Ремонт электрооборудования

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Прогресс в развитии электромашиностроения зависит от успехов в области теории электрических машин. Глубокое понимание процессов электромеханического преобразования энергии необходимо не только инженерам-электромеханикам, создающим и эксплуатирующим электрические машины, но и многим специалистам, деятельность которых связана с электромеханикой.

Электрические машины применяются во всех отраслях промышленности, на транспорте, в сельском хозяйстве и быту. Почти вся электрическая энергия вырабатывается электрическими генераторами, а две трети ее преобразуется электрическими двигателями в механическую энергию. От правильного выбора и использования электрических машин во многом зависит технический уровень изделий многих отраслей промышленности.

Электротехническая промышленность выпускает в год миллионы электрических машин для всех отраслей народного хозяйства. И конечно же от специалистов в области электромеханики требуются глубокие знания обслуживания и ремонта электрических машин, а также их правильной эксплуатации. Без электрических машин не может развиваться ни одна комплексная научная программа. Электрические машины работают в космосе и глубоко под землей, в океане и активной зоне атомных реакторов, в животноводческих помещениях и медицинских кабинетах. Без преувеличения можно сказать, что электромеханика определяет технический прогресс в большинстве основных отраслей промышленности.

1. Перечислите объемы и периодичность текущих и капитальных ремонтов синхронных компенсаторов

Типовой объем капитального ремонта включает в себя разборку и сборку генератора с выемкой или без выемки ротора; осмотр, чистку и проверку всех доступных деталей и узлов, в том числе возбудителя с полной его разборкой; разборку и ремонт оборудования выводов и ячейки машины, масляной системы, систем газоохлаждения и водяного охлаждения генератора и обмоток; проведение испытаний и измерений; устранение всех выявленных неисправностей.

Как правило, в ходе капитального ремонта производится проточка колец ротора и коллектора возбудителя.

При необходимости в период капитального ремонта выполняют также некоторые специальные виды работ: замену дефектных стержней обмотки статора, устранение витковых замыканий в обмотке ротора, замену колец ротора и роторных бандажей, реконструкцию уплотнений вала ротора и др.

Капитальный и текущий ремонт генераторов должен совмещаться с капитальным и текущим ремонтом турбин. Капитальный ремонт турбогенераторов мощностью до 100 МВт должен проводиться один раз в 3...5 лет; турбогенераторов мощностью более 100 МВт -- один раз в 3...4 года; синхронных компенсаторов и гидрогенераторов -- не чаще чем один раз в 5 лет.

Ремонт впервые введенных в работу турбогенераторов, гидрогенераторов и синхронных компенсаторов, включая усиление крепления лобовых частей и переклиновку пазов статора, проводится не позднее чем через 8000 ч работы. Такое требование вызвано тем, что в начальный период работы происходит интенсивный износ частей и деталей в процессе приработки, подсушка изоляции и крепежных деталей, что может привести к ослаблению их креплений. Кроме того, большая часть дефектов, допущенных при изготовлении деталей, проявляется именно в начальный период работы машины.

Перед остановкой генератора на капитальный ремонт необходимо измерить вибрацию всех подшипников и крестовин при различных нагрузках и на холостом ходу с возбуждением и без возбуждения. Если генератор имеет недопустимо высокую вибрацию и в ходе предварительного исследования установлено, что для ее устранения требуется балансировка ротора, то ее желательно выполнить до вывода турбины в ремонт, так как по окончании ремонта времени на балансировку и последующую сборку торцевых крышек и масляных уплотнений обычно не остается. По тем же причинам целесообразно до вывода в ремонт турбины выполнить проточку и шлифовку колец, а также уплотняющих дисков на валу ротора.

Для проверки состояния изоляции подшипников и уплотнений со стороны возбудителя необходимо измерить напряжение на валу, определить утечку газа и выявить все неплотности, обратив особое внимание на узлы, не разбираемые при ремонте.

После отключения генератора от сети при номинальной частоте его вращения следует измерить сопротивление изоляции обмотки ротора мегомметром. При пониженном сопротивлении изоляции измерение продолжается и в процессе снижения частоты вращения ротора до полной остановки. Если при этом сопротивление изоляции обмотки ротора восстановится до нормального значения, то ненадежное место в изоляции, вероятнее всего, находится в верхней части обмотки под клином или роторным бандажом.

Чтобы проверить наличие в обмотке ротора витковых замыканий, определяют сопротивление обмотки при различных напряжениях переменного тока, изменяемого в пределах от 0 до 220 В. Измерения выполняют при номинальной частоте вращения и по мере ее снижения.

По результатам измерения строят график зависимости сопротивления от напряжения и частоты вращения. Более плавное изменение значения сопротивления по сравнению с ранее проведенными измерениями или графиками однотипных генераторов будет свидетельствовать о наличии витковых замыканий в обмотке.

Объем текущего ремонта определяют с учетом состояния генератора. Как правило, в ходе текущего ремонта производится чистка щеточных аппаратов на кольцах ротора и возбудителя, замена изношенных щеток, осмотр и чистка доступных без вскрытия частей и деталей, аппаратуры системы возбуждения, АГП, высоковольтной аппаратуры.

При необходимости, производят чистку газоохладителей, теплообменников, фильтров, камер и аппаратуры системы охлаждения, вскрытие и ремонт масляных уплотнений вала ротора, устранение утечек водорода, осмотр и чистку лобовых частей обмотки и выводов статора.

Текущий ремонт генератора выполняют, как правило, по мере необходимости, но не реже одного раза в год.

2. Перечислите и объясните способы сушки увлажненных обмоток электродвигателей. Методы диагностики увлажненности изоляции обмоток

Общие положения. При эксплуатации, транспортировке и хранении изоляционные конструкции электрических машин подвергаются воздействию окружающей среды увлажняются. Попадание влаги в обмотку приводит к ухудшению диэлектрических характеристик изоляции и преждевременному выходу электрической машины из строя.

Степень увлажнения обмоток электрических машин напряжением до 500 В следует контролировать по изменению сопротивления изоляции Rm.

Если перед пуском сопротивление изоляции обмоток окажется ниже нормированного, то машину следует подсушить. Существует несколько способов сушки: конвективная (в сушильных шкафах), токовая, потерями в стали статора и др.

В процессе сушки обмоток любым способом необходимо контролировать температуру сушки и сопротивление изоляции. При этом температура должна быть не выше предельно допустимой для данного класса нагрева стойкости.

В первый период сушки сопротивление изоляции обмоток несколько снижается, если изоляция была увлажнена. Затем, когда начинается удаление влаги из изоляции, сопротивление возрастает и при достижении равновесной влажности стабилизируется. Изменение температуры и сопротивления Изоляции увлажненной обмотки при сушке. Сушка считается оконченной, если значение сопротивления изоляции остается неизменным в течение 1.. .2 ч.

Если обмотка электрической машины сильно увлажнена и сопротивление изоляции после сушки остается ниже нормы, следует провести циклическую сушку. В этом случае процесс сушки складывается из периодических нагреваний" и охлаждений обмотки. При охлаждении обмотки влага переходит от более нагретых внутренних участков к поверхности и процесс сушки ускоряется.

Конвективный способ сушки. Эту сушку осуществляют в специальных сушильных шкафах. В качестве источников тепла используют пар, электроэнергию или газ. Во всех случаях теплоносителем является нагретый воздух. При этом способе сушки тепло передается от статора к обмотке, поэтому наружные ее слой высыхают быстрее, чем внутренние. Для более равномерного удаления влаги из изоляции следует температуру в сушильном шкафу поднимать постепенно.

Токовый способ сушки. Он заключается в пропускании по обмоткам электрического тока пониженного напряжения (15... 20%) Un. Значение напряжения питания зависит от схемы соединения обмоток. При этом тепло генерируется непосредственно в проводниках обмотки и влага первоначально удаляется из центра изоляционной конструкции. Сушке может быть подвергнута собранная машина или один статор. Источник питания может быть как постоянного, так и переменного тока. При сушке переменным током тепло дополнительно выделяется в стали статора за счет потоков рассеяния.

Токовую сушку можно вести однофазным или трехфазным током. Одна из схем соединения обмоток статора асинхронного двигателя при сушке приведена на рисунке 8.4. Практически в качестве источника питания для сушки может быть использован универсальный стенд сельского электрика МИИСП или УСХА ЭРЭО или же сварочный трансформатор.

Токовый метод значительно сокращает продолжительность сушки по Сравнению с конвективным.

Сушка способом индукционных потерь (потерями в стали статора). При этом способе машину нагревают индукционными токами, возникающими при пропускании переменного тока по специальной намагничивающей обмотке, намотанной на статор. Намагничивающую обмотку выполняют изолированным проводом и для регулирования температуры нагрева секционируют.

Методы определения степени увлажнения изоляции

В электроустановках применяют электрооборудование с различными изоляционными материалами. Один из них, например, фарфор и пластмасса, не подвержены увлажнению, другие -- жидкие диэлектрики (в частности, трансформаторное масло), волокнистые материалы (ткани, бумага, картон) и электроизоляционные смолы в значительной степени подвержены увлажнению, если не будут приняты соответствующие меры (герметизация маслонаполненных аппаратов, специальные покрытия изоляции других аппаратов и электрических машин).

Увлажнение изоляции приводит к снижению ее сопротивления, повышению диэлектрических потерь и в конечном счете к быстрому старению и выходу из строя. Поэтому при выполнении пусконаладочных работ уделяется большое внимание оценке степени увлажнения изоляции, особенно аппаратов с волокнистой изоляцией.

Существует три метода определения степени увлажненности трансформаторов, связанных с изменением емкостей обмоток трансформаторов.

Метод «емкость -- температура» заключается в сравнении емкостей обмоток трансформатора при разных температурах. Обычно принято, чтобы разность температур была 40--50° С, а низшая температура не менее 20° С. При этом отношение емкости обмотки в нагретом состоянии (СГОр) к емкости обмотки в холодном состоянии (Схол) не превышает 1,05--1,1 для сухой изоляции.

Недостаток этого метода в том, что требуется еще и контрольный прогрев трансформатора. Поэтому в практике пусконаладочных работ большое распространение получили другие методы «емкость -- частота» и «емкость -- время», основанные на том, что геометрическая емкость заряжается мгновенно, в то время как абсорбционная емкость -- через некоторое время, и тем большее, чем суше изоляция, поскольку у сухой изоляции сопротивление и емкость больше, чем у увлажненной.

Метод «емкость -- частота» заключается в том, что сначала измеряют емкость СБ0 на частоте 50 Гц, когда проявляется только геометрическая емкость, независимо от того, сухая или увлажненная изоляция у испытываемого оборудования. Затем измеряют емкость С2 на частоте 2 Гц, при которой у сухой изоляции будет проявляться только геометрическая емкость, а для увлажненной изоляции в результате измерения будет входить и абсорбционная емкость. Поэтому отношение С2/С50 для сухой изоляции близко к единице, а для увлажненной -- соответственно 1,2--1,3.

Метод «емкость -- время» заключается в том, что сначала заряжают емкость испытываемого объекта (трансформатора), а затем осуществляют двукратный ее разряд: быстрый, закорачивая сразу после окончания заряда, и медленный -- через 1 с после окончания заряда. Прирост ДС общей емкости С за счет абсорбционной емкости у сухой изоляции будет незначителен (ЛСсух=0,02 С--0,08 С), а для увлажненной изоляции намного больше. Измерение степени увлажнения изоляции рассмотренными методами удобно производить прибором ПКВ-8, разработанным Всесоюзным научно-исследовательским институтом энергетики (ВНИИЭ). Ранее требовалось два прибора: IIKB-13 или ПКВ-7 для измерения по методу «емкость -- частота» м ЕВ-3 для измерения по методу «емкость --время».

3. Перечислите и кратко опишите мероприятия по проверки и наладке переключающих устройств трансформаторов после ремонта (ПБН, РНТ, РПН)

Объем и нормы испытаний. После завершения ремонтных работ трансформатор подвергается испытаниям с целью проверки качества и отсутствия дефектов, а также проверки характеристик трансформатора (на соответствие требованиям стандартов, технических условий или других регламентирующих документов).

Программа испытаний после капитального ремонта с разборкой активной части трансформатора полностью соответствует программе приемо-сдаточных испытаний в заводских условиях.

В процессе эксплуатации, при монтаже и ремонте трансформатора проводится целый ряд испытаний и измерений, о которых говорилось в гл. 3, 11.

Измерения сопротивления изоляции обмоток являются обязательными после любого вида ремонта. Определение коэффициента абсорбции, измерение tg6 изоляции и емкостных характеристик проводят после ремонта с заменой обмоток или при подозрении на загрязненность и увлажнение изоляции. Проверка коэффициента трансформации на всех ступенях переключения напряжения и группы соединения обмоток, а также испытание главной изоляции (вместе с вводами) являются обязательными после ремонта трансформатора с заменой обмоток.

Испытание продольной изоляции обмоток является желательным после ремонта с заменой обмоток (при наличии испытательного оборудования).

После ремонта с заменой обмоток измеряют потери и ток холостого хода при номинальном напряжении, а также напряжение и потери короткого замыкания при номинальном токе. Допускается превышение расчетных (или заводских) значений тока холостого хода не более чем на 30%; потерь -- на 15% (для трансформаторов старых лет выпуска до 22%). Допустимые отклонения параметров короткого замыкания от заводских или расчетных -- не более 10%. После ремонта без замены обмоток (если производилась подпрессовка ярем магнитной системы) потери холостого хода допускается измерять при пониженном напряжении.

Измерение электрического сопротивления обмоток постоянному току производится в случае, если результаты операционного испытания (при изготовлении обмоток) отличаются от нормируемых (различие сопротивлений на одноименных ответвлениях разных фаз не более 2%). Проверка работы переключающего устройства является обязательной после любого ремонта этого устройства или ремонта, связанного с расчленением привода переключающего устройства, и проводится согласно инструкции завода-изготовителя.

Испытания пробы масла из бака для измерения электрической прочности и сокращенного химического анализа, а также бака трансформатора на плотность избыточным давлением является обязательным после любого капитального ремонта.

Проверка состояния индикаторного силикагеля воздухоосушителя производится после текущего ремонта, а испытание трансформатора включением толчком на номинальное напряжение (3--5-кратное включение) -- после любого капитального ремонта.

Рассмотрим подробнее некоторые виды испытаний.

Испытание электрической прочности изоляции. Эти испытания включают определение пробивного напряжения масла (или другого жидкого диэлектрика), которым заполнен трансформатор, измерение сопротивления изоляции обмоток, испытание внутренней изоляции напряжением промышленной частоты, приложенным от внешнего источника (в течение 1 мин), и испытание повышенным напряжением, индуктированным в самом трансформаторе.

Значения испытательных напряжений для обеспечения надежности и долговечности трансформатора превышают номинальные и зависят от условий эксплуатации. Трансформаторы, предназначенные для эксплуатации в электроустановках, подвергающихся воздействию грозовых перенапряжений при обычных мерах грозозащиты, испытываются по нормам для нормальной изоляции, а трансформаторы, предназначенные для эксплуатации в электроустановках, не подверженных воздействию грозовых перенапряжений, или при специальных мерах грозозащиты -- по нормам для облегченной изоляции.

4. Опишите объем работ по ремонту ошиновки и изоляции распределительных устройств

Ошиновка распределительных устройств (сборные и ответвительные шины) состоит из опорных и проходных изоляторов и закрепленных на них проводников с шино держателями, соединительными и концевыми зажимами.

На открытых распределительных устройствах, подверженных усиленному загрязнению, величина необходимого повышения электрической прочности изоляции зависит от характера загрязняющих осадков и степени загрязнения атмосферы этими осадками. Для усиления изоляции открытых распределительных устройств ПО кВ и выше увеличивают число элементов в гирляндах и опорных колонках, применяют специальные «грязестойкие» изоляторы, устанавливают на выключателях и трансформаторах вводы на более высокие ступени напряжения.

В качестве изоляции для загрязняемых районов применяют изоляторы ОС-1 или увеличивают число изоляторов ИШД-35.

Периодичность чистки изоляции открытых распределительных устройств зависит от вида и интенсивности загрязнения и принятого уровня изоляции (нормальный, усиленный). Изоляцию очищают при снятом напряжении различными способами в зависимости от характера загрязнения и плотности осадков на изоляторе (сухими тряпками; тряпками, смоченными водой, бензином, керосином, глинистыми растворами или слабыми растворами кислот, и др.). Промывка изоляторов водой из брандспойтов под напряжением, хотя и является безопасной при заземлении наконечника брандспойта, не всегда дает удовлетворительные результаты. При очень загрязненной изоляции наблюдались случаи ее перекрытия во время промывки и отмечалась нежелательная коррозия отдельных элементов оборудования, так как вода при промывке снизу увлажняет элементы, в обычных условиях остающиеся сухими.

В эксплуатации основным способом борьбы с загрязнением является систематическая очистка изоляторов вручную. В закрытых РУ 6--10 кВ осуществляют иногда очистку изоляторов под напряжением с помощью пылесоса и полых штанг из изоляционного материала со специальными наконечниками в виде фигурных щеток. Для открытых РУ применяют также обработку поверхности изоляторов гидрофобными пастами, обволакивающими частицы загрязненного вещества, в результате чего последние оказываются изолированными друг от друга.

Изоляцию открытых РУ (воздушных линий) очищают прерывистой или сплошной струей воды различного давления. Обмывку можно производить под напряжением до 500 кВ включительно, согласно инструкциям.

Во избежание аварий, вызванных пробоем или поломкой фарфоровых изоляторов, необходимо при замене изоляторов в распределительных устройствах, находящихся в эксплуатации, вновь установленные фарфоровые изоляторы перед включением в эксплуатацию испытывать повышенным напряжением.

При длине скола по окружности до 60 мм и глубине 10 мм место скола покрывают два раза глифталевым лаком и просушивают в течение 2 ч при 50°С. На многоюбочных изоляторах допускается не более двух сколов, расположенных на одной вертикальной линии. Из-за дефектов армировки возможно провертывание или качение штыря, колпачка, фланца, выкрашивание цементирующего вещества. В этом случае изолятор подлежит переармировке.

Большую часть недостатков изоляции, не замеченных при осмотре, обнаруживают при профилактических испытаниях. Изоляторы распределительных устройств испытывают следующим образом:

ѕ измеряют сопротивление изоляции многоэлементных изоляторов или гирлянд мегомметром 2500 В (сопротивление каждого элемента штыревого изолятора или изолятора гирлянды должно быть не ниже 300 МОм);

ѕ испытывают повышенным напряжением одноэлементные изоляторы согласно нормам, многоэлементные -- напряжением 50 кВ на каждый элемент штыревого или подвесного изолятора (длительность приложения напряжения 1 мин);

ѕ проверяют распределение напряжения штангой для многоэлементных изоляторов.

Проверку изоляторов и соединительных зажимов, а также другие работы в установках напряжением выше 1000. В, проводимые под напряжением при помощи специальных измерительных штанг, выполняют с соблюдением соответствующих правил техники безопасности. При тумане, дожде, мокром снеге, когда изолирующая часть штанги будет увлажнена, работа запрещается. Измерение производят с конструкции или специальных приспособлений.

При работах со штангой необходимо соблюдать следующие расстояния до токоведущих частей, находящихся под напряжением: при напряжении 35 кВ -- не менее 1 м, ПО кВ -- не менее 1.5 м, 154 кВ -- не менее 2 м, 220 кВ не менее 3 м, 330 кВ -- не менее 4 м, 400 и 500 кВ -- не менее 5 м. Подниматься на конструкцию следует без штанги. Штангу поднимают с помощью каната. При измерениях запрещается касаться штанги выше ограничительного кольца. Сопротивление изоляции какой-либо части электроустановки измеряют только тогда, когда эта часть отключена со всех сторон. Лицо, производящее измерение мегомметром, должно убедиться в выполнении данного требования и подготовке рабочего места.

Контроль за нагревом проводников ошиновки ведется с помощью термоиндикаторов (термопленок) в закрытых установках и указателей, припаянных легкоплавкими припоями, в открытых распределительных устройствах. Термопленки и указатели устанавливают в местах соединений шин. Периодически производится контроль штангами с термоэлементами.

Для защиты от коррозии поверхности соединений обрабатывают грубым напильником, зачищают стальной щеткой под слоем технически чистого вазелина, затем удаляют опилки с вазелином и покрывают поверхности слоем свежего вазелина. Алюминиевую контактную поверхность непосредственно перед установкой зачищают стальной щеткой под слоем вазелина, который не удаляют. Соединять шины в распределительных устройствах, как правило, следует сваркой. Болтовые соединения применяют только в случаях присоединения шин к аппаратам и в местах, где необходим разъем шин.

5. Перечислите испытания, которым должен быть подвергнут трансформатор тока после ремонта

После окончания сборки трансформатора, непосредственно перед заполнением его маслом, еще раз проверяют мегомметром на 1000 В электрическую прочность изоляции обмоток.

Трансформатор заполняют сухим трансформаторным маслом соответствующей электрической прочности до требуемого уровня, определяемого отметками на маслоуказателе расширителя. Заполнив трансформатор маслом, проверяют герметичность арматуры и установленных на крышке деталей, а также отсутствие течи масла из имеющихся соединений и сварных швов.

При отсутствии дефектов, препятствующих нормальной и безопасной работе, трансформатор подвергают электрическим испытаниям, объем и нормы которых установлены ГОСТом. Целью испытаний трансформатора после ремонта является проверка его электрических характеристик и качества работ, выполненных в процессе ремонта. Трансформатор, подвергающийся капитальному ремонту, испытывают как в процессе ремонта, так и после него.

В процессе ремонта, изготовив новые обмотки, измеряют число витков и проверяют отсутствие в обмотке обрыва и витковых замыканий. Закончив первый этап сборки (сборка выемной части), соединяют временно обмотки по требуемой схеме и определяют коэффициент трансформации на всех ответвлениях и группу соединения обмоток, а также испытывают изоляцию стяжных шпилек. После окончательной сборки перед сушкой сердечника повторно определяют коэффициент трансформации, проверяют группу соединения обмоток, измеряют сопротивления их изоляции. Для контроля качества паек и контактов проверяют сопротивления обмоток постоянному току. В процессе сушки измеряют сопротивление изоляции, температуру и время сушки, а при сушке под вакуумом, кроме того, измеряют величину вакуума и количество выделенного конденсата.

Трансформатор, выпускаемый из ремонта, подвергают испытаниям, в объем которых входит:

измерение сопротивления изоляции обмоток;

определение коэффициента трансформации;

измерение сопротивления обмоток постоянному току;

проверка группы соединения обмоток;

измерение потерь и тока холостого хода (опыт холостого хода);

измерение потерь и напряжения короткого замыкания (опыт короткого замыкания);

испытание герметичности бака;

испытание электрической прочности изоляции

Испытательное напряжение для изоляции обмоток трансформаторов после капитального ремонта с полной сменой обмоток принимается равным заводскому испытательному напряжению, при частичной смене обмоток -- не более 90% заводского испытательного напряжения.

После капитального ремонта со сменой обмоток кроме испытания главной изоляции измеряют сопротивление обмоток постоянному току, коэффициент трансформации, проверяют группу соединения и работу переключающего устройства.

Измерение сопротивления обмоток постоянному току позволяет в некоторых случаях обнаружить плохое контактное соединение, дефектную пайку и обрыв провода обмотки. Все эти повреждения увеличивают сопротивление обмоток. Измеренное сопротивление должно отличаться не более чем на 2% от сопротивления, полученного на том же ответвлении для других фаз.

Результаты всех испытаний заносят в протоколы, в которых указывают также приборы и методы, применявшиеся при испытаниях. Эти данные необходимы для сопоставления полученных результатов с результатами предыдущих испытаний, проведенных в различное время до данного ремонта трансформатора. Испытания выпускаемых из ремонта трансформаторов должны выполняться по всей программе и в объеме, предусмотренном действующими правилами и нормами.

Список литературы

капитальный ремонт компенсатор трансформатор

1 .Сибикин Ю.Д. Техническое обслуживание, ремонт электрооборудования и сетей промышленных предприятий

2. Г.В Белов. Ошиновка распределительных устройств гибкими проводами.

3. Иванов И.И., Равдоник В.С. Электротехника: Учебник для вузов. - М.: Высшая школа, 1984

Размещено на Allbest.ru