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

на собственных нуждах. Применение второго способа пере­ вода возбуждения возможно и в этом случае. Но предва­ рительно необходимо определить величину нагрузки гене­ ратора, при которой кратковременное снижение напряже­ ния не приведет к нарушению работы потребителей или соб­ ственных нужд. Должна быть предусмотрена также воз­ можность снятия блокировки, действующей на отключение генераторного выключателя при отключении АГП.

Учитывая, что параллельная работа возбудителей, если она продолжается не более 2—3 с, при любых практически имеющихся расхождениях в характеристиках возбудите­ лей нежелательных последствий не вызывает, по-видимому,

вбольшинстве случаев предпочтение следует отдать пере­ ходу с одного возбудителя на другой без снятия с генера­ тора возбуждения.

Переход с основного возбудителя любого типа на резерв­ ный без снятия возбуждения с генератора осуществляется

вследующем порядке.

На резервном возбудителе устанавливается напряжение на 10% выше напряжения на кольцах ротора. Переключе­ нием вольтметра на сборке возбуждения (рис. 6-14) прове­ ряется совпадение полярностей основного и резервного воз­ будителей. Резервный возбудитель подключается на шины сборки возбуждения автоматом или рубильником (если автомат отсутствует). После этого не позже чем через 3 с отключается автомат или _ рубильник основного возбуди­ теля. При необходимости производится подрегулировка возбуждения генератора путем воздействия на шунтовой реостат резервного возбудителя.

При переходе с резервного возбудителя на основной на­ пряжение на основном возбудителе устанавливается в зави­ симости от его типа: на коллекторном на 5% выше напряже­ ния на кольцах ротора; на выходе ионного возбудителя оно равно 50—60% напряжения на кольцах ротора; на возбудителе с полупроводниковыми выпрямителями уста­ новочный реостат устанавливается в положение, соответ­ ствующее напряжению на кольцах ротора до перехода. Проверяется совпадение полярностей работающего и основ­ ного возбудителя. Основной возбудитель подключается

отключается автомат или рубильник резервного возбуди­ теля. Производится подрегулировка возбуждения генера­ тора воздействием на основной возбудитель.

211

Лицо, производящее операцию с рубильниками на сборке возбуждения, должно иметь прямую связь со щитом, откуда производится управление возбудителями. В крайнем слу­ чае для этой цели может быть использован ближайший теле­ фон, соединенный с телефоном щита до конца операции.

Если произойдет задержка с отключением работавшего возбудителя, а возможность его длительной параллельной работы с другим возбудителем не проверялась, то во избе­ жание появления недопустимо большого уравнительного тока со щита управления должен быть отключен АГП и дви­ гатель резервного возбудителя.

Для перехода с одного возбудителя на другой со сня­ тием возбуждения с генератора нагрузка на генераторе сни­ жается до величины, допустимой при асинхронном режиме. Производятся необходимые изменения в схеме работы турбины и котлоагрегата. На возбудителе, вводимом в работу, устанавливается напряжение, как и при переводе с одного возбудителя на другой без снятия возбуждения с генера­ тора. Отключается автомат гашения поля, затем работаю­ щий возбудитель. Включается возбудитель, вводимый в ра­ боту, и после этого его автомат гашения поля. Регулируется возбуждение генератора воздействиям на вновь включенный возбудитель.

В случаях, не терпящих отлагательства, например при сильном искрении на коллекторе, угрожающем перейти в круговой огонь, отключение АГ’П производится немедленно. Одновременно с отключением АГП приступают к разгрузке генератора и по достижении необходимой ее величины производят переход с дефектного возбудителя на исправный.

6-11. Паразитные токи в валах и подшипниках

Из-за несимметрии магнитного потока генератора вдоль вала его ротора наводится электродвижущая сила, которая может вызвать про­ текание тока через подшипники и повлечь за собой повреждение рабочих поверхностей червячных пар и подшипников турбины, подшипников и вкладышей уплотнений генераторов.

Несимметрия магнитного потока, а точнее неравенство двух его половин Фг и Ф2, возникает из-за наличия дополнительного магнитного сопротивления в каком-либо месте магнитопровода, например, из-за увеличенного зазора между листами стали в месте их стыковки или еще чаще из-за неравномерного зазора между ротором и статором (рис. 6-15). Из рисунка, где местное сопротивление в спинке сердеч­ ника статора или неравенство воздушного зазора между ротороми ста­ тором изображено воздушным промежутком, видно, что при повороте ротора на 90° сопротивления потокам Фх и Ф2 сравняются, а при даль­ нейшем вращении сопротивление для потока Ф2 станет меньше, чем для

2 1 2

потока Фг, потом вновь сравняется, затем станет меньше для потока Ф2 и т. д. Это приводит к изменению величины магнитных потоков Фу и Ф2 и вызывает появление в теле ротора токов, которые, если не принять мер, будут протекать не по пути 1 с большим индуктивным сопротив­ лением, а по пути 2 (через подшипники и станину), имеющему значи­ тельно меньшее индуктивное сопротивление. Из-за малого сопротивле­ ния, даже при незначительных значениях наведенных ЭДС, токи по валу и подшипникам могут достигнуть нескольких тысяч ампер.

Чтобы не допустить протекания токов по подшипникам, на их пути устанавливают изоляционные прокладки. Изоляционные прокладки ста­ вят под стул подшипника со стороны возбудителя (или под подшипники возбудителя), а у вертикальных гидрогенераторов — под лапы верхней крестовины. Кроме того, на всех маслопроводах, идущих к изолирован­ ным подшипникам, устанавливаются два изолирующих фланцевых

Рис. 6-15. Схема протекания токов, вызванных несимметрией магнитной системы.

соединения, чтобы можно было контролировать состояние изоляции маслопровода во время работы. В генераторах с водородным охлажде­ нием изолируется от торцевых щитов и от маслопроводов корпус масля­ ного уплотнения со стороны возбудителя.

Сопротивление изоляции стула подшипника, измеренное перед сборкой подшипника, должно быть не менее 1 МОм. При работе генера­ тора не реже чем 1 раз в месяц следует проверять, не нарушилась ли изоляция стула подшипника и корпуса уплотнения генератора и под­ шипников возбудителя по схеме рис. 6-16. При этом измеряется напря­ жение Uy на концах вала и U2 между изолированным стулом и плитой. При замере напряжения U2 сопротивление изоляции масляных пленок на подшипнике со стороны турбины и на том подшипнике, на котором производится замер, шунтируют, как показано на рис. 6-16. Если напря­ жения Uy и U2равны, то изоляция стула подшипника исправна. Если же напряжение 0 2 равно нулю, то изоляция нарушилась.

У генераторов со встроенными в торцевые щиты подшипниками изолированный от корпуса вкладыш подшипника оказывается недос­ тупным. В этом случае необходимо сделать от него постоянный вывод проводом с надежной изоляцией. У турбин, не имеющих открытых участков вала, доступ к валу осуществляется через отверстия в крышке подшипника, которое при работе закрывается пробкой.

213

Для возможности сравнения результатов измерения рекомендуется проводить при одной и той же нагрузке генератора и том же токе ротора.

При работе паровой турбины вследствие трения лопаток последних ступеней ротора о влажный пар происходит заряд ротора электриче­ ством. Величина напряжения, которое может сообщить подобный заряд ротору, зависит от сопротивления изоляции масляной пленки подшип­ ников и доходит до 800 В и выше.

Рис, 6-16. Измерение напряжения для проверки состоя­ ния изоляции стула подшипника.

Напряжение, создаваемое зарядом ротора от пара, затрудняет обслуживание турбины, так как при прикосновении к валу, например при замере скорости вращения ручным тахометром или при протирке деталей вблизи вала, персонал «бьет током». Искровые разряды электри­ чества через масляную пленку повреждают поверхности червячных пар и выводят их из строя. Поэтому для отвода заряда с ротора турбины на его валу в доступном месте, а при отсутствии такой возможности

ивнутри корпуса устанавливается электрощетка, скользящая по валу

иотводящая заряд в землю. Обеспечение надежного контакта этой щетки с валом турбины не менее важно, чем поддержание в исправном состоянии изоляции подшипников.

Глава седьмая

Ремонт генераторов

7-1. Объем и периодичность ремонта генераторов. Подготовка к ремонту

При работе генераторов происходит износ щеток, кон­ тактных колец ротора, коллекторов возбудителя, вкладышей подшипников и уплотнений. Газоохладители в результате забивания их трубок песком, листьями, щепой и отложения

214

на стенках трубок различных примесей, содержащихся в цир­

и статора, появиться течи в охладителях и в элементах об­ моток с жидкостным охлаждением, нарушиться газоплотность генератора. Из-за длительной работы при высоких температурах или из-за попадания на обмотки пыли, масла могут ухудшиться состояние и электрическая прочность изоляции. Любая из этих ненормальностей может привести к повреждению и аварийному останову генератора. Для своевременного выявления и устранения дефектов и обеспе­ чения тем самым надежной и экономичной работы генера­ торы периодически подвергаются капитальным и текущим ремонтам.

Втиповой объем капитального ремонта входят разборка

исборка генератора с выемкой или без выемки ротора, осмотр, чистка и проверка всех доступных деталей и узлов, в том числе возбудителя с полной разборкой, оборудования выводов и ячейки генератора, маслосистемы, систем газо-

охлаждения и водяного охлаждения генератора, проведение испытаний и измерений, устранение выявленных дефектов. Как правило, производится проточка колец ротора и кол­ лектора возбудителя. При необходимости сверх типового объема во время капитального ремонта производятся спе­ циализированные работы: замены дефектных стержней обмотки статора, устранение-витковых замыканий в обмотке ротора, замена сработавшихся колец ротора, снятие и уста­ новка роторных бандажей, реконструкция уплотнений вала ротора и др. Должны выполняться и другие мероприятия, направленные на повышение надежности и экономичности генератора, на удлинение межремонтного периода, усовер­ шенствование его элементов и узлов. Например, в турбо­ генераторах мощностью 50 МВт и более с двухпосадочными бандажами ротора, имеющими посадку носика бандажа непосредственно на бочку ротора или жесткие центрирующие кольца, необходимо под носик бандажа устанавливать изо­ лирующую прокладку, а жесткие центрирующие кольца заменять эластичными.

Объем текущего ремонта определяется с учетом состоя­ ния генератора. Как правило, при текущем ремонте произ­ водятся чистка щеточных аппаратов на кольцах ротора и воз­ будителя, замена сработавшихся щеток, осмотр и чистка доступных без вскрытия частей и деталей генератора, аппа­ ратуры и системы возбуждения, АГП, высоковольтной аппа­

2 1 5

ратуры. Если есть необходимость, то производят чистку газоохладителей, теплообменников, фильтров, камер и аппа­ ратуры системы охлаждения, вскрытие и ремонт масляных уплотнений вала ротора, устранение утечек водорода, осмотр

ичистку лобовых частей обмотки и выводов статора. Капитальный ремонт генераторов производится не позже

чем через 12 мес работы после ввода в эксплуатацию и в даль­ нейшем через 2—3 года для турбогенераторов и через 4 года для гидрогенераторов.

ных компенсаторов, более доступных для осмотра, чем в тур­ богенераторах, производится по мере необходимости.

Проведение капитального ремонта вновь вводимых генераторов не позднее чем через 12 мес работы с выемкой ротора у турбогенератора вызывается тем, что в начальный период работы происходит интенсивная приработка частей друг к другу, подсушка изоляции и крепежных деталей, что может вызвать ослабление их креплений. Кроме того, боль­ шая часть дефектов, если они допущены при изготовлении, проявится в первые месяцы работы генератора.

Текущие ремонты генераторов и синхронных компенса­ торов производятся, как правило, по мере необходимости или в связи с остановом для ремонта турбин.

Перед ремонтом по отчетной ведомости предыдущего ремонта, по записям в журналах дефектов и ремонта, путем осмотра уточняют состояние генератора и составляют ведомость объема работ и график ремонта с включением в них помимо типовых работ мероприятий по устранению имеющихся недостатков и дефектов и повышению надеж­ ности.

График ремонта генератора согласовывается с графиком ремонта турбины, с тем чтобы работы, требующие длительного применения крана, например для выемки ротора генератора, не совпадали по времени с аналогичными работами на турбине. К началу выемки ротора генера­ тора турбинисты должны демонтировать стул заднего подшипника генератора и рассоединить полумуфты генератора и турбины. К началу центровки роторов электрики должны завести ротор в статор- и т. д.

• К месту ремонта доставляются верстаки, приспособления для сня­ тия крышек и выемки ротора, тросы, доски и шпалы. Проверяется нали­ чие необходимого инструмента. Заготавливаются материалы, требую­ щиеся для ремонта.

Кран, тросы и подъемные приспособления должны иметь марки­ ровку о допустимой нагрузке и даты испытания. Масса поднимаемых частей генератора не должна превышать допустимых нагрузок, а испы­ тания не должны быть просроченными.

Персонал, принимающий участие в ремонте, необходимо ознако­ мить с конструкцией генератора, объемом и графиком ремонта, проинсг-

2 1 6

руктировать по технике безопасности. При работе внутри статора рабо­ чие должны иметь мягкую обувь (без металлических гвоздей) и спец­ одежду без металлических пуговиц. Необходимо предупредить и строго следить за тем, чтобы выдаваемый по счету инструмент, гайки, болты и другие детали, особенно металлические, не были оставлены внутри генератора. Забытые внутри генератора металлические предметы не раз приводили к повреждениям и авариям.

Перед остановом генератора на капитальный ремонт необходимо измерить вибрацию подшипников, а у гидрогенераторов и крестовин измерение проводить при различных нагрузках и на холостом ходу, с возбуждением и без возбуждения. Если генератор имеет недопустимо высокую вибрацию и предварительным исследованием установлено, что для ее устранения требуется балансировка ротора, то балансировку желательно выполнить до начала ремонта турбины, так как по оконча­ нии ремонта турбины времени на балансировку и последующую сборку торцевых крышек и масляных уплотнений обычно не хватает, что при­ водит к спешке, снижению качества сборки, к перепростою или повтор-,

не разбираемые при ремонте.

После отключения генератора и снятия напряжения при номиналь­ ной скорости вращения измерить сопротивление изоляции обмотки ротора. При пониженном сопротивлении изоляции измерение произво­ дится и в процессе снижения скорости вращения ротора до полной остановки. Если при этом сопротивление изоляции обмотки ротора восстановится до нормального значения, то ненадежное место в изоля­ ции, вероятней всего, находится в верхней части обмотки под клином или под роторным бандажом.

Если обмотка ротора имела замыкание на корпус, то перед останов­ кой генератора к одному из контактных колец через реостат и ампер­ метр или лампу подключается источник постоянного тока с напряжением 110—220 В с заземленным вторым полюсом (рис. 7-1) и через место замыкания в обмотке пропускается ток 0,5 А. При исчезновении тока во время выбега ротора скорость вращения вновь увеличивают до появ­ ления тока в цепи. Величину тока несколько увеличивают, чтобы под­ держать дугу в месте замыкания и не допустить исчезновения замыкания до останова ротора. При этом во избежание сильного оплавления дугой роторного бандажа или пазовой части ротора ток должен быть не выше

5— 10 А.

Чтобы проверить, нет ли в обмотке ротора витковых замыканий, определяют величину сопротивления обмотки при различных напря­ жениях переменного тока, изменяемого в пределах от 0 до 220 В. Такие

217

измерения производятся при номинальной скорости вращения и по мере снижения ее. Более пологое расположение кривых изменения сопротив­ ления в зависимости от величины напряжения и скорости вращения по сравнению с ранее снятыми или кривыми однотипных генераторов укажет на наличие витковых замыканий в обмотке.

7-2. Разборка и сборка генератора

Перед разборкой и снятием частей и деталей следует убе­ диться в наличии маркировки на них и на отсоединяемых концах кабелей, и если ее нет, то нанести, чтобы при сборке все поставить на свое место. Если концы кабелей на щитке зажимов или внутри возбудителя перепутаны, это приводит к отказу в возбуждении генератора. Этот дефект выявляется, когда генератор находится на оборотах. Напряженная об­ становка усложняет определение причины отказа в воз­ буждении и задерживает включение генератора в сеть на длительное время. Изменение порядка расположения дета­ лей на роторе или якоре возбудителя может привести к на­ рушению балансировки и появлению вибрации. В других случаях изменение положения деталей может привести во время работы к задеванию отдельных частей друг за друга.

В ряде современных турбогенераторов торцевые крышки имеют выступающие внутрь статора ребра жесткости и диф­ фузоры. Центр тяжести крышек смещен от рымов внутрь генератора. При снятии таких крышек при помощи троса, закрепленного на рымах в момент отжатия их из заточки, они рывком перейдут в наклонное положение и повредят при этом диффузором изоляцию лобовых частей обмотки статора. Чтобы не допустить повреждения обмотки, заводом предусмотрена подвеска к крышке противовеса в виде ци­ линдра с песком. На станциях для снятия крышек генера­ тора типа ТВФ-100 применяется более удобное приспособле­ ние в виде скобы (рис. 7-2). Скоба 2, изготовленная из дву­ тавровой балки №20, прикрепляется к крышке 1 при помощи четырех болтов. Два верхних болта ввертываются в гайки 3, специально привариваемые к крышке. Для двух нижних болтов 5 использованы отверстия в крышке, предназначен­ ные для крепления корпуса уплотнения. Для предотвраще­ ния соскальзывания троса со скобы на ней приварены огра­ ничители 4, расположенные так, чтобы крышка при подъеме за скобу занимала вертикальное положение.

Вывод ротора из статора и ввод его обратно — наибо­ лее ответственные операции по разборке и сборке генера­ тора. Масса ротора в крупных генераторах достигает десят­

2 1 8

ков тонн. Даже легкое задевание ротора за активную сталь

итем более за лобовую часть обмотки статора приведет к по­ вреждению изоляции обмотки и активной стали. Поэтому при выводе и вводе ротора не­ обходимо непрерывно следить за наличием зазора между ним

истатором. Все перемещения

ротора должны производиться плавно, без рывков. При рез­ ких перемещениях неизбежны качания ротора, которые при­ ведут к задеванию его за статор.

Трос, применяемый для выемки ротора, не должен ка­ саться поверхностей скольже­ ния на шейках вала и дисков для уплотнений, вентилято­ ров, контактных колец, токоподводов и роторных банда­ жей. Как в процессе вывода и ввода, так и по окончании операции недопустимо класть ротор на бандажи, вентилято­ ры, контактные кольца и токоподводы.

После выемки ротор дол­ жен быть уложен на клетки из деревянных брусьев или укороченных шпал, уклады­ ваемых под нерабочими ча­ стями вала или под бочку ротора. В верхних брусьях должны быть сделаны вы­ емки под вал или бочку ро­ тора.

Для предохранения ротора от повреждения и уменьшения

возможности скольжения троса в местах захвата ротора под трос должен быть подложен картон или транспортерная лента. На роторе с непосредственным охлаждением, имею­ щим пазовые клинья с выступающими заборниками и вы­ пусками, для предохранения клиньев от повреждений в ме­ стах захвата тросом между пазами закладываются рейки

2 1 9

из дерева твердых пород. До прижатия тросом рейки за­ крепляются резиновым шнуром и затем шпагатом. Поверх реек укладываются плотный картон толщиной не менее 2 мм и затем листовая сталь и тонкие доски, уменьшающие скольжение троса.

Перед выемкой ротора и после ввода его (рис. 7-3) заме­ ряются специальным щупом зазоры между ротором и ста­ тором с обеих сторон — вверху, внизу, слева и справа.

Л - я

Рис. 7-3. Щуп для измерения зазора между ротором и статором.

I — пружина; 2 — раздвижные пластинки; 3 — ползун с клином; 4 — полоса.

При измерении зазора необходимо следить за тем, чтобы раздвижные пластинки щупа не опирались на пазовые клинья, а на поверхности зубцов статора и ротора не было наплыва лака.

Величины зазоров в диаметрально противоположных точках после центровки роторов не должны отличаться более чем на ±10% среднего значения для турбогенераторов

иболее чем на ±20% для гидрогенераторов. Большая несимметрия зазоров может вызвать появление вибрации и по­ вышенный нагрев поверхности ротора (см. § 7-7). Поскольку по окончании центровки роторов изменять их положение недопустимо, несимметричность зазоров устраняется пере­ мещением статора. Следует, однако, учитывать, что изме­ нение положения статора относительно ротора может нару­ шить зазоры между диффузором и вентилятором ротора, между маслоуловителями уплотнения и валом ротора и т. д., что может потребовать больших работ по смещению отно­ сительно торцевых крышек диффузоров и корпусов уплот­ нений. Поэтому перемещение статора должно производиться только после повторного измерения зазоров между ротором

истатором и только в случае, если несимметрия зазоров превосходит допустимую нормами.

2 2 0