Электрооборудование и силовое оборудование. Пособие. УТЦ. Балаковская АЭС

15

выключателя, происходит отключение выключателя (соответственно и привода). В окошке крышки привода появляется надпись “Откл”.

Внимание! Механизм привода с заведенными пружинами очень опасен! Пружины включения привода никогда не следует заводить до установки привода на выключатель. Не следует оставлять на валу привода рычаг для ручного включения выключателя.

Выключатель имеет противоразрядное устройство рабочих пружин привода, благодаря которому невозможно выполнить операции, отмеченные в пункте, а именно:

выкатить включенный выключатель из рабочего положения в контрольное; вкатить включенный выключатель из контрольного положения в рабочее;

включить выключатель в промежуточном положении между рабочим и контрольным.

При нажатии педали через систему рычагов происходит запирание включающего устройства выключателя или его отключения, если выключатель был включен.

Техническое

обслуживание КРУ-6 кВ

В процессе эксплуатации КРУ-6 кВ необходимо периодически проводить технические осмотры и техническое обслуживание выключателей.

Технический осмотр выключателя рекомендуется проводить один раз

âмесяц и после каждого аварийного отключения от защитных реле. Периодичность технического обслуживания определяется величиной отключаемого выключателем тока, количеством отключений за сутки

âсоответствии с утвержденным графиком.

Допустимое число коммутаций токов, не превышающих номинального, не должно превышать:

десяти последовательных отключений и включений, после которых необходим 30-минутный перерыв; ста отключений и включений в сутки.

Максимально допустимое количество механических циклов “ВО”, выполненных выключателями ВЭС-6, составляет 8000 операций.

Для сохранения работоспособности шкафов КРУ-6 кВ при периодических осмотрах проверяется:

состояние дверей, замков, устройств отопления и вентиляции помещений КРУ-6 кВ; наличие защитных средств;

состояние шторочного механизма, механизма блокировок и заземления; наличие смазки на всех трущихся частях механизмов;

состояние рядов зажимов в проводке вспомогательной аппаратуры и жгутов в переходах на дверях шкафа; отсутствие электрических разрядов и коронирования токоведущих частей.

При неисправности какого-либо аппарата, установленного на выдвижном элементе, и необходимости быстрого оперативного ввода шкафа КРУ в работу можно использовать выдвижной элемент резервного шкафа.

Все обнаруженные при периодических осмотрах неисправности заносятся в журнал дефектов для последующего их устранения.

16

Особенности

эксплуатации КРУ-6 кВ

Для надежной и безопасной эксплуатации КРУ-6 кВ с выключателями ВЭС-6 необходимо:

При вводе в работу шкафа КРУ-6 кВ проверять надежность крепления всех болтовых соединений, доступных для осмотра. Проверять сопротивление изоляции главных токоведущих контактов выключателя.

Проверять исправность розеточных контактов выключателя. Проверять надежность крепления пластин, служащих для открывания шторок.

Вкатывание выдвижного элемента производить без толчков и без разгона.

Передвижение выдвижного элемента осуществлять с одной установки рычага на 25 мм.

Следить, чтобы при работы рычагом ручного вкатывания выдвижной элемент не приподнимался и четко фиксировался в контрольном и рабочем положениях.

Штепсельные разъемы во избежание закорачивания вторичных цепей подсоединять при совпадении рисок, нанесенных на колодке и вставке разъема.

Операции по перемещению выдвижного элемента в шкафу КРУ производить при отключенных автоматах питания электропривода и оперативных цепей.

Помнить, что в ячейках отходящих линий нижние неподвижные контакты (отпайки сборных шин) всегда находятся под напряжением, если секция в работе.

18

Инциденты с устройствами КРУ6кВ, произошедшие на Балаковской АЭС

Повреждение шин 6 кВ секции надежного питания 1BV из-за попадания воды на шины секции в результате конденсации влаги.

Дата и время повреждения: 08.01.87 в 19 часов 17 минут.

Причины повреждения:

В связи с понижением температуры наружного воздуха ниже - 20 градусов С, внутренняя поверхность наружных стен помещения КРУ-6 кВ достигла температуры +10 градусов С и усилилась конденсация влаги, что вызвало увлажнение элементов КРУ, расположенных вплотную к наружной стене. С участка потолка помещения КРУ на расстоянии 400 мм от стены происходило каплепадение влаги, что привело к увлажнению изоляции шин и образованию дуги между шинами соседних фаз.

Появление влаги вызвано подсосом влажного воздуха в камеры приточной вентсистемы.

Недоотпуска электроэнергии не было.

Отказ классифицируется как вина оперативного персонала ЭЦ.

Виновниками возникновения отказа явились:

недостаточная требовательность оперативного персонала ЭЦ к персоналу УВТХ по обеспечению необходимого тепловлажностного режима в помещении КРУ; формальное невнимательное выполнение обходов и осмотров помещений электротехнических устройств; недопонимание персоналом УВТХ вредного влияния попадания влаги в приточные вентсистемы.

(Отчет 2-1/01-87).

Повреждение шин резервного питания КРУ-6 кВ 1ВМ, 1ВР, выключателей 1ВМ01А, 1ВР01А типа ВЭ-6-40/3200 УЗ в результате короткого замыкания из-за конденсации влаги на изолирующей стеклотекстолитовой плите выключателя.

Дата и время повреждения: 27.01.87 в 3 часа 56 минут.

Причины повреждения:

Конденсация влаги произошла на нижней части выключателя в результате промерзания пола помещения резервных секций и попадания холодного воздуха на оборудование из-за низкой температуры в кабельном полуэтаже под указанным помещением, в котором отсутствует отопление.

Недоотпуска электроэнергии не было.

Виновником возникновения отказа является проектная организация ХОАТЭП, не предусмотревшая проектом поддержание нормальных климатических условий в электротехническим помещении при резких изменениях температур наружного воздуха.

(Отчет 2-2/01-87).

Аналогичные повреждения КРУ происходили: 03.10.85, 22.05.90, 04.01.92.

Отказ привода выключателя ВЭС-6 из-за износа детали механизма взвода рабочих пружин выключателя.

Дата и время повреждения: 26.03.91 в 22 часа 10 минут.

Причины повреждения:

Преждевременный износ детали механизма взвода рабочих пружин.

19

Виновником возникновения нарушения является завод-изготовитель выключателя, применивший комплектующие изделия, выполненные из материала с характеристиками, не соответствующими проектным.

Недоотпуска электроэнергии не было.

(Отчет 1-Бал-0-06-03-91).

Повреждение трансформатора тока в ячейке _ 6 секции 6 кВ 1ВВ, с ее отключением и разгрузкой блока.

Дата и время повреждения: 04.01.92 в 23 часа 20 минут.

Причины повреждения:

Из-за короткого замыкания вторичных цепей трансформатора тока фазы “В” ячейки _ 6 секции 1ВВ действием дуговой защиты отключилась секция с разгрузкой блока.

Расследованием установлено, что к.з. возникло во вторичной обмотке трансформатора тока типа ТЛ-10 с разрушением корпуса трансформатора.

Виновником возникновения отказа является низкое качество изготовления трансформатора тока на заводе высоковольтной аппаратуры г.Ровно.

(Отчет _ 1-Бал-ПО8-01-02-92).

Повреждение токопроводов 6 кВ с.н. блока _ 3, ячейки КРУ-6 кВ с отключением энергоблока.

Дата и время повреждения: 04.03.92 в 1 час 07 минут.

Причины повреждения:

В клемной коробке эл.двигателя технической воды 3QF21D02 обгорел вывод фазы “С” обмотки и замкнулся на “землю”. В сети 6 кВ на фазах “А” и “В” появились перенапряжения, которые вызвали пробой воздушных промежутков в токопроводах фаз “А” и “В” от ТСН-1 и над шкафом ячейки _ 15 рабочего ввода секции 3ВВ.

При двухфазном к.з. на “землю” в районе стыковки токопровода с ячейкой _ 15 сработала дифзащита ТСН-1 и через группу реле основных защит 3 энергоблок отключен воздушными выключателями 500 кВ.

Коренными причинами отказа явились:

некачественное изготовление наконечника обмотки эл.двигателя и недостаточный контроль на заводеизготовителе; невыполнение к моменту происшествия мероприятий “О

повышении надежности сетей 6 кВ с.н. энергоблоков АЭС”, предписывающих частичное заземление нейтрали сети 6 кВ.

(Отчет _ 3-Бал-ПО5-14-03-92).

1

Цели обучения

После изучения данного пособия обучаемые смогут:

Назвать типы электродвигателей 6 и 0,4кВ, применяемых для привода технологических механизмов собственных нужд Бал.АЭС; Объяснить конструктивные особенности различных типов

электродвигателей механизмов собственных нужд Бал.АЭС; Объяснить особенности эксплуатации различных типов электродвигателей механизмов собственных нужд Бал.АЭС. Объяснить принцип действия асинхронных электродвигателей.

Объяснить назначение, принцип действия конструкцию, типы и особенности при эксплуатации различных типов электродвигателей механизмов собственных нужд Бал.АЭС.

2

Общие положения по применению электродвигателей привода технологических механизмов в схемах собственных нужд энергоблоков АЭС

Асинхронные электродвигатели 6 и 0,4кВ с короткозамкнутым ротором широко применяются для привода технологических механизмов собственных нужд электрических станций. Применение асинхронных электродвигателей обусловлено высокой надежностью работы, дешевизной, простотой конструкции, приблизительно постоянной скоростью при разных нагрузках, возможностью большой перегрузки, простотой пуска и возможностью его автоматизации. Первый трехфазный асинхронный электродвигатель был изобретен русским электротехником М.О.Доливо-Добровольским в 1889году и приводил в движение насосную установку мощностью 75кВт. С тех пор асинхронные электродвигатели являются основными в народном хозяйстве. Эти двигатели изготавливают на различные мощности в пределах от нескольких ватт до нескольких тысяч киловатт.

Принцип действия трехфазных асинхронных электродвигателей

Работа асинхронного двигателя основана на принципе электромагнитной индукции. Вращающееся магнитное поле, возбуждаемое токами в обмотке статора, пересекает проводники обмотки ротора и индуктирует в этой обмотке электродвижущую силу (э.д.с.). Если обмотка ротора замкнута на какое-либо сопротивление или накоротко, то в ней под действием индуктируемых э. д. с. возникнут переменные токи, взаимодействие которых в обмотке ротора с магнитным полем обмотки статора создает вращающий момент, приводящий ротор во вращение.

Направление всякого индуктированного тока таково, что он противодействует причине, его вызвавшей. Поэтому токи в проводах обмотки ротора стремятся задержать вращающееся поле статора, но, не имея возможности сделать это, приводят ротор во вращение так, что он следует за полем статора.

В асинхронном двигателе рабочий процесс может протекать только при частоте вращения ротора n2, не равной частоте вращения магнитного поля п1. Частота вращения ротора может очень мало отличаться от частоты поля, но при работе двигателя она будет всегда меньше (n2 - n1).

В этом заключается основное принципиальное отличие асинхронных машин от синхронных, у которых частота вращения ротора всегда равна частоте вращения магнитного поля статора.

Министерство Российской федерации по атомной энергии. Концерн “Росэнергоатом”. Балаковская Атомная Электростанция. СЛУЖБА ПОДГОТОВКИ ПЕРСОНАЛА

включение обмоток статора в “треугольник”

3

На рисунке выделена часть окружности ротора, на которой находится один проводник его обмотки. Поле статора условно представлено северным полюсом N, который перемещается в пространстве и вокруг ротора по часовой стрелке с частотой n1. Следовательно, полюс перемещается относительно проводника обмотки ротора слева направо, в результате чего в этом проводнике индуктируется э. д. с., направление которой может быть определено по правилу правой руки и показано на рисунке знаком точки. Если обмотка ротора замкнута, то под действием э. д. с. по этой обмотке протекает ток, направленный в выбранном нами проводнике так же, как и э. д. с.

В результате взаимодействия тока в проводнике обмотки ротора с магнитным полем возникает сила F, которая перемещает проводник в направлении, определяемом по правилу левой руки. Вместе с проводником начинает перемещаться и ротор. Если силу F умножить на расстояние этого проводника от оси ротора (плечо приложения силы), то мы получим вращающий момент развиваемый током данного проводника. Так как на роторе помещено большое количество проводников, то сумма произведений сил, действующих на каждый из проводников, на расстояние этих проводников от оси ротора определяет вращающий момент, развиваемый двигателем. Под действием вращающего момента ротор вращается в направлении вращения магнитного поля.

Работа асинхронного электродвигателя похожа на работу трансформатора. Первичной обмоткой здесь является обмотка статора, а вторичной обмотка - ротора. Разница заключается лишь в том, что трансформатор не имеет воздушного зазора в магнитной цепи и вращающихся частей.

В момент пуска двигателя, когда ротор еще неподвижен, частота индуктированных токов в обмотке ротора равна частоте переменных токов в обмотке статора. Поскольку в этот момент вращающееся поле статора пересекает ротор с наибольшей скоростью, токи ротора в этот момент имеют наибольшее значение.

Для реверсирования двигателя, т. е. для изменения направления вращения ротора, необходимо изменить направление вращения магнитного поля, созданного обмоткой статора. Это достигается в трехфазных двигателях изменением чередования фаз обмоток статора, для чего следует поменять местами включение двух любых из трех проводов, подключающих машину к сети.

Реверсивные двигатели снабжены переключателями, при помощи которых можно изменять чередование фаз обмоток статора, а следовательно, и направление вращения ротора. Вне зависимости от направления вращения ротора его частота n2, как уже упоминалось, всегда меньше частоты магнитного поля статора. Если бы эти частоты почему-либо оказались одинаковыми, то магнитное поле статора не пересекало бы проводников обмотки ротора и, следовательно, в них не возникали бы токи, т. е. не было бы и вращающего момента.

Сердечники статоров и роторов асинхронных машин собирают из стальных листов, изолированных друг от друга для уменьшения потерь на вихревые токи. В пазах статора и ротора размещают проводники обмоток. Статор крепят в станине, а ротор - на валу машины.

Начала С1, Ñ2, Ñ3 и концы С4, Ñ5, Ñ6 трехфазной обмотки статора выводят на щиток машины и располагают таким образом, чтобы обмотку статора было удобно соединить звездой или треугольником. Это дает возможность каждую машину использовать в сетях с двумя различными напряжениями (например, при 127 и 220 В или 220 или 380 В и др.). Поэтому в паспорте машины и на щитке указаны два значения напряжения сети, при которых может работать машина (220/127; 380/220 В и др.). Для включения в сеть с большим из указанных напряжений обмотка статора соединяется звездой, а меньшим напряжением - треугольником. В двигателях последних серий не делают щитков для зажимов, а выпускают шесть выводов маркированных концов: С1, Ñ2 Ñç - начала и С4, Ñ5, Ñ6 - концы фаз.

В зависимости от типа обмотки ротора асинхронные машины могут быть с короткозамкнутым и с фазным ротором.

4

В настоящее время асинхронные двигатели изготавливают преимущественно с короткозамкнутым ротором и лишь при больших мощностях и в специальных случаях используют фазную обмотку ротора. Обмотку короткозамкнутого ротора изготавливают в виде беличьего колеса из стержней, уложенных в пазы сердечника и замкнутых между собой на торцовых сторонах накоротко кольцами. Такую обмотку обычно изготавливают из алюминия, который в горячем состоянии под давлением заливают в пазы ротора. Вместе со стержнями отливают и замыкающие кольца, которые снабжают крыльями для улучшения вентиляции.

У двигателей с фазным ротором (с контактными кольцами) в пазах ротора размещают трехфазную изолированную обмотку, подобную обмотке статора. Фазы обмотки ротора соединяют звездой, их начала подключают к трем контактным кольцам, помещенным на валу машины и изолированным как от вала, так и между собой. Эти кольца жестко укреплены на валу и вращаются вместе с ним. К кольцам через щетки при пуске двигателя или для регулирования частоты вращения присоединяют сопротивление (реостат), что позволяет увеличить полное сопротивление цепи обмотки ротора и уменьшить пусковые токи, увеличивая пусковой момент.

На энергоблоках Бал.АЭС электродвигатели с фазным ротором не применяются.

Принцип работы асинхронного электродвигателя удобно проследить по рисунку и логической схеме.

5

Основные

характеристики

электродвигателей,

факторы, воздействующие на них и технологические ограничения

Номинальные параметры электродвигателей, воздействующие факторы, особенности обозначения

Электродвигатели характеризуются номинальной мощностью и номинальным напряжением.

Номинальной мощностью электрической машины называется мощность на которую рассчитана данная машина по условиям нагревания и безаварийной работы в течение установленного срока службы.

Номинальное напряжение-напряжение на которое машина рассчитана заводом изготовителем для работы в номинальном режиме с номинальной мощностью.

Длительное отклонения по значению напряжения в сети питающей электродвигатели не должны превышать -5% и +10%.

Электродвигатели выпускаются заводами для работы в разнообразных условиях. При эксплуатации на них воздействуют разнообразные факторы, которые можно разделить на внешние и внутренние.