Электрооборудование и силовое оборудование. Пособие. УТЦ. Балаковская АЭС

26

Сердечник статора, корпусы подшипников и охладитель закреплены болтами к щитам, выполняющим роль опор двигателя.

Сердечник статора собран из штампованных листов электротехнической стали. Для создания вентиляционного тракта сердечник разделен каналами на пакеты. По внешнему диаметру сердечника приварены воздуховоды для подачи воздуха в радиальные каналы.

Сердечник ротора собран из листов электротехнической стали. На вал ротора насажены вентиляторы, обеспечивающие необходимый расход охлаждающего воздуха.

Подшипники разъемные. Смазка подшипников двигателей 355 (500 кВт) и 400 (630, 800 и 1000 кВт) габаритов - жидкостная автономная. Масло заливается в масляную камеру в объеме 3-3,5 л. Подача масла во вкладыш осуществляется при вращении ротора свободно висящим на валу кольцом. Масло снимается с наружной поверхности кольца специальным устройством (скребком), подается на вал через отверстие во вкладыш. Контроль уровня масла в камере подшипника осуществляется по маслоуказателю. Уровень масла не должен быть выше 10 мм и ниже 5 мм середины маслоуказателя.

Смазка подшипников ЭД мощностью 1600 кВт принудительная под избыточным давлением 3-5кГ/см2. Масло к подшипникам подводится от масляной системы. Сливные патрубки подшипников снабжены смотровыми стеклами для наблюдения за струей стекающего масла.

Воздухоохладители состоят из охлаждающих трубок, по которым циркулирует вода, между ними - охлаждающий воздух. Для присоединения к водопроводу на воздухоохладителе имеются патрубки с фланцами. Действие воздухоохладителя основано на теплопередаче между охлаждаемой и охлаждающей средами, разделенными твердой стенкой.

Для создания вентиляционного тракта в ЭД 500, 800 кВт сердечник статора разделен радиальными каналами на пакеты. По внешнему диаметру сердечника приварены воздуховоды для подачи воздуха в радиальные каналы.

Схема охлаждения двигателей АЗМ мощностью 500-800кВт

Вентиляторы забирают воздух из камер щитов и подают его в камеры лобовых частей обмотки статора, откуда охлаждающий воздух разветвляется на четыре части (А, Б, В, Г).

Часть А направляется через воздуховоды в средний радиальный канал сердечника статора, входит в подпазовые каналы сердечника, проходит через систему щелевых каналов, непосредственно обдувая катушки статорной обмотки, после чего выходит через радиальный канал в периферию обмотки статора.

Часть Б входит сразу в подпазовые каналы сердечника, охлаждает обмотки аналогично струе А и через радиальный канал на периферию сердечника статора.

Часть В входит в зазор между ротором и статором и охлаждает наружную поверхность сердечника ротора и зубчатую зону сердечника статора.

Для охлаждения зубцовой зоны сердечника ротора используются потоки Г.

Охлаждение циркулирующего внутри двигателя воздуха у двигателей с замкнутой системой вентиляции осуществляется в воздухоохладителе:

температура охлаждающего воздуха в номинальном режиме не более 40°С; температура охлаждающей воды не более 30°С;

температура обмотки и сердечника статора не более 120°С; температура вкладыша подшипника не более 80°С; температура масла на входе в подшипники двигателей с принудительной смазкой должна быть от + 15°С - 40 °С.

Допустимые нагрузки двигателя в процентах от номинальной в зависимости от температуры охлаждающей среды

Электродвигатель типа АОВ 2-14-41-4УЗ

1 - статор

2 - ротор

3 - обмотка статора

4 - подшипник качения

5 - коробка выводов

6 - кожух

7 - вентилятор

8 - îêíî

9 - охладители

28

Особенности устройства электродвигателей серии АОВ2

Устройство ЭД вертикальное, закрытое обдуваемое, на щитовых подшипниках качения.

Конструкция ЭД обеспечивает защиту:

от соприкосновения с находящимся под напряжением или движущимися частями, расположенными внутри оболочки; от попадания твердых посторонних тел; от воды,разбрызгиваемой из любого положения.

Двигатель имеет одновременно наружную разомкнутую и внутреннюю замкнутую систему вентиляции.

Функцию вентиляторов внутреннего цикла вентиляции выполняют удлиненные стержни обмотки ротора, установленные через определенный интервал.

Для наружной вентиляции установлен вентилятор на верхнем торце вала ЭД.

Для постоянного контроля температуры подшипников в каждом подшипниковом узле заложены термометры сопротивления.

Для смазки подшипников применяется смазка ЭШ-176 .

Нагрев подшипника менее 100°С, охлаждающего воздуха -50°С, температура охлаждения 40°С.

Схема вентиляции ЭД следующая.

Воздух внутренней системы вентиляции забирается роторными лопатками и часть его прогоняется в камеры лобовых частей обмотки статора и охлаждая их, выходит в охладитель.

Другая часть воздуха через аксиальные каналы ротора затем статора, после чего соединяясь с первым потоком в охладителе, дважды проходит зону охлаждающих трубок воздухоохладителей и вновь возвращается к лопаткам ротора.

Охлаждающий воздух наружной системы вентиляции из окружающей среды забирается вентилятором установленным на верхнем торце вала через окна в верхнем кожухе ЭД и прогоняются внутри трубок воздухоохладителей, тем самым охлаждая нагретый, внутренний циркулирующий между трубками воздух и сбрасывается в окружающую среду.

Смешивание объемов воздуха не происходит.

29

Электродвигатели 0,4кВ, назначение и конструкция, особенности эксплуатации

Для привода большого количества технологических механизмов турбинного и реакторного отделений, вентиляционных установок, механизмов химического цеха и вспомогательных сооружений применяются электродвигатели асинхронные с напряжением питания 0,4кВ. Это двигатели с короткозамкнутым ротором закрытого исполнения серии А, АО, А4 различных мощностей.

Система охлаждения воздушная с вентиляцией воздуха от собственных вентиляторов, установленных на валу электродвигателя.

Часть электродвигателей вентиляционных установок гермозоны реакторного отделения имеют водяное охлаждение корпуса электродвигателя так называемую водяную рубашку.

Электродвигатели 0,4кВ просты и надежны в эксплуатации.

Неисправности электродвигателей 0,4кВ, встречающиеся в процессе эксплуатации следующие.

Неисправности двигателей и их причины

При включении электродвигатель не вращается, гудит или вращается, но очень медленно.

Может быть несколько причин. Обрыв в цепи статора.

Во избежание сгорания двигателя необходимо отключить его выключатель, пускатель или контактор.

Обрыв или слабый контакт в цепи фазного ротора.

Двигатель при этом повреждении может вращаться, но с малой скоростью. Ток статора колеблется с частотой скольжения. При нарушении контакта в обмотке ротора из двигателя могут появиться искры и дым.

Механическое заедание в двигателе или механизме.

Для проверки отсутствия заедания необходимо провернуть агрегат за муфту.

Недопустимая несимметрия зазора между ротором и статором.

При этом двигатель проворачивается за муфту без заедания. Сопротивление изоляции обмотки в норме. Причина неисправности устанавливается путем замера зазора при снятых торцевых крышках.

Недостаточное превышение пускового момента двигателя над начальным моментом механизма.

При повышенном напряжении двигатель разворачивается нормально. Необходимо заменить двигатель на другой, с более высоким пусковым моментом или с большей мощностью.

Витковое замыкание в обмотке статора.

Как правило, в крупных двигателях и тем более в высоковольтных витковое замыкание при первом же включении сопровождается появлением замыкания на корпус и коротким замыканием между фазами.

Неправильная схема соединения обмотки статора в звезду вместо треугольника.

30

При работе двигателя обнаружен повышенный нагрев подшипника качения.

Может быть несколько причин.

Отсутствие смазки в результате ее вытекания или высыхания из-за несвоевременной замены.

Излишки смазки. Обычно этот дефект наблюдается после ремонта. Необходимо уменьшить количество смазки, чтобы она занимала не более 1/3 объема свободного пространства. Появление дефектов в подшипнике: раковин, трещин, срабатывание, разрушение сепаратора и задевание его за обоймы подшипника.

Появление раковин, трещин, выработок в рабочих поверхностях обойм на шариках или роликах подшипников сопровождается появлением ненормального шума при вращении подшипника. Двигатель при первой возможности должен быть остановлен в ремонт.

Срабатывание сепаратора обнаруживается по наличию следов металла (блесков) в смазке, а также по заметному проседанию сепаратора вниз с касанием обойм.

При работе двигателя обнаружен повышенный нагрев его корпуса.

Возможно несколько причин. Перегрузка двигателя по току. Засорение водяных охладителей

Забивание грязью и пылью защитных сеток в торцевых щитах со стороны подвода холодного воздуха.

Забивание грязью и пылью вентиляционных каналов стали статора и ротора. В последнем случае двигатель следует продуть сжатым воздухом. Если нагрев не снизится, его следует вывести в ремонт с выемкой ротора.

Нарушение изоляции между листами стали статора. При работе двигателя из него появились искры и дым. Защита не работает. Наиболее вероятная причина - задевание ротора за статор. Необходимо аварийно отключить двигатель.

Обрыв цепи статора при работе двигателя. Двигатель будет продолжать работать без заметного увеличения скольжения, если кратность его максимального момента больше 2. При номинальной нагрузке на валу ток в одной фазе станет равным нулю, а в двух других увеличится. Во избежание перегрева и перегорания обмотки статора двигатель следует немедленно отключить от сети.

Сильная вибрация электродвигателя. При появлении вибрации, превышающей норму, двигатель должен быть выведен в ремонт при первой возможности, а при сильной и возрастающей вибрации должен быть остановлен аварийно.

32

Контроль за режимом работы электродвигателей в условиях нормальной эксплуатации

Во время работы ЭД персонал технологических цехов обязан: контролировать нагрузку ЭД по амперметрам или по фрагментам на РМОТ БЩУ, при необходимости разгружать агрегат и выяснять причины перегрузки; контролировать температуру обмотки, сердечника статора,

подпятника, направляющих подшипников, а также температуру воздуха на входе и выходе из воздухоохладителей по месту и на дисплеях БЩУ; периодически проверять уровень масла подшипников

скольжения, при необходимости производить доливку масла, контролировать техническое состояние подшипников качения; контролировать работу вентиляции и воздухоохладителей по месту и на дисплеях БЩУ; не допускать попадания пара, воды и масла на выводы ЭД,

внутрь его корпуса и на кнопки аварийного отключения; при запаривании или угрозе затопления ЭД принять меры для предотвращения этой угрозы, при невозможности

предотвратить запаривание или затопление, электродвигатель необходимо отключить; при регламентных осмотрах оборудования, а также при

отключении ЭД защитой, контролировать исправное состояние аварийных кнопок; ставить в известность начальника смены своего цеха и НСЭЦ

(СДЭМ) о всех замечаниях в работе ЭД.

Дежурный персонал ЭЦ обязан производить осмотр всех работающих ЭД в соответствии с графиком обходов и осмотров электрооборудования. Внеочередные осмотры ЭД производить при отключении ЭД от действия электрических защит.

При осмотре ЭД дежурный персонал ЭЦ должен контролировать: нагрузку по фрагментам на дисплеях БЩУ для ЭД 6 кВ (для ЭД 0,4 кВ замер нагрузки производится токоизмерительными клещами при повышенном нагреве корпуса ЭД); температуру охлаждающей среды; нагрев корпуса ЭД и подшипников; отсутствие течей воздухоохладителей;

состояние заземлений корпусов ЭД и оболочек кабелей; состояние коробки выводов и ее уплотнений;

При выявлении неисправностей в работе ЭД необходимо принять меры к их устранению.

Электродвигатель должен быть аварийно отключен от сети при: угрозе жизни людей; появлении из ЭД огня, дыма;

резком увеличении вибрации и металлическом звуке в насосе, редукторе; прекращении подачи охлаждающей воды более 3 мин;

пожаре на маслопроводе, если невозможно погасить огонь;

Электродвигатель должен быть остановлен после пуска резервного агрегата при:

появлении ненормального шума в ЭД; появлении запаха горелой изоляции; резком увеличении вибрации агрегата;

недопустимом возрастании температуры подшипников; перегрузке ЭД выше допустимых пределов; возникновении угрозы повреждения ЭД (заливание водой, запаривание).

33

Аварийное отключение ЭД производится действием электрических и технологических защит, а также аварийной кнопкой.

При аварийном отключении ЭД оперативный персонал ЭЦ должен: выяснить причину аварийного отключения ЭД в соответствии с п. 6.7, а также по указательным реле и сигнализации; произвести внешний осмотр отключившегося ЭД; замерить сопротивление изоляции ЭД совместно с кабелем, при необходимости замерить сопротивление изоляции отдельно кабеля и ЭД; для определения междуфазного замыкания обмотки ЭД,

необходимо расцепить "звезду" (если нулевые вывода выведены в коробку выводов ЭД) и "прозвонить" фазы между собой;

После отключения ЭД 6 кВ релейной защитой запрещается его повторное включение без осмотра и устранения причин отключения.

При повреждении ЭД НСЭЦ и начальник смены технологического цеха составляют рапорт о повреждении электродвигателя.

Применяемые сокращения

КПД -коэффициент полезного действия; С.Н. - собственные нужды; ЭД - электродвигатель;

ГЦН - главный циркуляционный насос. УЖИ - указатель жидкости; МНС - маслонасос смазки;

КРУ - комплектное распределительное устройство; НСЭЦначальник смены электроцеха; ШР - штепсельный разъем ЭД - электродвигатель; ЭЦ - электрический цех;

ЭЭТУ - этажерка электротехнических устройств; РМОТ - рабочее место оператора технолога; БЩУ - блочный щит управления;

Список используемой литературы

Техническое описание и инструкция по эксплуатации ОБГ.460.125 ТО;

Двигатели асинхронные серии АТД4. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. ОВК.412.218 ТО;

Техническая документация ZKV 6180/2S;

Техническое описание и инструкция по эксплуатации 1БП.046.021 ТО;

Электрические машины. В.Е. Китаев. Учебник.

1

Цели обучения

После изучения данного пособия обучаемые смогут: объяснить конструкцию электролизера; назвать назначение аппаратов технологической схемы;

объяснить особенности эксплуатации технологической схемы СЭУ-20.

Объяснить принцип получения водорода методом электролиза, назначение элементов технологической схемы, конструкцию аппаратов и особенности при эксплуатации СЭУ-20.

2

Введение

В электромашиностроении значительное увеличение единичной мощности генераторов стало возможным за счет эффективной системы охлаждения и применения в качестве охлаждающей среды водорода. Водород имеет малый удельный вес, что значительно снижает потери на трение при движении его в системе охлаждения и большую теплопроводность.

На электростанциях, как правило, водород вырабатывается специальными электролизными установками.

Назначение

электролизной

установки

Электролизная установка (ЭУ) - это технологическая система, предназначенная для получения водорода и кислорода методом электролиза.

Электролиз - совокупность окислительных, восстановительных реакций, протекающих на электродах в растворах или расплавах электролитов при пропускании через них электрического тока.

Катод - отрицательный электрод, анод - положительный электрод.

Электролизная установка работает непрерывно или периодически в зависимости от потребности в водороде. Производительность ЭУ может при необходимости изменяться в широких пределах.

На Балаковской АЭС установлена электролизная установка типа СЭУ-20 в количестве двух штук.

Наименование означает

Ñстационарная

Ýэлектролизная

Óустановка

20 производительность в м3/час водорода.

Состав, технические характеристики оборудования

В состав ЭУ входят:

два электролизера типа СЭУ-20; аппаратура (сосуды со встроенными конструктивными

элементами) для охлаждения электролита, промывки, регулирования давления и осушки газов; бак и насос для электролита;

ресиверы для хранения запаса выработанных газов; два преобразовательных агрегата типа ТДВ1-1250/115Т в

комплекте с трансформаторами ТЗСПМ-200/0,7 для питания электролизеров выпрямленным током; щит постоянного тока с коммутационными аппаратами и устройством контроля изоляции; щит управления и контроля.

Электролизеры предназначаются для получения водорода и кислорода методом электролиза воды. Электрический ток через ячейки электролизера переносится находящимися в растворе заряженными частицами - ионами.