11 Розробка питання експлуатації електроустаткування захист від протікання паразитних струмів у валах і підшипниках генераторів

Через несиметричний магнітний потік генератора уздовж валу його ротора наводиться електрорушійна сила, яка може викликати протікання струму через підшипники і спричинити за собою пошкодження робочих поверхонь черв'ячних пар і підшипників турбіни, підшипників і вкладишів ущільнень генераторів.

Несимметрія магнітного потоку, а точніше нерівність двох його половин Ф1 і Ф2, виникає через наявність додаткового магнітного опору в якому-небудь місці магнітопровода, наприклад, через збільшений зазор між листами сталі в місці їх стикування або ще частіше через нерівномірний зазор між ротором і статором (рис.). З малюнка, де місцевий опір в спинці осердя статора або нерівність повітряного проміжку між ротором і статором зображений повітряним проміжком, видно, що при повороті ротора на 90° опори потокам Ф1 і Ф2 порівняються, а при подальшому обертанні опір для потоку Ф1 стане менше ніж для потоку Ф2, потім знов порівняється, потім стане меншим для потоку Ф2 і т.д. Це приводить до зміни величини магнітних потоків Ф1 і Ф2 та викликає появу в тілі ротора струмів, які, якщо не вжити заходів, протікатимуть не по шляху 1 з великим індуктивним опором, а по шляху 2 (через підшипники і станину), який має значно менший індуктивний опір. Через малий опір, навіть при незначних значеннях наведених ЕРС, струми по валу і підшипниках можуть досягти декількох тисяч ампер.

Щоб не припуститися протікання струмів по підшипниках, на їх шляху встановлюють ізоляційні прокладки. Ізоляційні прокладки ставлять під стілець підшипника з боку збудника (або під підшипники збудника), а біля вертикальних гідрогенераторів — під лапи верхньої хрестовини.

Рисунок11.1- Схема протікання струмів, викликаних несимметрією магнітної системи.

а — поперечний розріз; б — поздовжній розріз; / — шлях струму з великим індуктивним опором; 2 — шлях струму з малим індуктивним опором.

Крім того, на всіх маслопроводах, що йдуть до ізольованих підшипників, встановлюються два ізолюючих фланцевих з'єднання, щоб можна було контролювати стан ізоляції маслопроводу під час роботи. В генераторах з водневим охолодженням ізолюється від торцевих щитів і від маслопроводів корпус масляного ущільнення з боку збудника.

Опір ізоляції стільця підшипника, заміряний перед збиранням підшипника, повинен бути не менше 1 МОм. При роботі генератора не рідше ніж 1 раз на місяць слід перевіряти, чи не порушилася ізоляція стільця підшипника і корпусу ущільнення генератора і підшипників збудника по схемі показаній на аркуші 5. При цьому вимірюється напруга U₁ на кінцях валу і U₂ між ізольованим стільцем і плитою. При вимірюванні напруги U₂ опір ізоляції масляних плівок на підшипнику з боку турбіни і на тому підшипнику, на якому проводиться вимір, шунтують, як показано на аркуші 5. Якщо напруги U₁і U₂ рівні, то ізоляція стільця підшипника справна. Якщо ж напруга U₂ дорівнює нулю, то ізоляція пошкоджена.

У генераторів з вбудованими в торцеві щити підшипниками ізольований від корпусу вкладиш підшипника виявляється недоступним. В цьому випадку необхідно зробити від нього постійний вивід дротом з надійною ізоляцією. У турбін, що не мають відкритих ділянок валу, доступ до валу здійснюється через отвори в кришці підшипника, які при роботі закриваються пробкою.

Для можливості порівняння результатів вимірювання рекомендується виконувати при одному і тому ж навантаженні генератора і тому ж струмі ротора.

При роботі парової турбіни унаслідок тертя лопаток останніх ступенів ротора об вологу пару відбувається заряд ротора електрикою. Величина напруги, яку може надати подібний заряд ротору, залежить від опору ізоляції масляної плівки підшипників і доходить до 800 В та вище.

Напруга, створювана зарядом ротора від пари, ускладнує обслуговування турбіни, оскільки при дотику до валу, наприклад при вимірюванні швидкості обертання ручним тахометром або при протиранні деталей поблизу валу, персонал «б'є струмом». Іскрові розряди електрики через масляну плівку пошкоджують поверхні черв'ячних пар і виводять їх з ладу. Тому для відведення заряду з ротора турбіни на його валу в доступному місці, а за відсутності такої можливості і усередині корпусу встановлюється електрощітка, що ковзає по валу і відводить заряд в землю. Забезпечення надійного контакту цієї щітки з валом турбіни не менш важливе, ніж підтримка в справному стані ізоляції підшипників.