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

роткозамкнутом роторе. Двигатель при этом повреждении может не развернуться до полной скорости. Ток статора колеблется с частотой скольжения.

Дополнительным признаком нарушения контакта между стержнями и кольцами в двигателях с короткозамкнутым ротором является появление из двигателя искр и дыма при его пуске.

Механическое заедание в двигателе или приводимом меха­ низме вызывается разными причинами. Мельничные венти­ ляторы, например, забиваются пылью из-за неплотного закрытия шиберов; дробилки — углем; дымососы, установ­ ленные снаружи, закрываются мощным слоем инея со льдом. В этом случае следует открыть смотровые люки и принять меры к очистке механизмов. Для проверки отсутствия заедания необходимо провернуть агрегат за муфту.

Иногда персонал тепловых цехов, не удаляя из меха­ низма пыль и уголь через люки, прибегает к многократному пуску двигателей подряд. Необходимо запрещать такую практику.

Большая несимметрия в зазоре между ротором и ста­ тором. При этом виде неисправности двигатель провора­ чивается за муфту нормально, без заеданий. Сопротивление изоляции обмотки в норме. Обрыва цепи статора нет. Окончательно неисправность устанавливается путем изме­ рения зазора при снятых торцевых крышках.

Недостаточное превышение пускового момента двигателя над начальным моментом механизма.

При нормальном или повышенном напряжении на сек­ ции, питающей двигатель, последний разворачивается нор­ мально, а при пониженном происходит отказ. Для обеспе­ чения пуска двигателя можно прибегнуть к повышению напряжения на секции путем включения на время пуска параллельно с рабочим питанием выключателя резервного питания. Однако идти на эту меру следует только в крайнем случае, так как при параллельной работе рабочего и резерв­ ного питания выключатели и другая аппаратура могут оказаться неустойчивыми к возросшим токам к. з. Кроме того, в аварийных условиях не всегда можно провести такую операцию. Поэтому более правильно принять меры к тому, чтобы обеспечить пуск двигателя при всех реально возможных напряжениях путем уменьшения начального момента механизма, если он окажется выше, чем на других таких же механизмах, или замены двигателя на такой же

301

по мощности, но имеющий более высокий пусковой момент, или, наконец, на двигатель большей мощности.

Агрегат перед пуском вращается в обратную сторону

из-за неплотного закрытия шибера или задвижки. В этом случае необходимо потребовать от персонала тепловых цехов плотно закрыть шиберы или задвижки, а если послед­ ние имеют дефекты, то устранить эти дефекты. В случаях, когда запас пускового момента двигателя явно недоста­ точен, следует идти на замену двигателя на более мощный, выбрав его по условию достаточно надежного пускового момента.

Витковое замыкание в обмотке статора. Как правило,

в крупных двигателях и тем более в высоковольтных витко­ вое замыкание при первом же включении сопровождается появлением замыкания на корпус и к. з. между фазами.

Неправильная схема статора. Обмотка соединена в звезду вместо треугольника, одна из фаз перевернута.

П р и р а б о т е д в и г а т е л я о б н а р у ж е н п о в ы ш е н н ы й н а г р е в п о д ш и п н и к а с к о л ь ­ ж е н и я . Может быть несколько причин:

Низкий уровень масла. Замедленное вращение смазочного кольца. Загрязнение масла. При низком уровне необходимо долить масло. Замедленное вращение кольца может быть вызвано чрезмерно высоким уровнем масла, касанием кольца к стенке прорези во вкладыше из-за установки ротора не горизонтально, дефектами кольца (кольцо имеет разную толщину по окружности, а сечение его имеет форму эллипса) и неправильно выбранным сечением. Повышенная вибра­ ция подшипника, бой шейки вала ротора также могут за­ медлить вращение кольца. При слишком высоком уровне необходимо слить избыток масла. В остальных случаях для устранения дефекта двигатель должен быть выведен в ремонт.

Замена грязного масла должна, как правило, произво­ диться на остановленном двигателе. Только в крайнем слу­ чае, если невозможно остановить двигатель, замену масла можно произвести на ходу. Для этого необходимо запастись чистым маслом в количестве, превышающем объем картера подшипника в 2—3 раза. Операция производится двумя рабочими. Один из них отвертывает спускную пробку и сли­ вает грязное масло. Второй в это же время добавляет в под­ шипник свежее масло, направляя его струю в зазор между кольцом и прорезью вкладыша. После того как из спускной пробки пойдет чистое масло, пробка заворачивается, уро­

302

вень масла доводится до нормального и операция заканчи­ вается .

Появление осевых усилий на вкладыш, вызванных износом деталей полумуфт (пальцев, зубьев, шестерен и т. п.).

Плохая шабровка вкладыша или нарушение ее в результате частичного подплавления и натаскивания баббита.

В тех случаях, когда устранить нагрев подшипника путем доливки или замены масла не удается, а кольцо вра­ щается нормально, полумуфты рассоединяются и двигатель запускается без механизма. Если повышенный нагрев под­ шипника после одного-двух часов работы на х. х. наблю­ даться не будет, то причина нагрева в появлении осевых усилий на вкладыш в результате срабатывания деталей полумуфт. Если же нагрев останется и на х. х., а нажатием в торец вала вращающегося ротора будетустановлено, что ротор имеет возможность перемещаться в одну и другую сто­ рону и, следовательно, на торцы вкладыша не давит, то причина нагрева в наличии дефекта на вкладыше. Двига­ тель в этом случае следует вывести в ремонт.

П р и р а б о т е д в и г а т е л я о б н а р у ж е н п о ­ в ы ш е н н ы й н а г р е в п о д ш и п н и к а к а ч е ­ н и я .

Может быть несколько причин.

Отсутствие смазки в результате ее вытекания или вы­ сыхания из-за несвоевременной замены. Для устранения нагрева необходимо добавить или заменить смазку.

Слишком много смазки. Обычно этот дефект наблюдается после ремонта. Для устранения нагрева необходимо умень­ шить количество смазки, чтобы она занимала не более 2/3 объема свободного пространства.

Появление дефектов в подшипнике: раковин, трещин;

срабатывание, разрушение сепаратора и задевание его за обоймы подшипника сопровождаются ненормальным шумом при вращении ротора даже с небольшой скоростью. Двига­ тель при первой возможности должен быть выведен в ре­ монт.

Одной из частых причин повреждения подшипников ка­ чения в электродвигателях является проведение сварочных работ на механизмах и связанных с ними коробах и тру­ бопроводах с нарушением правил по сварке (ПУЭ §V11 -6-36)—> без прокладки обратного провода. В этом случае обратный сварочный ток проходит от механизма через полумуфты в ротор двигателя и затем через подшипник в корпус двига­ теля, имеющего надежное заземление, и далее по заземляю-

303

щей сети к сварочному трансформатору. На поверхностях качения подшипника появляются точечные подгары, кото­ рые во время работы приводят к появлению раковин и выходу подшипника из строя. Поэтому необходимо следить, чтобы правила по сварке неуклонно соблюдались.

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

П р и р а б о т е д в и г а т е л я о б н а р у ж е н п о ­ в ы ш е н н ы й н а г р е в е г о к о р п у с а .

Возможно несколько причин.

Перегрузка двигателя по току. Ток должен соответст­ вовать фактическому напряжению на двигателе. При повы­ шении против номинального напряжения ток должен быть снижен на столько же процентов, на сколько фактическое напряжение превышает номинальное.

Засорение водяных охладителей. В некоторых случаях повышенный нагрев возможен от недостаточного давления охлаждающей воды или из-за скопления в трубках охлади­ телей воздуха.

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

Забивание грязью и пылью вентиляционных каналов в стали статора и ротора. В последнем случае двигатель следует попытаться продуть сжатым воздухом. Если на­ грев не снизится, двигатель следует вывести в ремонт с вы­

статор. Необходимо аварийно отключить двигатель, так как задевание ротора за статор приведет не только к повре­ ждению обмотки статора, но и к повреждению междулистовой изоляции стали статора, требующему ее перешихтовки, а то и полной замены. При пуске дым и искры могут появиться из-за обгорания пыли, скопившейся в зазоре между ротором и статором.

Обрыв цепи статора при работе двигателя.

Возможные причины описаны выше.

Если обрыв фазы статора произошел во время работы двигателя, то критическое скольжение и максимальный момент двигателя уменьшатся примерно в 2 раза по срав­

3 0 4

нению с работой на трех фазах и двигатель будет продол­ жать работать без заметного увеличения скольжения, если кратность его максимального момента при нормальных ус­ ловиях больше 2. При номинальной нагрузке на валу ток в одной фазе станет равным нулю, а в двух других увели­ чится при кратности максимального момента, равном 10, в 1,73 раза и при кратности максимального момента, равном 2, в 2,37 раза. Обмотка статора от такого тока перегреется и сгорит через несколько минут. Поэтому, если обнаружится обрыв фазы двигателя, сопровождающийся появлением дыма, возрастанием тока статора в указанных выше пре­ делах, двигатель следует остановить аварийно.

При работе двигателя с нагрузкой на валу не выше 50% номинальной ток статора хотя и возрастет при обрыве одной фазы, но может не превысить номинального. В этом случае имеется возможность принять меры к включению резервного двигателя и только потом отключить неисправ­ ный двигатель для выяснения причины обрыва фазы. При обрыве одной фазы напряжение на выводах двигателя между оборванной фазой и любой из двух других даже в случае остановки двигателя снижается только до 50% номиналь­ ного, а на продолжающем вращаться это напряжение в за­ висимости от загрузки' двигателя практически равно но­ минальному или снижается незначительно.

Н а р у ш е н и е к о н т а к т а в ц е п и ф а з н о г о р о т о р а и л и к о н т а к т а м е ж д у с т е р ж н я м и и к о л ь ц а м и к о р о т к о з а м к н у т о г о р о т о р а п р и р а б о т е д в и г а т е л я .

Такое повреждение обнаруживается по колебанию тока статора с частотой скольжения. Если колебания тока срав­ нительно невелики, немедленного отключения двигателя не требуется. В ремонт он выводится при первой возмож­

т е л я .

Возможны следующие причины.

Нарушение центровки двигателя с механизмом из-за ослабления крепления их к фундаментной раме или самой рамы к фундаменту; появление трещин в сварке фундамента рамы; отрыв от вала и смещение бочки ротора; появление трещины на валу ротора; появление небаланса в роторе по другим причинам; повреждение подшипников двигателя; смещение статора относительно ротора, вызвавшее нерав­ номерность зазора между ними.

305

Вибрация подшипников двигателя не должна превос­ ходить 0,1 мм при частоте вращения 1 500 об/мин и ниже

и0,05 мм при частоте вращения 3 000 об/мин. Повышенная вибрация вредно отражается на обмотках

двигателя, его подшипниках и других частях, увеличивая износ и расстраивая крепления. При сильной вибрации возможно задевание ротора за статор. Поэтому при появле­ нии вибрации, превышающей норму, двигатель должен быть выведен в ремонт по возможности в кратчайший срок, а при сильной и возрастающей вибрации должен быть оста­ новлен немедленно.

Загорания отключенных обмоток в двигателях наиболее эффективно тушить водой. Мелкие двигатели можно тушить и углекислотными огнетушителями. Применение углекис­ лотных огнетушителей для крупных электродвигателей

После монтажа, замены или перемотки двигателя производят проб­ ный пуск его для определения направления вращения. Если направле­ ние вращения не совпадает с требуемым, то меняют два выводных конца статора или две фазы кабеля. На высоковольтных двигателях при этом приходится производить переключения и допуск к работам на токоведу­

Всех осложнений, связанных с необходимостью менять направле­ ние вращения двигателя, можно избежать, если обеспечить такое под­ ключение двигателя, при котором будет получено нужное направле­ ние сразу, без пробного пуска. Для этого при снятой торцевой крышке двигателя со стороны схемы статора следует проследить и определить порядок расположения по окружности места подсоединения каждого из трех выводных концов, идущих от выводной коробки к катушкам обмотки. По результатам осмотра составить эскиз (рис. 8-24). Для дви­ гателей, имеющих шинные выводы, эскиз можно составить по схеме обмотки статора, высылаемой заводом-изготовителем.

3 0 6

Предположим, что выводные концы подсоединены к обмотке в по­ рядке, указанном на рис. 8-24. Требуется получить направление враще­ ния ротора по часовой стрелке. В каком порядке подключить желтую, зеленую и красную фазы питания к выводам двигателя?

При нормальном чередовании фаз, с которым работают большин­ ство энергосистем, напряжение вначале появляется в желтой фазе, затем в зеленой и потом в красной. Только в небольшом числе энерго­ систем чередование фаз обратное: после желтой фазы напряжение появ­ ляется в красной фазе и затем в зеленой.

Будем считать, что чередование фаз нормальное. К выводу 1 можно подсоединить любую из фаз. Подсоединим желтую фазу. Для получе­ ния вращения магнитного поля и ротора по часовой стрелке необхо­ димо, чтобы в статоре вслед за появлением напряжения в катушках обмотки, начало которых расположено в точке 1, оно появилось бы в катушках, начало которых расположено в точке 3, и только потом в катушках с началом в точке 2. Для этого к выводу 3 следует подсоеди­ нить зеленую фазу, а к выводу 2 — красную. Таким образом, для полу­ чения нужного направления вращения не требуется вникать в схему обмотки, не нужно даже определять расположение места подсоедине­ ния выводных концов, объединяемых в нулевую точку.

Направление вращения ротора сохранится, если произвести кру­ говую замену фаз: на вывод 1 подсоединить красную фазу, на вывод 2 — зеленую и на вывод 3 — желтую или на вывод 1 подсоединить зеленую фазу, на вывод 2 — желтую и на вывод 3 — красную. Все три варианта подсоединения заносятся в эскиз. Такой эскиз выдается электромон- теру-кабелыцику, который при разделке кабеля из трех вариантов выбе­ рет тот, который не требует перекрещивания жил кабеля.

Эскиз подсоединения выводов к обмотке статора при условии нане­ сения номеров на выводные концы вблизи изоляторов, составленный при ревизии двигателя во время монтажа или при первом капитальном ре­ монте, целесообразно хранить в документации по двигателю. Наличие эскиза позволит легко получить нужное направление вращения двига­ теля при установке его на новое место.

8-7. Ремонт электродвигателей

При работе двигателей происходит износ его частей и деталей. Наиболее быстро изнашиваются подшипники. В подшипниках скольжения из-за срабатывания вкладыша увеличивается зазор между шейкой вала и вкладышем. Если величина этого зазора превзойдет максимально до­ пустимую, то может повыситься вибрация ротора, а при дальнейшем срабатывании вкладыша ротор заденет за ста­ тор.

В подшипниках качения наряду с увеличением зазора из-за усталости металла могут появиться трещины, рако­ вины и другие дефекты. Расчетный срок службы подшип­ ников качения в среднем не превышает 8 000—10 000 ч. На практике подшипники качения служат и дольше, но гарантировать высокую надежность их при этом нельзя.

307

Поэтому подшипник, отработавший гарантированное число часов, необходимо если не заменить, то по крайней мере проверить. Для надежной работы подшипников качения периодически требуется заменять смазку в них с предвари­ тельным удалением старой смазки и с промывкой.

Во время работы происходит также постепенный износ изоляции обмотки, ослабляется крепление лобовых частей обмоток, активной стали, пазовых клиньев. На обмотку моЯ\ет попасть масло. В двигателях с проточной системой вентиляции скапливаются пыль, грязь, которые ухуд­ шают вентиляцию и отдачу тепла и приводят к повышению температуры обмотки и активной стали. Поэтому для про­ верки состояния двигателя, своевременного устранения неисправностей и дефектов, появившихся в нем во время работы, и принятия мер по повышению надежности перио­ дически производят капитальные и текущие ремонты дви­ гателей.

В объем капитального ремонта двигателя входит: пол­ ная разборка с выемкой ротора, чистка, обдувка сжатым воздухом, осмотр и проверка статора и ротора, устранение выявленных дефектов (например, перебандажировка схем­ ной части обмотки статора, замена ослабевших клиньев

ит. д.), покраска, если необходимо, лобовых частей обмотки

ирасточки статора, промывка и проверка подшипников скольжения или замена подшипников качения; проведение профилактических испытаний.

Вобъем текущего ремонта двигателя входит: замена смазки и измерение зазоров в подшипниках скольжения, замена или добавление смазки и осмотр сепараторов в под­ шипниках качения, чистка и обдувка статора и ротора от пыли при снятой задней крышке, осмотр обмоток в доступ­ ных местах.

По ПТЭ (§ 26-11) капитальный ремонт с выемкой ро­ тора двигателей ответственных механизмов, работающих

втяжелых условиях по температуре и загрязненности ок­ ружающего воздуха, должен производиться через 12 мес после ввода в эксплуатацию, а затем не реже 1 раза в 2 года.

Периодичность капитального ремонта для двигателей, работающих в нормальных условиях, и текущего ремонта для всех двигателей устанавливается в зависимости от мест­ ных условий.

При выборе периодичности ремонта двигателей целе­ сообразно учитывать, что слишком частая разборка и сборка двигателей при капитальном ремонте не только не повысит

3 0 8

их надежности, но при недостаточно высоком качестве ремонта может привести к обратным результатам. Поэтому упор нужно делать не на более частый ремонт, а на более высокое качество его проведения. Чрезмерно частый ремонт приведет к ненужным трудовым и материальным затратам.

Вместе с тем следует иметь в виду, что выход из строя среднего и тем более крупного двигателя независимо от того, на каком механизме (ответственном или неответствен­ ном) он установлен, наносит большой ущерб производству. Например, перемотка двигателя мощностью 310 кВт, 6 кВ, 600 об/мин, включая стоимость изготовления секции, со­ ставляет 5 000 руб. Вполне очевидно, что рисковать выхо­ дом из строя такого двигателя, еслл даже он установлен на неответственном механизме, из-за несвоевременного ре­ монта недопустимо. Поэтому целесообразно все средние и крупные двигатели при определении сроков капитального ремонта считать ответственными. При определении этих сроков решающими должны быть фактические условия экс­ плуатации двигателей и их надежность. Если, например, в какой-то группе двигателей наблюдаются обрывы стерж­ ней короткозамкнутой обмотки, ненадежно изготовленной на заводе, то эта группа двигателей должна проходить капитальный ремонт более часто, чем другие двигатели, ра­ ботающие в таких же условиях.

Сроки ремонта для мелких двигателей зависят от того, на каком механизме установлены последние. Если механизм ответственный, то ремонт следует производить в сроки, обеспечивающие бесперебойную работу в межремонтный период. В остальных случаях вполне допустимо капиталь­ ный ремонт производить по мере необходимости.

Для всех крупных двигателей первый капитальный ре­ монт следует производить через год после начала эксплуа­ тации. За год работы успеют проявиться или будут выяв­ лены при ремонте дефекты, допущенные при изготовлении двигателя, например ослабление крепления лобовых ча­ стей обмотки статора, клиньев в пазах и др. При осмотре разобранного двигателя будет установлено, насколько сильно он запылился, не перегревался ли, не попадало ли на обмотку масло из подшипников, как работали подшип­ ники и т. д. По результатам первого капитального ремонта будет приниматься решение о периодичности дальнейших ремонтов.

Срок выполнения последующих капитальных ремонтов, если двигатель работает нормально и замечаний по нему

3 0 9

нет, как правило, будет определяться состоянием его под­ шипников. В двигателях с подшипниками скольжения решающим фактором является величина зазора между вкладышем и валом (табл. 8-3).

Срок службы подшипников скольжения колеблется в больших пределах: от одного-двух лет до десяти. Ука­ зать заранее, через сколько лет придется перезаливать вкладыши подшипников, не представляется возможным. Необходимо периодически, 1 раз в год, замерять зазоры

вподшипниках и, если они возросли до величины, близкой

кмаксимально допустимой, предусматривать на следую­ щий год капитальный ремонт этого двигателя. Если зазор увеличился за короткий промежуток на большую величину, то капитальный ремонт следует выполнить при ближайшей возможности. Практически капитальный ремонт двигате­ лей с подшипниками скольжения в большинстве случаев достаточно производить 1 раз в 3 года, а судя по успешному опыту эксплуатации на ряде электростанций, можно и еще реже. По-видимому, для таких двигателей целесообразно переходить на капитальный ремонт по мере необходимости и только первый ремонт производить через год с начала эксплуатации.

При определении периодичности капитального ремонта двигателей с подшипниками качения должны учитываться число часов работы двигателя в году и его быстроходность. Для быстроходных двигателей (1500 и особенно 3000 об/мин)

капитальный ремонт должен производиться по истечении 8 000—10 000 ч работы. При этом целесообразно подшип-, ники, отработавшие при 3 000 об/мин 8 000—10 000 ч, заменять на новые, если в них даже не будет обнаружено внешних дефектов.

3 1 0