в случаях непродолжительного хранения их и поверхностного увлажнения изоляции обмоток.

Второй способ используется чаще всего для машин средней мощности, у которых при определенном соедине­ нии фаз (параллельное или последовательное) представ­ ляется возможным использовать имеющиеся источники постоянного тока. Указанный способ сушки не рекомен­ дуется применять для двигателей с сильно увлажненной изоляцией, поскольку постоянный ток может вызвать электролитическое разрушение изоляции и снижение ее электроизоляционных свойств.

Для крупных двигателей (5000 кВт и выше) приме­ няется способ сушки потерями в активной стали статора.

Указанное не исключает возможность использования любого способа сушки независимо от мощности и габа­ рита машины с учетом реальных возможностей, имею­ щихся на данном объекте.

Во всех случаях при сушке двигателя следует обес­ печивать постепенное нагревание обмотки до установив­ шейся температуры, поднимая ее таким образом, чтобы в течение 1 ч увеличение температуры не превышало 5—8°Си температура достигала максимального значения через 8—10 ч. Максимально допустимая температура обмотки во время сушки не должна превышать 90 °С при измерении методом сопротивления и 70 °С при изме­ рении термометром или заложенными термометрами со­ противления. Более высокие нагревы нельзя допускать независимо от класса изоляции обмотки ввиду возмож­ ных местных нагревов выше допустимой температуры, которые могут привести к чрезмерно интенсивному испа­ рению влаги и повреждению изоляции. В тех случаях,

311

когда для контроля нагрева обмотки используются уло­ женные в пазах термометры сопротивления, дополни­ тельно устанавливаются термометры на лобовых частях.

Во время сушки ведется постоянное наблюдение за температурой и сопротивлением изоляции и данные из­ мерений записываются в протокол сушки. Измерения рекомендуется производить в начале сушки через 30 мин, а при достижении установившейся температуры через

МОм

г

V 1

0,5

О

Рис. 25-1. График сушки обмотки статора крупного синхронного двигателя.

1-—2 ч. По мере увеличения нагрева обмотки вследствие испарения влаги сопротивление изоляции сначала сни­ жается, а затем постепенно повышается и в конце суш­

тие машин для вентиляции и удаления из корпуса ма­ шины сильно увлажненного воздуха. Сушка считается законченной, если при постоянной температуре нагрева обмотки сопротивление изоляции практически остается неизменным в течение 4—5 ч, а сопротивление и коэффи­ циент абсорбции удовлетворяют указанным выше тре­ бованиям. Минимальная продолжительность сушки 50— 70 ч.

Рассмотрим подробнее указанные выше способы суш­

ки.

При сушке внешним нагреванием лучше всего исполь­ зовать воздуходувки с электрическими нагревателями, устанавливаемыми под машиной. Температура горячего воздуха не должна при этом превышать 90 °С, и нагрева-

312

тели не должны располагаться на близком расстоянии от обмотки (менее 400—500 мм). Следует добиваться равномерного нагрева всей обмотки, изменяя направле­ ние потока воздуха и не допуская неравномерности тем­ пературы больше 10—15°С. Возможно также примене­ ние электронагревателей, закрытых электрических печей и других устройств. Ввиду небольшой мощности таких установок для ускорения нагревания обмоток вентиля­ ционные окна статора закрываются заглушками, а верх­ няя крестовина—брезентом; при достижении требуемой температуры брезент периодически снимается на корот­ кое время для удаления увлажненного воздуха из маши­ ны. Указанный способ обеспечивает также и сушку об­ мотки ротора, которая происходит медленнее, чем обмот­ ки статора. Если сушка обмотки статора закончена, но сопротивление изоляции обмотки ротора ниже нормы, то сушку машины чаще всего заканчивают, так как после пуска машины сопротивление изоляции ротора быстро восстан авливается.

Сушка потерями в меди обмотки, получающей пита­ ние от источника постоянного тока, является наиболее простым способом при наличии источника питания с тре­ буемыми данными. Величина тона для сушки зависит от условий, при которых может быть достигнута требуемая для сушки температура обмотки. Обычно она составляет 0,3—0,4 номинального тока двигателя. В зависимости от напряжения и тока используемой для сушки маши­ ны выполняют последовательное или параллельное сое­ динение фаз обмотки. При параллельном соединении фаз результирующее сопротивление (особенно в случае крупных двигателей) получается весьма малым, что не удобно для регулирования тока. Поэтому чаще всего все три фазы обмотки соединяют последовательно. Сушку обмоток синхронных двигателей мощностью до 3 200 кВт можно производить при питании их от собственных воз­ будительных агрегатов, а машин большей мощности, если они выполнены с пристроенными возбудителями,— от сварочных агрегатов постоянного тока, которые обыч­ но используются при монтаже машин. Для этой цели могут быть использованы сварочные преобразователи

3)3

жание пробоя изоляции от эксгратоков. Ток в начале сушки должен нарастать медленно, чтобы повышение температуры нагрева обмотки было в указанных выше пределах, а при достижении допустимой температуры ток снижают до (0,2ч-0,25) /к и его периодически от­ ключают.

В отдельных случаях сушку обмоток синхронных дви­ гателей осуществляют путем подачи постоянного тока в обмотку ротора, если данные имеющегося оборудова-

Рис. 25-2. Схема сушки двигателя методом потерь в стали ста­ тора.

/ — статор двигателя; 2 — намагничивающая обмотка (кабель ПРГ-500); 3 — прокладки из прессшпана.

ния неприемлемы для сушки обмотки статора. Нагрев

статора является наиболее приемлемой для крупных двигателей и машин с сильно увлажненной изоляцией. Нагрев сердечника осуществляется потерями от гистере­ зиса и вихревых токов в активной стали статора, обу­ словленными переменным магнитным потоком, создава­ емым намагничивающей обмоткой. Сушка этим спосо­ бом может производиться как собранной машины, так и одного статора, без ротора. Намагничивающая обмот­ ка выполняется из провода марки ПРГ-660, наматывае­ мого через внутреннюю поверхность вокруг статора (рис. 25-2). При отсутствии провода требуемого сечения намагничивающая обмотка может быть выполнен^ из

314

нескольких параллельных ветвей. Витки обмот-кн Moryf располагаться сосредоточенно —в одном месте статора или распределены по окружности статора. На перегибах провод дополнительно изолируют от корпуса проклад­

теплового режима сушки при данной величине 'напряже­ ния, подводимого к намагничивающей обмотке. Число витков обмотки зависит от подводимого напряжения и выбираемой магнитной индукции в спинке сердечника статора и определяется по формуле

ляционного капала, см.

Намагничивающая сила Iw, необходимая для получе­ ния требуемой индукции в сердечнике при сушке, опре­ деляется напряженностью магнитного поля, А/см, соот­ ветствующей выбранной индукции В, и длиной окружно­ сти среднего диаметра D0 сердечника Iw — nD0H, А. На­ магничивающий ток равен I=Iwjw, А.

Для ускорения подъема температуры величину ин­ дукции в начале сушки рекомендуется выбирать 0,7—■ 1,0 Т. После подъема температуры индукция снижается до величины, при которой сохраняется установившийся температурный режим. Для уменьшения индукции необ­ ходимо увеличить число витков намагничивающей об­ мотки, если напряжение источника питания не регули­

315

У асинхронных и синхронных двигателей мощностью до 1600 кВт сердечник статора выполняется из электро­ технической стали марок Э31 или Э11, а у синхронных машин большей мощности из стали Э41 или Э42. Для стали марок Э41 и Э42 при индукции 1,0 Т значения Н =

= 4,14 А/см и р —2,2 Вт/кг.

25-3. ПУСКОНАЛАДОЧНЫЕ ИСПЫТАНИЯ

После полного завершения сборочно-монтажных ра­ бот электродвигателя, наладки аппаратуры управления и защиты осуществляются пробные пуски машины без нагрузки (если есть возможность осушения камеры на­ соса). Пробные пуски двигателя являются ответственной операцией, так как на этом этапе могут обнаружиться недостатки как монтажа, так и исполнения отдельных узлов.

Непосредственно перед пробными пусками необходи­ мо выполнить определенный объем подготовительных работ, заключающийся в следующем:

а) обеспечить чистоту машинного помещения, убрать все монтажные приспособления, вспомогательные мате­ риалы и прочее;

■ б) произвести окончательную внешнюю ревизию ма­ шины, проверку отсутствия посторонних предметов и продуть ее сжатым возухом давлением 2—3 кгс/см2;

в) заполнить масляные ванны крестовины турбинным маслом требуемой марки до уровня, указанного на маслоуказателях. Заполнение должно производиться толь­ ко через фильтр-пресс или сетчатые фильтры, обеспечи­ вающие должную чистоту масла. В зимнее время масло подогревается до температуры 20—25 °С;

г) для образования масляной пленки между сегмен­ тами и диском подпятника и облегчения режима его работы при пусках следует ротор поднять домкратами или краном на 4—'5 мм и затем опустить;

д) проверить состояние щеток на контактных коль­ цах двигателя и на коллекторе возбудителя и при необ­ ходимости пришлифовать их стеклянной бумагой. Сле­ дует также проверить установку щеточной траверсы воз­ будителя по заводской отметке;

е) произвести опробование пусковой схемы двигате­ ля, имитируя пуск машины при разомкнутом разъедини­ теле, и проверку правильного срабатывания аппаратуры защиты.

316

После выполнения указанных работ производится пробное 'кратковременное включение двигателя в сеть (на 2—3 с), позволяющее проверить направление враще­ ния двигателя, отсутствие задевания вентиляторов рото­ ра за воздухоразделяющие щиты и отсутствие посторон­ них шумов, которые могли бы указывать на какие-либо неполадки в машине. Повторно двигатель включается в сеть без нагрузки (без подачи воды) на 4—5 мин для проверки вибрации машины, биения фланца вала, отсут­ ствия выброса масла через выгородку верхней кресто­ вины.

Указанный пуск позволяет произвести проверку нор­ мальной работы пусковой аппаратуры и отсутствия де­ фектов сборки.

После указанной проверки двигатель включается для работы в режиме холостого хода на 8—10 ч, при этом осуществляется постоянный контроль за нагревом обмот­ ки и стали статора, подпятника и направляющих под­ шипников. Если двигатель пускается при низкой темпе­ ратуре в машинном зале, то для прогрева машины до температуры 50—60 °С и масла в ваннах до 35—40 °С подача воды в масло- и воздухоохладители производит­ ся через 15—20 m i n i после пуска машины. Температура нагрева подпятника и подшипников должна равномерно повышаться и устанавливаться в течение 2—4 ч. Скач­ кообразное повышение температуры нагрева подпятника или подшипников, даже если оно не превышает допу­ стимую температуру, указывает на ненормальную их ра­ боту и в этом случае машину следует отключить от сети и произвести ревизию узла, в котором возник повышен­ ный нагрев.

Если при пробных пусках не обнаружены неисправ­ ности в работе двигателя, то приступают к приемо-сда­ точным испытаниям двигателя по программе, указанной в технических условиях машины, или программе, согла­ сованной предприятием-изготовптелем с заказчиком при сдаче в эксплуатацию головных образцов крупных вер­ тикальных двигателей.

В первом случае программа включает в себя пример­ но следующие испытания:

1. Определение пускового тока и измерение напряже­ ния при включении двигателя на сеть.

2. Работа двигателя с номинальной нагрузкой в тече­ ние 72 ч.

317