книги из ГПНТБ / Грудинский, П. Г. Техническая эксплуатация основного электрооборудования станций и подстанций

работе генератора следует прибегать только в крайнем слу­ чае, при сильном искрении и быстром срабатывании щеток из-за неровной поверхности колец. После окончания шли­ фовки колец все щетки поочередно вынимаются из щетко­ держателя и очищаются от попавших на их рабочую поверх­ ность абразивных частиц путем снятия небольшого слоя с рабочей поверхности ножом.

Заедание части щеток в щеткодержателях. Заедание щетки приводит к тому, что по мере срабатывания она пере­ стает касаться кольца и ее ток переходит на другие щетки, вызывая их перегрузку.

Чтобы щетка не застревала в щеткодержателе, зазор между ней и стенками щеткодержателя должен быть 0,1— 0,3 мм. Больший зазор также недопустим, так как он будет приводить к перекосу щетки, который в свою очередь может привести к ее заеданию.

При установке щетки необходимо проверить, что она перемещается в щеткодержателе легко, без заедания. Если имеется заедание, то оно устраняется снятием лишнего слоя с поверхности щетки при помощи шкурки. При этом более эффективно не шкуркой тереть по щетке, а щеткой по шкурке уложенной на ровной поверхности.

Даже хорошо подогнанные при установке щетки в про­ цессе работы могут заклиниться в щеткодержателе из-за забивания зазора щеточной пылью. Для устранения заеда­ ния из-за забивания пыли их необходимо периодически несколько раз приподнимать и опускать в щеткодержа­ теле (продергивать).

Применение щеток различных марок или различных по характеристикам. Удельное сопротивление щеток различ­ ных марок неодинаково. При низком качестве изготовления щеток даже при одной и той же марке они могут сильно отли­ чаться друг от друга по величине переходного сопротивле­ ния от медного поводка к щетке. Щетки с меньшим сопро­ тивлением будут перегружаться и искрить. Поэтому жела­ тельно применять щетки не только одной марки (это обяза­ тельно), но одного и того же завода и одной партии. Если невозможно обеспечить одинаковыми щетками оба кольца, то следует придерживаться правила, чтобы на каждом кольце были поставлены щетки только одного завода или — еще лучше — одной партии.

Попадание на кольца паров масла. В основном этот де­ фект зависит от того, насколько надежно отсасываются пары масла из подшипника генератора со стороны возбудителя.

201

Если ранее выброса паров масла из подшипника не на­ блюдалось, то их появление может быть вызвано остановом центробежного вентилятора, а если он продолжает рабо­ тать, то сильным обводнением масла, сопровождающимся обильным вспениванием или значительным повышением температуры масла. В том и другом случае следует потре­ бовать устранения причины от турбинистов.

При продолжающемся попадании на кольца паров масла обеспечить безыскровую работу щеточного аппарата прак­ тически невозможно.

Срабатывание большого числа щеток до минимально допустимой величины.

Вибрация щеток из-за биения поверхности колец в ре­ зультате неравномерной выработки или по другим причи­ нам. Вначале вибрация и искрение, вызванные неравномер­ ной выработкой поверхности колец, возрастают медленно, в течение нескольких месяцев. Затем при достижении опре­ деленного уровня искрение начинает расти быстро, что резко увеличивает неравномерную выработку колец и вибра­ цию щеток. Щетки от вибрации начинают выкрашиваться, скалываться, что в свою очередь увеличивает их искрение.

Устранить вибрацию и искрение щеток, вызванные не­ равномерной выработкой колец, можно только путем про­ точки колец или обработки их вращающимся наждачным кругом. Шлифовка колец шкуркой при неравномерной их выработке если и устранит искрение, то ненадолго, так как при этом бой поверхности уменьшится незначительно.

Вибрация щеток может быть вызвана и вибрацией конца вала ротора вместе с кольцами. Более сильную вибрацию в этом случае имеет кольцо, расположенное дальше от подшипника генератора. Отметим попутно, что именно это кольцо, как правило, на всех генераторах имеет большую выработку, независимо от того, какую полярность — плюс или минус — оно имеет. Если верно то, что кольцо, на ко­ тором установлены щетки с полярностью «плюс», меньше подвергается износу, то целесообразно не производить перио­ дически замену полярности колец, как это рекомендуется и часто выполняется," а сохранять на кольце, дальнем от подшипника генератора, полярность «плюс» постоянно.

Вибрация щеток может появиться и при удовлетвори­ тельном состоянии поверхности колец от повышенного нажатия на них пружин перед пуском.

Целесообразно после замены всех или большого числа щеток перед пуском генератора, особенно в тех случаях,

202

когда по условиям прогрева турбины он должен длительно работать на малых оборотах, нажатие на щетки устанавли­ вать минимальным и только после развертывания ротора до номинальных оборотов доводить нажатие до нормального.

Как и на кольцах, искрение щеток на коллекторе воз­ будителя может быть вызвано плохой пришлифовкой ще­ ток, подгаром поверхности коллектора, заеданием части щеток в щеткодержателях, применением щеток различных марок или характеристик, попаданием на коллектор паров масла, срабатыванием щеток до минимально допустимой величины. Но в отличие от искрения на кольцах щетки на коллекторе могут искрить и по другим причинам: из-за

пластин); при появлении не­ надежного контакта в петушках; при витковом замыкании

в обмотке главных или дополнительных полюсов. Да и сходные причины искрения на коллекторе проявляются сильнее, опаснее. Как правило, устранить искрение на коллекторе значительно труднее, чем на кольцах.

На коллекторах возбудителей отечественных генераторов применяются электрографитированные щетки марок ЭГ-4, ЭГ-14, ЭГ-8 и ЭГ-74. Более мягкими являются щетки, рас­ положенные в указанном ряду слева, а лучшими по комму­ тирующей способности — справа.

На возбудителях ВТ-450-3000, имеющих тяжелые усло­ вия коммутации, применяются разрезные щетки. Такие щетки обладают повышенным сопротивлением уравнитель­ ному току и лучшим механическим контактом между щеткой

иколлектором.

Вщеткодержателях (рис. 6-13), устанавливаемых на возбудителях, нажим пружин на щетки не регулируется,

так как по мере срабатывания щеток он изменяется незна­ чительно.

2 0 3

Чтобы при срабатывании щеток не допустить касания медной армировкой щеток поверхности коллектора, что привело бы к задиру поверхности коллектора, затягиванию промежутков между коллекторными пластинами медью и короткому замыканию между ними, в армировке большин­ ства коллекторных щеток имеются выступы, которые при уменьшении высоты щетки до минимальной величины опира­ ются на стенки обоймы щеткодержателя и ограничивают дальнейшее опускание щетки. Сработавшаяся щетка в этом случае полностью разгружается по току, создавая пере­ грузку других щеток. Поэтому замена сработавшихся щеток должна производиться еще до того, как они обопрутся на ограничительные выступы. Недопустимо также, чтобы число сработавшихся щеток было большим. Еще более опасна несвоевременная замена щеток, не имеющих огра­ ничительных упоров.

Особенность искрения щеток на коллекторе состоит в том, что, возникнув, например, из-за несвоевременной замены сработавшихся щеток, оно может не прекратиться и после того, как сработавшиеся щетки, являвшиеся перво­ причиной искрения, будут заменены. Объясняется это тем, что при длительном искрении на коллекторных пластинах и на рабочей поверхности щеток появляются подгары, которые увеличивают переходное сопротивление между щетками и коллектором и не позволяют обеспечить безыскровую работу.

При незначительном подгаре достаточно подгоревшую поверхность щеток удалить ножом или придать ей шерохо­ ватость шкуркой. Как показывает опыт, шероховатость поверхности щеток способствует их безыскровой работе.

Если подгары имеются и на пластинах коллектора, то через несколько часов после обработки щеток, или еще раньше, искрение на коллекторе появится вновь. В этом случае необходимо удалить подгар и с поверхности пластин шлифовкой коллектора шкуркой и повторной обработкой затем поверхности щеток ножом или шкуркой. Разумеется, шлифовку коллектора шкуркой допустимо производить только в случае твердой уверенности, что пластины имеют подгар. Нельзя при каждом незначительном появлении искрения шлифовать коллектор шкуркой, так как при этом будет удаляться оксидная пленка, которая способствует безыскровой работе.

Следует иметь в виду, что подгар коллекторных пластин на вращающемся коллекторе не виден. Косвенно о наличии подгара на коллекторных пластинах можно судить по под-

204

тару на рабочей поверхности щеток вблизи сбегающих кро­ мок. Если подгар есть на щетках, то он имеется и на пла­ стинах. Осмотр коллектора рекомендуется производить при освещении его люминесцентной лампой, подключенной к источнику тока, в котором частоту можно регулировать. Такой схемой снабжаются устройства для замера фазы вибрации. Меняя частоту тока в устройстве, питающем лам­ пу, можно осмотреть состояние всех пластин, так как коллек­ тор будет казаться вращающимся с небольшой скоростью.

При появлении искрения щеток на кольцах ротора или на коллекторе необходимо по отсутствию нагрева поводков щеток и самих щеток установить, какие щетки не несут нагрузки. Если такие щетки будут обнаружены, то путем подъема их за поводки следует проверить, не заклинились ли они в щеткодержателе. Заклинивание должно быть устранено.

Если сильно искрящая щетка имеет и сильный нагрев поводков, то не следует пытаться заменять ее новой или усиливать нажатие пружины на нее. Часто искрение щеток вызывается их перегрузкой. Дополнительное нажатие еще больше увеличит перегрузку и искрение щетки, а снятие ее для замены может резко усилить искрение других щеток.

Если есть сработавшиеся щетки, то их следует заменить новыми. На щетках, сработавшихся на глубину прорезей на рабочей поверхности, эти прорези следует выполнить вновь.

Путем поочередного приподнятия всех щеток следует проверить нажим пружин и, если он мал, увеличить его (на кольцах ротора).

При наличии подгаров рабочей поверхности щеток его следует удалить ножом или шкуркой. В случае попадания на кольца или коллектор паров масла их следует протереть чистой, сухой, неволокнистой ветошью.

При сильном искрении целесообразно одновременно с принятием мер на щеточном аппарате снизить, насколько возможно, по режиму ток ротора. При сильном искрении на коллекторе, угрожающем перейти в круговой огонь, следует перейти на работу генератора от резервного возбу­ дителя.

6-9. Обслуживание возбудителей

Надзор и уход за электромашинным возбудителем, если не считать обслуживания щеточного аппарата на кол­ лекторе, о котором уже говорилось, мало отличается от надзора и ухода за другими электрическими машинами. Укажем только на некоторые особенности.

2 0 5

Электромашинные возбудители с замкнутой системой вентиляции имеют гильзы для ртутных термометров, заме­ ряющих температуру холодного и горячего воздуха. Часто эти термометры отсутствуют, и контроль за нагревом воз­ будителя ведут только путем определения нагрева обшивки его станины на ощупь. При эгом не учитывается, что в отли­ чие от других машин воздух под обшивкой возбудителя не циркулирует и по сути дела является тепловым барьером: при нагреве возбудителя даже до такой температуры, при которой появляется запах горелой изоляции, температура обшивки будет сравнительно невысокой. Поэтому термо­ метры на возбудителях должны постоянно быть на месте и контроль за нагревом возбудителей должен вестись только по ним.

Воздухоохладители на ряде возбудителей малы и не обеспечивают поддержание температуры обмоток в допу­ стимых пределах при чистом состоянии и тем более при засо­ рении часДи трубок. Целесообразно в фундаментном осно­ вании возбудителя вырезать отверстия для обеспечения в случае необходимости перевода возбудителя на проточную систему охлаждения. Нормально эти отверстия должны быть закрыты щитками и открываться только на время чистки воздухоохладителя на работающем возбудителе. Кроме того, со стрроны входа воздуха в пространстве между трубками воздухоохладителя на время отключения послед­ него для чистки должна устанавливаться заслонка из ли­ стового изоляционного материала.

Поддержание охлаждающей способности воздухоохла­ дителей возбудителей на надлежащем уровне легче всего обеспечить при наличии схемы промывки их обратным хо­ дом воды. Поэтому такая схема для возбудителей нужна не менее, чем для самих генераторов.

При ионной системе возбуждения ведется надзор за охлаждением вентилей, за режимом работы вакуумной си­ стемы-, а также за состоянием вентилей, аппаратуры зажи­ гания и возбуждения, сеточного управления и АРВ, анод­ ных выключателей. Система охлаждения вентилей работает еще недостаточно надежно: часто засоряются шланги цир­ куляционной системы, а терморегуляторы типа РНД не обеспечивают надежно поддержание температуры дистилли­ рованной воды в узком диапазоне. Диапазон изменения температуры определяется при наладке системы ионного возбуждения и должен быть равен 42—45 или 38—42 °С. Перепад температуры охлаждающей воды на входе и выходе

2 0 6

из вентиля не должен превышать 5—7 °С. Снижение тем­ пературы охлаждающей воды может привести к обрыву дуги, а превышение — к появлению обратных зажиганий.

При остановке^ генератора на непродолжительное время включается подогрев анодов. При длительной остановке необходимо проводить подформовку вентилей. Для этого вентили отключаются от источника питания и подключаются к трансформатору подформовки. Время допустимого пере­ рыва в работе без подформовки колеблется для разных вен­ тилей от 8 до 24 и более часов и определяется в процессе наладки и первого периода эксплуатации.

Пуск ионного возбудителя в работу после перерыва раз­ решается только при температуре охлаждающей воды 38—42 или 42—45 °С. Поэтому теплообменник необходимо включать за 2—3 ч до подъема напряжения. Давление ди­ стиллята должно быть не ниже 2 кгс/см2.

Наиболее надежно работают откачные вентили типа ЭВНУ-500/5 и вентили типа ЭВНУ-500/2,5 завода «Уралэлектроаппарат». Остальные вентили, особенно РВН-250/2,5 часто дают обратное зажигание, и у них наблюдаются не­ исправности в системе зажигания и возбуждения. Вентили, дающие подряд 2—3 обратных зажигания, необходимо вы­ водить из работы и производить их проверку по специаль­ ной программе.

Перерывы в работе ионного возбуждения используются для проверки состояния-отдельных узлов системы возбуж­ дения. Объем проверок устанавливается местной инструк­ цией. В эксплуатации наблюдается приваривание контактов выключателей ВДВ. Проверку этих выключателей следует производить при каждой остановке. На станциях проводится реконструкция анодных выключателей 6ВАБ-10. При этом на неподвижные (главные) контакты напаиваются металло­ керамические пластины, устанавливаются легкозаменяемые искрогасительные контакты.

В настоящее время начинают внедряться анодные выклю­ чатели типа 6ВАБ-43, не имеющие указанного недостатка, а также разработаны схемы систем возбуждения без анод­ ных выключателей.

Системы сеточного управления со статическими фазо­ регуляторами индукционного типа (ФС-13, ПГЗ-120) дают значительный дрейф импульсов при изменении напряжения питания по величине и частоте, по являются падежными элементами системы. Однако наиболее перспективны си­ стемы на полупроводниках типа ССУП-3, ССУП-4, которые

2 0 7

прошли эксплуатационную проверку и успешно работают на ряде станций.

Система поддержания вакуума откачных вентилей за­ рекомендовала себя положительно. В эксплуатации следует периодически проверять частоту включения форвакуумных насосов. Недопустимо частые включения могут про­ исходить из-за вибрации контактов предвакуумного реле.

Развитие производства запаянных вентилей и вентилей с периодической откачкой на большие токи и высокие обрат­ ные напряжения зажигания уже в ближайшее время позво­ лит решить вопрос о замене откачных вентилей, поскольку последние опасны из-за возможности отравления персонала ртутными парами и требуют специального помещения.

Во время работы ионного возбудителя следует контро­ лировать распределение токов между группами, тепловой режим вентилей, давление циркуляционной и технической воды и общее состояние температуры. Один раз в неделю следует выпускать воздух из системы охлаждения, контро­ лировать распределение токов между вентилями. Допу­ скается отклонение токов вентилей на 10% от среднего зна­ чения. Следует периодически проверять отсутствие течи в системе охлаждения вентилей, нет ли погасаний дуги вспомогательных анодов.

Наилучший режим работы вентилей — длительная ра­ бота с равномерной нагрузкой. Частые включения и отклю­ чения вентилей, резкое изменение нагрузки сокращают срок службы вентилей.

Обслуживание системы высокочастотного возбуждения проще ионного. В основном оно состоит в контроле за охлаж­ дением вентилей. И схема охлаждения здесь значительно проще, так как состоит из обычных охладителей и вентиля­ торов воздушного охлаждения шкафов вентилей. Давление технической воды должно быть равным 2—2,5 кгс/см2, расход воды 16 м3/ч. Температура воды не должна превы­ шать 33 °С. Рабочие вентиляторы системы охлаждения включаются при включении системы возбуждения и отклю­ чаются при отключении ее. Резервный вентилятор включа­ ется при повышении температуры охлаждающего воздуха выше 50 °С, при снижении давления воды в охладителях ниже 0,4 кгс/см2, а также при отключении любого из рабо­ чих вентиляторов.

Контроль за системой возбуждения состоит в наблюде­ нии за работой индукторного генератора, непрерывностью циркуляции воды и воздуха в системе охлаждения венти­

208

лей, нагревом машин и шкафов. При номинальном токе возбуждения и полном отсутствии вентиляции работа вы­ прямительной установки допускается в течение 10—12 мин для ТВВ-165-2 и 5—6 мин для ТВВ-200-2.

Один раз в месяц необходимо проверить равномерность распределения токов в параллельных ветвях и распределе­ ние обратного напряжения на вентилях, соединенных после­ довательно. Проверяются также автоматика включения резервного вентилятора и возможность перехода на разо­ мкнутую систему охлаждения.

6-10. Перевод генератора с рабочего возбудителя на резервный и обратно

Переход с рабочего возбудителя любого типа на резерв­ ный и обратно может производиться или включением воз­ будителей на параллельную работу и, следовательно, без снятия возбуждения с генератора, или путем отключения одного возбудителя и включения другого с предварительным отключением автомата гашения поля и переводом генера­ тора в асинхронный режим. В обоих способах генератор от сети не отключается.

Достоинство первого способа состоит в том, что он не тре­ бует снижения нагрузки на генераторе и перевода его в асинхронный режим. Но параллельная работа возбуди­ телей, имеющих разные характеристики, может вызвать появление уравнительного тока. Этот ток часто нарастает лавинообразно и может привести к круговому огню на коллекторе возбудителя. Задержки с выводом из параллель­ ной работы возбудителей, допускаемые из-за желания сни­ зить ток на отключаемом возбудителе до нуля, чаще всего кончаются обратным результатом — возрастанием тока. Попытки отключить возросший ток рубильником рабочего Р0 или резервного Рр возбудителя (рис. 6-14) в случае от­ сутствия автоматов А 0 и А р не раз приводили к к. з. на отключаемом рубильнике и повреждению рабочего и резерв­ ного возбудителя. Поэтому при переходе с одного возбуди­ теля на другой без снятия возбуждения с генератора парал­ лельная работа возбудителей должна продолжаться не более 2—3 с. За это время выводимый из работы возбуди­ тель должен быть отключен. При соблюдении этого важней­ шего требования уравнительный ток между возбудителями не успеет возрасти до недопустимого значения и не приведет к нежелательным последствиям.

209

При выводе возбудителей из параллельной работы ток отключаемого возбудителя, даже при отсутствии уравни­ тельного тока, не будет равен нулю. Он может быть близок к исходному, рабочему значению тока, так как вновь вклю­ ченный возбудитель за 2—3 с не успеет набрать нагрузку. Отключать рубильником или разъединителем ток мощных

нераторов допустим, только если нагрузка их не превышает 20—40% номинальной. В ряде случаев, если длительность перехода займет не более 10 с и асинхронный режим не вы­ зовет срабатывания защиты, допустимо нагрузку для турбо­ генераторов с цельнокованым ротором иметь не более 70— 80% номинальной. Снижение нагрузки требует отключения подогревателей высокого давления на турбине, а при блоч­ ной тепловой схеме может оказаться недопустимым по ус­ ловию сохранения циркуляции в котлоагрегате.

На ряде турбогенераторов асинхронный режим не допу­ скается из-за снижения напряжения у потребителей или

210