Сушка электрических машин

 

 

Министерство  образования и науки РФ

Охинский филиал федерального государственного бюджетного образовательного

учреждения  высшего профессионального образования

"Сахалинский государственный университет".

 

Специальность № 140206 «Электрические станции, сети и системы».

 

 

                                                                                      

 

 

 

 

 

 

 

ОТЧЕТ ПО ПРАКТИКЕ ПО ПРОФИЛЮ СПЕЦИАЛЬНОСТИ (ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕРВИЧНЫХ ПРОФЕССИОНАЛЬНЫХ НАВЫКОВ)

 

 

ТЕМА: «Сушка электрических машин»

 

 

 

 

 

 

 

                                     

 

 

 

Руководитель.                                                                                 Выполнил студент

                                                                                                                         группы

                                                                                                                      

2013г.

 

                                                                                                                 

 

 

 

 

 

содержание

 

 

 

1. ЗАДАНИЕ НА ПРАКТИКУ______________________________2 стр.
2. ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА________________3 стр.
3. ВВЕДЕНИЕ_________________________________________ 4 стр.
4. НЕОБХОДИМОСТЬ СУШКИ____________________________5 стр.
5. СПОСОБЫ СУШКИ___________________________________7 стр.
6. ЗАКЛЮЧЕНИЕ_______________________________________9 стр.
7. ГРАФИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ_______________________________10 стр.
8. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ_______________________________13 стр.

            

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                        

 

 

Введение.

 Электрические машины сушат  при неудовлетворительных изоляционных  характеристиках, указывающих на  увлажненность изоляции. Сушку проводят  до установки электрических машин  в том случае, если они долгое  время хранились в помещении и измерения показывают на увлажненность изоляции. Обмотки электрических машин перед сушкой очищают от загрязнений и осевшей пыли, продувая сухим и чистым воздухом. В случае длительного непосредственного попадания воды на обмотки измерения и испытания, связанные с подачей напряжения, следует выполнять после контрольного прогрева и подсушки путем внешнего нагрева. Сушку путем пропускания тока по обмоткам электрических машин можно выполнять, если сопротивление изоляции обмоток статора машин переменного тока и обмотки якоря машин постоянного тока не менее 50 кОм, а сопротивление изоляции обмоток ротора машин переменного тока и обмоток возбуждения машин постоянного тока не менее 20 кОм.

 

 

 

Рис.1

 

 

                                                                                                        

 

Необходимость сушки.

 

 Сушку изоляции электрических машин, как правило, производят до их установки. Вместе с тем нередки случаи, когда уже установленные электрические машины длительное время бездействуют в связи с задержкой пуска объекта или технологического комплекса, в результате чего их изоляция увлажняется и не отвечает нормативным требованиям. В таких случаях изоляцию электрических машин сушат перед их пуском. 
Назначение сушки — удаление влаги из изоляции обмоток и других токопроводящих частей с целью повышения сопротивления до значений, позволяющих поставить машины под напряжение.

Электрические машины подлежат сушке  после окончания монтажа или  в том случае, если понизилось сопротивление  изоляции их обмоток в результате длительного бездействия. В первом случае сушка обязательна и тогда, когда сопротивление изоляции обмоток относительно корпуса, а также между изолированными друг от друга обмотками оказывается удовлетворительным. Объясняется это тем, что высокое сопротивление изоляции относительно корпуса еще не гарантирует такого же высокого сопротивления изоляции между витками. 
Критерием сухости изоляции может служить наряду со значением сопротивления изоляции также отношение значений сопротивления изоляции при различной длительности приложения напряжения. Для этого измеряют сопротивление изоляции мегомметром спустя 15 и 60 с момента приложения напряжения при одной и той же частоте вращения рукоятки и берут отношение показаний мегомметра. Значение К всегда больше единицы и увеличивается по мере высыхания изоляции, при сухой изоляции может достичь 2— 3. Значение этого коэффициента зависит от температуры обмотки. С увеличением температуры значение К для просушенной обмотки уменьшается. Необходимо учесть, что для получения правильных показаний мегомметра следует устранять остаточные заряды обмотки путем заземления на несколько минут перед каждым измерением. 
В соответствии с рекомендациями электромашиностроительных заводов крупные электрические машины, имеющие стержневую обмотку статора с компаундированной изоляцией класса В и изоляцию классов В и F на термореактивных связующих, можно считать сухими и включать в работу без сушки при выполнении следующих условий: 
а) если имеется полная уверенность в том, что при хранении, перевозке и монтаже машины не было попадания влаги на обмотки; 
б) если при температуре 75 °С сопротивление изоляции обмотки не меньше определяемого по формуле (но не менее 0,5 МОм): 
в) если коэффициент абсорбции К не менее 1,3. 
Сопротивление изоляции обмотки ротора турбогенератора при температуре 75 °С должно быть не менее 0,04 МОм. 
Если температура обмотки отличается от 75 °С, то допускается пересчет сопротивления изоляции исходя из снижения сопротивления изоляции в два раза на каждые 20 °С повышения температуры. 
Для проверки состояния изоляции при ремонте или ревизиях с учетом температуры следует результаты измерения сравнить с данными, полученными при вводе в эксплуатацию высушенной машины.

 Если после длительного нагревания  машина не поддается сушке, то рекомендуется сушку временно прекратить и охладить лобовые части обмотки, вскрыв утепление обмотки. Проветрив машину в течение 30—60 мин, можно вновь приступить к сушке.

Такое охлаждение обмотки с последующей  сушкой рекомендуется продолжать 2—3 раза с интервалами 5—10 ч. Благодаря внешнему глубокому охлаждению влага внутри обмотки будет переходить от более горячих внутренних участков к поверхности, что будет способствовать сушке. Этот метод применяется для сушки сильно увлажненных обмоток, причем для большей эффективности рекомендуется повышать температуру обмотки до 100— 110°С. 
После окончания сушки машину следует остановить, удалить термометры, временно установленные измерительные приборы, осмотреть обмотку, контактные кольца (коллектор), щетки.

                                     Рис.2

 

                                                                                                         

 

 

 

Способы сушки.

 Сушку изоляции выполняют: внешним нагревом, нагревом от тока постороннего источника, индукционным методом, током короткого замыкания в генераторном режиме, на «ползучей скорости» (для двигателей постоянного тока) и вентиляционными потерями. 
В том случае, если один из перечисленных способов не создает необходимой для сушки температуры или обогрев происходит неравномерно, применяют комбинированную сушку. При этом одновременно используют не один, а какие-либо два способа.

Сушка внешним  нагревом.

Для внешнего нагрева машин применяют  чугунные сопротивления или ящики  сопротивлений, а также специально изготовленные нагреватели, которые располагают под машиной таким образом, чтобы исключить возможность местных перегревов от прямого излучения тепла или чрезмерно близкого размещения нагревателя. 
Во время сушки следят за тем, чтобы температура горячего воздуха, поступающего в машину, не превышала 90 °С, а температура обмоток в наиболее нагретой части — 70 °С. Температуру замеряют термометрами, установленными на патрубке воздуходувки и в наиболее нагретой части обмотки, а в крупных электрических машинах — встроенными температурными индикаторами (термопарами). Этот способ применяют для сушки сильно отсыревших машин.

Сушка нагревом от тока постороннего источника.

Для сушки машин этим способом применяют  ряд схем. Ниже рассматриваются только наиболее распространенные из них. Синхронные машины сушат последовательным подключением всех трех фаз и ротора (при близких значениях тока ротора и статора) к источнику постоянного тока (рис. 5, а). Ток сушки должен составлять 0,5—0,7 /ном ротора. 
Асинхронные двигатели сушат трехфазным током в режиме КЗ. Для этого ротор затормаживают, а его обмотку закорачивают на кольцах специальной перемычкой (во избежание подгорания колец). Ток сушки поддерживают не более 0,7/ном, следовательно, подводимое напряжение должно быть не более 0,7 напряжения КЗ.

Сушка индукционным способом.

Может быть рекомендована для всех электрических машин. При данном способе применяют одну из двух разновидностей сушки: потерями в активной, стали  статора или потерями в корпусе статора. Нагревание производят за счет создания переменного магнитного потока путем накладывания на статор намагничивающей обмотки, питаемой однофазным током. 
В первом случае обмотку накладывают таким образом (рис. 1, б), что благодаря значительной разнице магнитных 
проводимостей корпуса и активной стали в корпус ответвляется большой магнитный поток. Во втором случае намагничивающую обмотку накладывают так, как показано на рис. 1, в.

Рис. 3. Схемы подключения при сушке нагревом от тока постороннего источника (а); индукционным способом (б и в)

 

 

 

 

 

Заключение.

 

Нельзя забывать о том, что процесс  сушки электрических машин является очень деликатным и к нему нужно  относиться со всей ответственностью, иначе он может нанести значительный вред состоянию обмоток. Главной задачей сушки является полное удаление влаги, а также увеличения сопротивления в обмотках до какого-либо определенного значения, при котором можно будет поставить машину под напряжение.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Графическая часть.

Абсолютное сопротивление, МОм, изоляции для электрических машин, прошедших капитальный ремонт, должно быть не менее 0,5 МОм при температуре 10 - 30° С. Для вновь установленных электрических машин это значение должно быть не ниже значений, приведенных в табл. 2, а у электродвигателей напряжением выше 2 кВ или более 1000 кВт, кроме того, необходимо определить мегаомметром коэффициент абсорбции ka6c или отношение R60/ R15.

Если полученные данные указывают  на неудовлетворительное состояние изоляции, электрические машины подвергаются сушке.

Рис 4. Ориентировочная продолжительность сушки электрических машин

В процессе сушки нагревать обмотки  и сталь нужно постепенно, так  как при быстром нагревании температура  внутренних частей машины может достигнуть опасного значения, в то время как нагревание наружных частей будет еще незначительным.

Скорость подъема  температуры обмотки во время  сушки не должна превышать 4 - 5°С в час. Согласно ПТЭ электроустановок потребителей измерение сопротивления изоляции относительно корпуса машины и между обмотками производят для обмоток электрических машин напряжением до 660 В включительно мегаомметром на 1000 В, а у электрических машин напряжение выше 660 В - мегаомметром на 2500 В.

Однако согласно ГОСТ 11828 - 75 сопротивление  обмоток электрических машин  на номинальное напряжение до 500 В  включительно измеряют мегаомметром, рассчитанным на 500 В, обмоток электрических  машин на номинальное напряжение выше 500 В - мегаомметром на 1000 В. Следовательно, ПТЭ в некоторой степени ужесточают требования по испытанию изоляции мегаомметром.

Измерение сопротивлении производится при температуре обмоток 75°С. Если сопротивление изоляции обмоток было измерено при другой температуре, но не ниже 10 °С, оно может быть пересчитано на температуру 75 °С.

Перед сушкой изоляции обмоток электрических  машин помещение должно быть очищено от мусора, пыли и грязи. Электрические машины должны быть тщательно осмотрены и продуты сжатым воздухом. Во время сушки измеряют сопротивление изоляции каждой обмотки электрической машины по отношению к заземленному корпусу машины и между обмотками.

Каждый раз перед измерением необходимо устранять остаточные заряды в изоляции, для этого обмотку  заземляют на корпус на 3 - 4 мин. Кроме  того, при сушке обмоток электрических  машин необходимо измерять температуру  обмоток, окружающего воздуха, ток сушки. Практически в результате сушки обмоток электрических машин сопротивление изоляции при температуре 750°С должно быть не ниже данных рис. 5.

Рис 5. Наименьшие допустимые сопротивления изоляции обмоток электрических машин  после сушки

В последние годы внедрены рациональные способы сушки электродвигателей  индукционными потерями в стали  статора при неподвижных машинах, не связанные с прохождением тока непосредственно в обмотках. При  этом способе сушки имеются две  разновидности: потерями в активной стали статора и потерями в корпусе статора.

Нагрев электродвигателей осуществляется потерями на перемагничивание и вихревые токи в активной стали статора  электродвигателя переменного тока или индуктора машины постоянного  тока от создаваемого в машинах переменного магнитного потока в сердечнике статора и корпусе машины.

Переменный магнитный поток  создается специальной намагничивающей  обмоткой, наматываемой на корпус машины по наружной поверхности его с  протягиванием проводников под станину (рис. 6, а) или на корпус и подшипниковые щиты (рис. 6, б), переменный магнитный поток может быть также создан индукционными потерями в активной стали статора и корпусе электрической машины (рис. 6, в).

Ротор асинхронной или синхронной машины должен быть вынут для возможности намотки на статор намагничивающих витков.

 

Рис. 1. Сушка  электрических машин за счет индукционных потерь в стали: о-в корпусе машины, б - в корпусе и подшипниковых  щитах, в - в корпусе и активной стали статора