Меню

Электрические машины сушат только постоянным током

VIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум — 2016

СУШКА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН

Наиболее частыми причинами снижения сопротивления изоляции обмоток электрических машин, аппаратов, распределительных и прочих устройств являются загрязнение токопроводящей пылью и увлажнение [1,2,7,9]. Однако, на практике бывает трудно отделить одну причину от другой, что приводит к непроизводительным затратам времени при выборе способов повышения сопротивления изоляции. Для выявления причины снижения сопротивления изоляции (увлажнение или загрязнение) удобно использовать мост постоянного тока или безиндукторный мегаомметр. При этом необходимо измерить сопротивление изоляции при двух направлениях тока в контролируемой цепи путем изменения полярности подключаемого к обмоткам напряжения.

Если низкое сопротивление изоляции вызвано токопроводящей пылью, то при обоих измерениях будут одинаковые показания. При разных результатах наиболее вероятными причинами являются проникновение в обмотку влаги и образование гальванической ЭДС, которая и создает разные показания при измерении.

Увлажненность изоляции обмоток электрических машин можно определить с помощью измерения так называемого коэффициента абсорбции. Физический смысл коэффициента абсорбции поясняется ниже.

Для анализа поведения изоляции под воздействием приложенного напряжения ее представляют некоторой эквивалентной схемой замещения, которая состоит из трех параллельно включенных цепей (рис. 1 ).

Первая цепь состоит их конденсатора, емкость С1 которого определяется геометрическими размерами изоляции и ее расположением относительно земли (корпуса) и называется геометрической емкостью или емкость мгновенной поляризации. Через эту емкость проходит ток Iг.

Вторая цепь состоит из конденсатора С2 включенного последовательно с резистором, имеющим активное сопротивление R2. Величина R2 в основном зависит от строения изоляции, ее однородности и диэлектрических качеств (наличия расслоений, посторонних включений, капилляров и т.п.). Емкость С2называется абсорбционной емкостью или емкостью медленной поляризации. Появление токов абсорбции Iабсобусловлено перераспределением напряжений между разнородными слоями изоляции в процессе ее заряда. В первый момент после приложения напряжения распределение напряжений по слоям изоляции определяется емкостями слоев (напряжения обратно пропорциональны емкостям).

Рис. 1 . Эквивалентная электрическая схема замещения изоляции

В установившемся режиме распределение напряжений по слоям определяется проводимостями слоев (напряжения обратно пропорциональны проводимостям). В промежутке между этими двумя состояниями происходит перераспределение напряжений между слоями, сопровождающееся перераспределением заряда слоев и, следовательно, протекание токов как между слоями изоляции, так и во внешней цепи, т.е. в измерительной цепи мегаомметра. Эти токи и являются токами абсорбции [3,4,5].

Третья цепь состоит из резистора с активным сопротивлением R1 , определяющим сопротивление изоляции и соответственно ток сквозной проводимости Iск(ток утечки изоляции). Ток сквозной проводимости пропорционален площади изоляции и обратно пропорционален ее толщине. Зависимость токов переходного режима (Iги Iабс) и сопротивления изоляции от времени приложения напряжения мегаомметра представлена на рис.2.

Время затухания Т емкостного тока лежит в пределах от долей, до нескольких секунд в зависимости от мощности машины. Ток абсорбции, напротив, затухает относительно медленно.

Установлено, что абсорбционный ток не зависит от влажности изоляции, в то время, как ток сквозной проводимости с увеличением влажности возрастает. При этом оба тока в одинаковой степени зависят от размеров, структуры и температуры изоляции. Поэтому отношение этих токов является хорошим показателем влажности изоляции.

Рис. 2 . Зависимость токов переходного режима I , Iги сопротивления изоляции Кизот времени t приложения напряжения

На практике дважды измеряют сопротивление изоляции: через 15 секунд (когда завершен заряд геометрической емкости) и через 60 секунд (когда завершен заряд абсорбционной емкости) с момента приложения напряжения мегаомметра.

Отношение R60/ R15 называется коэффициентом абсорбции, т.е.

Синхронные машины, крупные асинхронные двигатели, трансформаторы можно эксплуатировать без сушки если KA > 1,3 при температуре от +10 до +30°С.

Для изоляции с допустимой увлажненностью характерно значение KA >2. В случае большого увлажнения изоляции значение коэффициента KA приближается к единице. Это объясняется тем, что из-за значительного уменьшения постоянной времени t, т.е. через 15 с, достигается значение R(t) близкое к установившемуся. Предельным при температуре 20 °С следует считать значение KA = 1,3. При K Код для цитирования: Скопировать

Студенческий научный форум — 2016
VIII Международная студенческая научная конференция

В рамках реализации «Государственной молодежной политики Российской Федерации на период до 2025 года» и направления «Вовлечение молодежи в инновационную деятельность и научно-техническое творчество» коллективами преподавателей различных вузов России в 2009 году было предложено совместное проведение электронной научной конференции «Международный студенческий научный форум».

Источник

Сушка электрических машин — Сушка током от посторонних источников

Содержание материала

  • Сушка электрических машин
  • Сушка внешним нагреванием
  • Сушка током от посторонних источников
  • Сушка током короткого замыкания
  • Сушка вентиляционными потерями
  • Сушка на ползучей частоте вращения
  • Сушка потерями в активной стали статора
  • Сушка потерями в корпусе статора

В. СУШКА ТОКОМ ОТ ПОСТОРОННИХ ИСТОЧНИКОВ
Этим методом можно сушить электрические машины всех типов. Он применяется главным образом тогда, когда не представляется возможным вращать машину и имеется источник низкого напряжения достаточной силы тока. Так как при этом методе сушки машина неподвижна, то это ухудшает условия охлаждения по сравнению с вращающейся машиной; поэтому необходимый для сушки ток обычно значительно меньше номинального и, например, для машин открытого типа составляет не более 50—70 % его.
При сушке отключать ток рубильником или автоматом не следует во избежание пробоя изоляции, выключение нужно производить, постепенно снижая подводимое напряжение.
1. Сушка машин постоянного тока. При сушке этим методом через последовательную цепь машины, состоящую из обмоток якоря, добавочных полюсов, последовательной и компенсационной обмоток, пропускают постоянный ток от источника низкого напряжения. Необходимое значение напряжения определяют по омическому сопротивлению всей цепи и требуемой силе тока. Якорь во время сушки периодически медленно поворачивают, чтобы все коллекторные пластины и катушки поочередно включались в цепь.
Параллельную обмотку возбуждения можно сушить отдельно, если она не высохнет в процессе сушки последовательных обмоток. При незначительном сдвиге щеток с нейтрали машина может пойти в ход и достичь опасной частоты вращения; поэтому необходимо постоянно наблюдать за ней и в случае надобности выключить ток постепенным снижением подводимого напряжения. Недостатком этого метода сушки является подгорание коллекторных пластин, связанное с неподвижностью якоря.

Читайте также:  Неразветвленная электрическая цепь постоянного тока состоит из источника сила тока

2. Сушка асинхронных двигателей. Для сушки асинхронного двигателя трехфазным током нужно надежно затормозить ротор, а к статору подвести от источника трехфазного тока напряжение не более 15—20 % номинального; обмотку ротора замыкают накоротко. При этом сила тока как в статоре, так и в замкнутом накоротко роторе достигает примерно номинальных значений. Если отсутствует необходимое напряжение для литания статора, то можно ток подводить к ротору, а статор замкнуть накоротко. При этом к ротору подводят напряжение не более 15—21 % номинального напряжения на кольцах. При слишком быстром повышении температуры следует снизить подводимое напряжение. Если же напряжение нельзя регулировать, то нужно периодически выключать ток.
Можно сушить током отдельно ротор и статор. Для этого ротор должен быть вынут из статора. Для получения номинального тока нужно подводить примерно такое же напряжение, как при питании статора с замкнутым накоротко ротором.
При сушке асинхронных двигателей методом короткого замыкания необходимо следить за нагреванием бандажей ротора.
Схемы для сушки асинхронного двигателя постоянным током
Рис. 4. Схемы для сушки асинхронного двигателя постоянным током: а и б — при наличии шести выводов обмотки; в и г — при наличии трех выводов обмотки
В. случае нагревания бандажей выше 95 °С нужно уменьшить силу тока либо периодически выключать ток.
При сушке постоянным током машина должна быть неподвижна. Если выведены шесть концов обмотки статора, то все фазы включают последовательно (рис. 4, а и б) и через них пропускают переменный ток. Если разъединить обмотки фаз не представляется возможным, то сушку производят по схемам на рис. 4, в или г, приведенным для случаев соединения обмоток звездой и треугольником. При этом необходимо периодически переключать фазы для равномерного нагревания обмоток. Переключение производится каждые 2—4 ч в зависимости от размеров машины и скорости повышения температуры в начале сушки. Измерение температуры обмотки при таком способе сушки следует производить во всех фазах.
Значение необходимого напряжения определяется по омическому сопротивлению обмотки и по требуемой силе тока. Схема питания должна предусматривать возможность регулирования тока и длительную работу машины.
При сушке обмотки статора током обмотка ротора обычно -высыхает и в отдельной сушке не нуждается. В противном случае ротор можно сушить отдельно, так же как и статор. Схемы на рис. 4 можно применять и для сушки однофазным током при замыкании фазного ротора накоротко. При применении однофазного тока следует учесть, что при сушке короткозамкнутых двигателей с двойной клеткой по схемам на рис. 4, а, в и г ротор должен быть вынут по причинам, указанным выше. Лишь при сушке по схеме на рис. 4, б (открытый треугольник) ротор может быть оставлен внутри статора.
3. Сушка синхронных машин. Синхронные машины можно сушить постоянным и переменным током. Сушка постоянным током производится во всем так же, как сушка асинхронных электродвигателей.
При сушке трехфазным током ротор должен быть вынут, так как от вращающегося поля статора в успокоительных обмотках и на поверхности бочки ротора, если машина является турбогенератором, возникает недопустимый перегрев от потерь в роторных контурах. Значение необходимого напряжения зависит от индуктивного сопротивления рассеяния при вынутом роторе и при токе сушки 0,5—0,7 номинального обычно находится в пределах 0,08—0,20 номинального напряжения.
Для того чтобы избежать чрезмерного нагревания роторных контуров, сушку можно производить однофазным током, причем обмотки должны быть включены по схеме разомкнутого треугольника (рис. 4, б). Только при таком соединении обмоток (в них будет лишь ток нулевой последовательности) отсутствует трансформаторная связь с роторными контурами. Необходимое напряжение для сушки однофазным током находится примерно в тех же пределах, что и при сушке трехфазным током. Сушка током (потерями в обмотке) крупных машин очень затруднительна, так как для нее требуется значительный ток при нестандартных напряжениях; поэтому этот метод сушки для крупных машин практически не применяется.

Читайте также:  Два резистора имеющие сопротивления включены последовательно в цепь постоянного тока

Источник

Сушка обмоток электрических машин постоянным или однофазным пере-менным током

date image2014-02-24
views image1928

facebook icon vkontakte icon twitter icon odnoklasniki icon

Для сушки асинхронного двигателя посторон­ним источником постоянного или однофазно­го переменного тока используют схемы на рис. 6.17.

Рис. 6.17. Схемы соединения 3-фазных обмоток при сушке асинхронного двигателя источником постоянного тока ( а ) или однофазного переменного тока ( б )

Сушка постоянным током применяется, если начала и концы обмоток фаз статора выведены в коробку электродвигателя. При этом ток пропускается последовательно через обмотки всех фаз (рис. 6.17, а).

Включение и выключение источника постоянного тока во избежание пробоя изоля

ции обмоток должно произво­диться только через реостат. Интенсивность сушки регулиру

ется изменением тока или периодическим отключением его.

Сушка переменным применяется, если соединения между обмотками фаз двигателя выполнены внутри него и на щиток коробки выводов выведены только три конца

В этом случае ток подается попеременно на каждую пару выводок с переключении

ем через каждый час и перестановкой перемычки (рис. 6.17, б и в).

При этом ток пропускается, как указано на рис. 6.17, б (при соединении обмоток треугольником) и 6.17, в (при соеди­нении обмоток звездой).

Значение тока сушки устанавливают равным 0,5 — 0,7 номинального значения тока электродвигателя. При одно­фазном токе значение напряжения, подводи­мого к электродви

гатели, должно составлять 0,2 — 0,1 номинального значения напряжения электродвигателя.

Ротор электродвигателя должен быть неподвижен.

6.6. Сушка электрических машин внешним на­греванием

Способ рекомендуется для всех машин и обязателен при сушке сильно отсы­ревших машин. В этом случае в качестве источника теплоты применяются воздуходув­ки, электро

нагревательные элементы и лампы накаливания.

В последнем случае очень эф­фективен метод сушки инфракрасным облу­чением при помощи специальных сушильных ламп; этот метод ускоряет процесс сушки и позво-

ляет вести ее при более низких темпера­турах, не ухудшая диэлектрических и механиче

ских свойств изоляционных материалов. При этом происходит непосредственная пере­дача лучистой энергии обмоткам.

Специальные сушильные лампы в отличие от обычных имеют меньшую температу

ру на­кала, что увеличивает срок их службы до 10 000 ч. Эти лампы выпускаются промыш­ленностью мощностью 200, 500 и 1000 Вт и снабжаются рефлектором с хорошей отража­тельной способностью, обеспечивающим более полное использование лучистого потока и рав­номернее распределение его.

Наиболее удоб­но сушить электрическую машину внешним нагреванием в закры-

том ящике. В судовых условиях не всегда возможно изготовить ящик, поэтому в процессе сушки ограничиваются укрытием машины брезентом, не допуская сближения брезента с горячими деталями.

При сушке внешним нагревом температура ближайших к источнику теплоты ча-

Источник



Сушка изоляции обмоток электрических машин

Сушка обмоток электрических машинСушке подвергаются электрические машины при увлажнении изоляции обмоток и других токоведущих частей , например, при транспортировке, хранении, монтаже и ремонте, а также при длительном останове агрегата.

Сушка изоляции обмоток электрических машин без особой необходимости вызывает дополнительные неоправданные расходы, а при неправильном ведении режима сушки, кроме того, происходит порча обмотки.

Назначение сушки — удаление влаги из изоляции обмоток и повышение сопротивления до значения, при котором электрическую машину можно поставить под напряжение. Абсолютное сопротивление, МОм, изоляции для электрических машин, прошедших капитальный ремонт, должно быть не менее 0,5 МОм при температуре 10 — 30° С.

Сушка обмоток электрических машинДля 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.

Удаление влаги из изоляции обмотки электрической машины происходит за счет диффузии, вызывающей перемещение влаги в направлении потока тепла от более нагретой части обмотки к более холодной.

Перемещение влаги происходит вследствие перепада влажности в разных слоях изоляции, из слоев с большей влажностью влага перемещается в слои с меньшей влажностью. Перепад влажности в свою очередь создается перепадом температуры. Чем больше температурный перепад, тем интенсивнее происходит сушка изоляции. Например, нагревая внутренние части обмотки током, можно создать перепад температуры между внутренними и внешними слоями изоляции и тем ускорить процесс сушки.

Для ускорения сушки обмотки, нагретые до предельной температуры, целесообразно периодически охлаждать до температуры окружающей среды. Пои этом эффективность термической диффузии получается тем большей, чем быстрее охлаждаются поверхностные слои изоляции.

Читайте также:  Единицы измерения диэлектрических потерь в изоляции для переменного тока

Табл. 1. 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.

Сушка обмоток электрических машинСкорость 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 сопротивления изоляции 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 (рис. 1).

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 табл. 2.

Табл. 2. Наименьшие допустимые сопротивления изоляции обмоток электрических машин после сушки

Машины или их части Наименьшее допустимое сопротивление изоляции
Статоры машин переменного тока с рабочим напряжением: выше 1000 В 1 МОм на 1 кВ рабочего напряжения
до 1000 В 0,5 МОм на 1 кВ
Якори машин достоянного тока на пряжением до 750 В включительно 1МОм на 1 кВ
Роторы асинхронных и синхронных электродвигателей (включая всю цепь возбуждения) 1 МОм на 1 кВ, но не менее 0,2 — 0,5 МОм
Электродвигатели напряжением 3000 В и более: статоры 1 МОм на 1 кВ
роторы 0,2 МОм на 1 кВ

Сушка обмоток электрических машин

Сушка обмоток электрических машин способом индукционных потерь в стали

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. 1, а) или на корпус и подшипниковые щиты (рис. 1, б), переменный магнитный поток может быть также создан индукционными потерями в активной стали статора и корпусе электрической машины (рис. 1, 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

Намагничивающая обмотка выполняется изолированным проводом, сечение и количество витков определяется соответствующим расчетом.

В процессе сушки сопротивление изоляции обмоток электрических машин в первый период сушки снижается, в дальнейшем возрастает и, достигнув некоторого значения, становится постоянным. В начале сушки сопротивление изоляции измеряют через каждые 30 мин, а при достижении установившейся температуры — через каждый час.

Результаты заносят в журнал сушки и одновременно вычерчивают кривые (рис. 2) зависимости сопротивления изоляции и температуры обмоток от продолжительности сушки. Измерения сопротивления изоляции, температуры обмоток и окружающей среды продолжают до полного охлаждения электрической машины.

Сушку обмоток электрической машины прекращают после того, как сопротивление изоляции будет при постоянной температуре практически неизменным в течение 3 — 5 ч и ka6c будет не ниже 1,3.

Кривые зависимости сопротивления изоляции 2, коэффициента абсорбции 3 и температуры обмотки 1 электрической машины от продолжительности сушки

Рис. 2. Кривые зависимости сопротивления изоляции 2, коэффициента абсорбции 3 и температуры обмотки 1 электрической машины от продолжительности сушки

Сушка обмоток электрического двигателя

Сушка изоляции обмоток электрического двигателя в сушильной печи

Источник