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

проверяют и сравнивают вибрацию лап двигателя или стульев подшипников, болтов, крепящих двигатель и рамы вблизи лап. ПриJнедостаточной затяжке болта вибрирует только лапа двигателя, а болт не вибрирует. Лучше всего разницу в вибрации можно заметить, приложив палец на стык двух сопрягаемых деталей. Иногда нарушение прочного сопряже­ ния между деталями можно обнаружить по появлению мел­ ких пузырей, а при сильной вибрации и мелких брызг масла в месте стыка.

При обнаружении разъедания бетона маслом весь про­ питанный маслом бетон, в том числе и сохранивший проч­ ность, должен быть удален и заменен новым. На время схватывания бетона агрегат должен быть выведен из ре­ зерва.

Если дефектов в фундаменте, раме, креплении двигателя не обнаружено, следует рассоединить муфту и запустить двигатель без механизма. Если в момент пуска и на х. х. двигатель работает без вибрации, то причину следует ис­ кать в нарушении центровки, износе пальцев или самих полумуфт или появлении небаланса в механизме.

Если же двигатель вибрирует и на х. х., то причина в самом двигателе. В этом случае нужно проверить, не ис­ чезает ли вибрация сразу же после отключения двигателя от сети. Исчезновение вибрации сразу же после отключения двигателя от сети указывает на наличие неравномерного зазора между ротором и статором. Сильная вибрация дви­ гателя на х. х., исчезающая после развертывания двига­ теля до полных оборотов, указывает на обрыв стержней в обмотке ротора.

Если вибрация двигателя, отключенного от сети, про­ падает не сразу, а снижается по мере снижения числа обо­ ротов, то причина вибрации — в небалансе ротора или по­ явлении трещин на его валу, отрыве бочки ротора от вала и т. д. В этом случае желательно снять полумуфту и двига­ тель запустить без нее. Исчезновение вибрации укажет на небаланс полумуфты. Такую полумуфту необходимо уста­ новить на оправку и проточить по всей наружной поверх­ ности на токарном станке. Если же и после снятия полу­ муфты вибрация осталась, ротор должен быть вынут и про­ верен на отсутствие дефектов на валу и в креплении бочки ротора на нем. При отсутствии дефектов ротор должен быть подвергнут динамической балансировке..

Повышенные зазоры в подшипниках скольжения сами по себе вибрацию не вызывают. Но если появятся другие

331

причины вибрации, то величина ее при больших зазорах будет значительно выше, чем при допустимых зазорах. Поэтому, если двигатель вибрирует только под нагрузкой и определить причину вибрации не удается, следует при­ нять меры к уменьшению зазора в подшипниках путем их перезаливки.

Сушка двигателей. Двигатели, имеющие пониженное значение сопротивления изоляции, подвергаются сушке.

В условиях эксплуатации чаще всего сушка осущест­ вляется внешним нагреванием путем подачи горячего воз­ духа в двигатель через имеющиеся в нем проемы или люки от воздуходувки или потерями в меди обмотки статора и ротора путем включения обмотки статора на пониженное напряжение. Еще лучше результаты получаются при одно­ временном применении обоих способов.

Двигатели 6 кВ при сушке включаются на напряжение 380—500 В, двигатели 3 кВ — на 220 В, а двигатели 380 В — на 36 В.

Температура обмотки во время сушки не должна пре­ вышать 90 °С, если она определяется путем измерения со­ противления, и 70 °С при измерении термометром.

Контроль сушки ведется по изменению сопротивления изоляции. Сушка считается законченной, когда сопротивле­ ние изоляции после понижения до минимальной величины и последующего подъема в течение нескольких часов остается неизменным.

Восстановление двигателя удалением из схемы статора поврежденных катушек. Если отключение двигателя из-за повреждения его обмотки вызвало остановку котла, тур­ бины или создало аварийное положение на станции, то для ликвидации этого проще и быстрее всего заменить повре­ жденный двигатель резервным. При отсутствии резервного двигателя ликвидация аварийного положения может за­ тянуться на длительное время, так как перемотка двига­ теля займет в лучшем случае не менее 4—6 дней. В этих условиях целесообразно, если число поврежденных кату­ шек невелико, пойти на восстановление обмотки статора путем удаления из ее схемы поврежденных катушек.

Если напряжение, подводимое к двигателю, равно номинальному, то в каждой фазе можно выключить до 10% катушек. Е1апример, если на фазу приходится 24 ка­ тушки, то из каждой фазы можно выключить не более 24-0,1 = 2,4 катушки. Поскольку поврежденная катушка должна быть выключена полностью, то число выключаемых

332

катушек должно быть целым, в данном случае не более двух. Во всех трех фазах в разбираемом случае можно выключить шесть катушек.

При удалении из схемы не более 10% общего числа ка­ тушек, приходящихся на фазу, на каждой из оставшихся в работе катушек напряжение по сравнению с номи­ нальным повысится не более чем на 10%, что вполне допустимо.

Если подводимое к двигателю напряжение превышает номинальное, в каждой фазе можно отключить только та­ кое количество катушек, при котором на каждой из остав­ шихся в работе катушек напряжение не превысило бы 110% номинального.

В поврежденных катушках, имеющих короткозамкнутые витки, несмотря на выведение их из схемы, при работе двигателя будет проходить недопустимо большой ток, ко­ торый не только вызовет сгорание этих катушек, но и при­ ведет к повреждению изоляции оставшихся в работе кату­ шек. Поэтому в исключенных из схемы поврежденных катушках следует разомкнуть (перекусить) все витки и концы отогнуть таким образом, чтобы исключить случайное образование короткозамкнутых витков при работе двига­ теля. Для этого важно не допустить соприкосновения кон­ цов проводников, выходящих из одного паза, с концами проводников, выходящими из другого паза, и с активной сталью и корпусом, так как при этом могут создаться ко­ роткозамкнутые витки. Соединение между собой концов проводников,, выходящих из одного и того же паза, не опасно.

Если изоляция витков повреждена в обоих пазах, при­ надлежащих этим виткам, то витки следует перекусить

собеих сторон статора. Перекушенные концы витков ка­ тушки, если они надежно разведены и при работе не смогут коснуться стали или других концов, выходящих из другого паза, можно не изолировать.

Концы схемных проводников, отключенные от повре­ жденных катушек, должны быть надежно соединены перемычками для восстановления целости фазной об­ мотки.

Как показывает опыт, двигатели мощностью до 1 000 кВт

судаленными из схемы катушками успешно работают годами. Однако при очередном капитальном ремонте дви­ гателя целесообразно поврежденные катушки заменить новыми.

3 3 3

Г л ав а д е в я т а я

Эксплуатация собственных нужд тепловых электростанций

9-1. Характеристика потребителей собственных нужд электростанций

Суммарная мощность электродвигателей в системе соб­ ственных нужд (с. н.) на современных мощных электро­ станциях, вырабатывающих электрическую энергию (элек­ тростанции типа ГРЭС), составляет около 10%, а на элек­ тростанциях, вырабатывающих электрическую и тепловую энергию (электростанции типа ТЭЦ), превышает 20% их установленной мощности. Таким образом, на современной

Обеспечение надежной и бесперебойной эксплуатации двигателей такой суммарной мощности и распределитель­ ной сети этих двигателей с очень большой плотностью на­ грузки является сложной и весьма ответственной задачей.

На тепловых электростанциях двигатели с. н. по своему назначению разделяются на 2 вида;

электродвигатели, обеспечивающие работу механизмов основных агрегатов (котла, турбины, генераторов, повысителыюго трансформатора), — агрегатные с. н.;

электродвигатели механизмов, не связанных с работой отдельных агрегатов, а обеспечивающих работу станций в целом, — общестанционные с. н.

Ниже дана характеристика ответственности двигателей различного назначения, в зависимости от которой обеспе­ чивают необходимую степень их резервирования.

Агрегатные с. н. В зависимости от того, какие послед­ ствия для работы котло- и турбоагрегатов вызывает выход из строя того или иного электродвигателя, последние раз­ деляются на ответственные, особо ответственные и неот­ ветственные.

К ответственным электродвигателям современных мощ­ ных электростанций относятся:

высоковольтные двигатели механизмов, отключение ко­ торых влечет за собой снижение рабочей мощности элек­ тростанций. К ним относятся двигатели тягодутьевых устройств (дымососы, дутьевые вентиляторы), мельничных

334

вентиляторов, а также шахтных и других мельниц, непо­ средственно подающих аэропыль в топку котлоагрегата. Указанные вспомогательные механизмы не имеют резерв­ ного механизма, но, как правило, устанавливаются по два однотипных рабочих механизма на котлоагрегат, каждый из которых обеспечивает примерно 60% производительности котлоагрегата, поэтому выход из строя хотя бы одного из них снижает рабочую мощность электростанции. К этой же категории относятся: низковольтные электродвигатели питателей пыли, насосов и вентиляторов охлаждения не­ которых типов трансформаторов, электродвигатели вра­ щающихся воздухоподогревателей котельного агрегата, отключение которых также влечет снижение рабочей мощ­ ности основных агрегатов, так как эти механизмы не имеют резервных;

высоковольтные электродвигатели механизмов, отклю­ чение которых влечет за собой не только снижение рабочей мощности электростанции, но в некоторых случаях и от­ ключение котлоили турбоагрегата, если отсутствует или

~автоматически не вводится в работу резервный механизм взамен вышедшего из строя рабочего. К ним относятся электродвигатели питательных насосов котлоагрегатов, цир­ куляционных и конденсатных насосов турбоагрегата. Из низковольтных электродвигателей сюда же относятся элек­ тродвигатели нефтенасосов для мазутных станций, насосы подачи жидкости для системы регулирования турбины ЛМЗ мощностью 300 МВт, насосы для охлаждения генератора, насосы смазки дымососов, двигатели генераторов питателей пыли. Указанные механизмы, как правило, имеют резерв­ ные с включением их автоматически в работу при выходе из строя рабочего.

Кособо ответственным электродвигателям относятся двигатели механизмов, отключение которых влечет за со­ бой повреждение турбоагрегата, если отсутствует или автоматически не вводится при этом резервный механизм.

Кним относятся маслонасосы для смазки подшипников турбоагрегата' и маслонасосы торцевых уплотнений вала генераторов с водородным охлаждением, приводимых низ­ ковольтными электродвигателями.

Следует также отметить двигатели валоповоротных уст­ ройств турбин высокого давления, выход из строя которых не позволяет в течение многих часов развернуть турбину после ее останова из-за деформаций вала, связанных с не­ равномерным его остыванием.

335

Неответственные электродвигатели — это те, перерыв в работе которых в течение относительно длительного вре­ мени не отражается на работе основных агрегатов. К ним относятся электродвигатели механизмов системы пылеприготовлеиия, имеющей промежуточный пылевой бункер (шаровые мельницы, питатели сырого угля и др.).

Общестанционные с. н. Перерыве работе электродвигате­ лей общестанционных механизмов, как правило, непосредст­ венно не влечет за собой нарушение работы электростанции. Однако электродвигатели общестанционных с. н. характе­ ризуются также различной степенью ответственности, оп­ ределяемой следующим:

электродвигатели механизмов, перерыв в работе кото- 'рых непосредственно не влияет на работу электростанций, но снижает надежность работы отдельных узлов или вы­ зывает серьезные затруднения при ликвидации аварийных режимов. К ним относятся подзарядные двигатели-генера­ торы аккумуляторных батарей, электродвигатели компрес­ соров воздушных выключателей, пожарных и дренажных насосов, приводов задвижек и др.;

электродвигатели механизмов, перерыв в работе кото­ рых влечет за собой через некоторое время (порядка десят­ ков минут и более) снижение нагрузки котлоагрегатов или нарушение работы потребителей тепла, если автоматически не вводится в работу резервный механизм взамен рабочего. К ним относятся электродвигатели багерных насосов гид­ розолоудаления, механизмов пылезавода, химводоочистки, топливоподачи, а также сетевых насосов, подающих горя­ чую воду для отопления и промышленным предприятиям.

Таким образом, наиболее ответственными механизмами с. н. электростанций, требующими наибольшей степени резервирования питания их электродвигателей, являются двигатели 0,4 кВ масляных насосов турбоагрегата, а также электродвигатели 0,4 кВ таких общестанционных нужд, как подзарядные двигатели-генераторы, компрессоры воздушных выключателей.

9-2. Эксплуатационные схемы 6 кВ и обеспечение надежности работы собственных нужд

Современные схемы с. н. строятся таким образом, чтобы повреждение в любом месте распределительной сети мало отражалось на бесперебойной работе механизмов с. н. С этой точки зрения, как правило, все ответственные дви­

3 3 6

гатели с. н., т. е. двигатели, обеспечивающие бесперебой­ ную работу основных агрегатов станции, подключаются непосредственно (без промежуточных сборок) радиальными линиями к РУ СН соответственно напряжением 6 и 0,4 кВ.

Важными условиями бесперебойной работы с. н. яв­ ляются:

обеспечение быстродействующего отключения защитой поврежденных присоединений;

автоматическое включение в работу резервных механиз­ мов (там, где они предусмотрены) взамен отключившихся;

Рис. 9-1. Типовая схема питания и резервирования соб­ ственных нужд 6 кВ блочных электростанций.

автоматическое восстановление скорости вращения дви­ гателей после отключения к. з. в сети, сопровождающихся посадкой напряжения;

обеспечение самозапуска двигателей после кратковре­ менного перерыва питания шин с. н., обусловленного дей­ ствием автоматического включения резервного питания (АВР) взамен отключившегося рабочего.

Схемы с. н, электростанций с блочными установками.

Основные шины каждого блока со всеми его электродви­

3 3 7

чателя повредившегося присоединения приводит, как пра­ вило, к сбросу части нагрузки блока, а не к потере мощности всего блока.

Расщепление обмотки на рабочем питающем трансфор­ маторе с. н. уменьшает величину токов к. з. и позволяет применять (при мощности питающего трансформатора до 32 MBA) выключатели 6 кВ типа ВМП10К, допускающие ударный ток до 52 КА.

Мощность рабочих трансформаторов питающих с. н. энергетических блоков тепловых электростанций должна обеспечивать нагрузку всех электродвигателей агрегатных с. н., присоединенных к двум секциям одного блока без пе­ регрузки отдельных обмоток трансформаторов с. н. При этом электродвигатели общестанционных с. н. напряже­ нием 6 кВ по типовой схеме распределяются по возможности равномерно по всем секциям с. н. блоков, таким образом, чтобы повреждение или обесточение одной из ни-х не отра­ жалось бы на бесперебойности работы общестанционных механизмов, а ограничивалось бы только уменьшением резерва механизмов того вида, которые подключены к обесточившейся секции.

Поскольку на блочных электростанциях соединение генератора с ' повышающим трансформатором и ответвле­ ние к рабочему трансформатору с. н. осуществляются шинами в закрытых комплектных токопроводах с раз­ дельными фазами, возможность к. з. между фазами на генераторном напряжении практически исключается. По­ этому рабочий трансформатор с. н. подключается непосред­ ственно без выключателя, а его обмотки включаются в зону дифференциальной защиты блока.

В тех редких случаях, когда повреждается рабочий трансформатор с. н. (вероятность аварийных поврежде­ ний порядка 1 раза в 20 лет), будет отключаться от диф­ ференциальной защиты соответствующий блок.

Отсутствие выключателей на генераторном напряже­ нии блока не позволяет использовать рабочий трансфор­ матор для питания с. н. при пуске или остановке' блока. Эти функции возлагаются на пускорезервные трансформа­ торы, которые в случае необходимости обеспечивают пита­ ние электродвигателей механизмов любого блока при помощи шин резервного питания.

Шины резервного питания являются на с. н. единст­ венной поперечной связью между блоками. Вероятность распространения аварийной ситуации на с, н. одного блока

338

через шины резервного питания на другой блок очень мала, поскольку шины резервного питания, как правило, секционированы, а параллельная работа на этих шинах рабочего и пускорезервного трансформаторов допускается только кратковременно, на время перевода нагрузки с одного трансформатора на другой.

Такое ограничение вызвано прежде всего тем, что выключатели на присоединениях на такой режим не рас­ считаны.

По нормам технологического проектирования тепло­ вых электрических станций [Л.1] число пускорезервных трансформаторов с. н. на блочных электростанциях прини­ мается равным:

В последнем случае наряду с двумя пускорезервными трансформаторами предусматривается трансформатор с. н. генераторного напряжения, неприсоединенный, но уста­ новленный на фундаменте и готовый к перекатке при пов­ реждении одного из рабочих.

Мощность каждого пускорезервного трансформатора с. н. для блоков мощностью до 300 МВт обычно выбирается равной мощности рабочего.

Пускорезервный трансформатор должен обеспечить одно­ временную замену рабочего трансформатора с. н. блока при его работе с номинальной нагрузкой и пуск какоголибо блока. Опыт эксплуатации подтвердил возможность выполнения указанного требования при равной мощности пускорезервного и рабочего трансформаторов. Действи­ тельно, длительная нагрузка рабочих трансформаторов с. н. при нагрузке блоков мощностью 200—300 МВт, близкой к номинальной, составляет около 70%. При пуске блока до его включения в сеть нагрузка с. н. не превышает 30%; после включения в сеть и наборе нагрузки на блоке до 30— 40%, когда с. н. переводятся обычно с пускорезервного трансформатора на свой рабочий, нагрузка с. н. возрастает до 40—50%.

Таким образом, при питании от пускорезервного транс­ форматора с. н. одного блока, работающего с номинальной нагрузкой, и пуске другого блока возможна кратковре­ менная перегрузка пускорезервного трансформатора, но

3 3 9

в пределах допустимой. При этом учитывается, что воз­ можно в это же время автоматическое отключение какоголибо блока от сети с переключением части его с. н. на пуско­ резервный трансформатор. Однако нагрузка с. н. отклю­ чившегося блока невелика, так как в таком режиме автсь матически гасится топка и блок идет на останов только

свключенными двигателями дымососов, циркуляционных

иконденсаторных насосов; остальные двигатели 6 кВ блока автоматически отключаются.

Как уже указывалось, на блочных электростанциях при трех и более блоках имеется два пускорезервных транс­ форматора; поэтому если один из пускорезервных транс­ форматоров заменяет рабочий, то возможность деления

резервных шин питания с. н. при помощи секционных выключателей обычно позволяет пуск или плановый оста­ нов блока осуществлять от другого (незанятого) пуско­ резервного трансформатора;

Перед плановым остановом блока обычно его с. н. пере­ водятся с рабочего трансформатора на пускорезервный, что обеспечивает после отключения блока от сети питание элек­ тродвигателей механизмов, необходимых для нормального останова блока. После останова блока его секции шин 6 кВ с. н., как правило, продолжают находиться под напряжением от пускорезервного трансформатора. Это обеспечивает состояние готовности электродвигателей меха­ низмов общестанционных нужд, а также трансформатора 6/0,4 кВ, подключенного к секциям шин остановленного блока, который резервирует рабочие трансформаторы, питающие ответственные электродвигатели 0,4 кВ другого блока; такой режим обеспечивает также нормальное пита­ ние рабочего освещения и возможность опробования меха­ низмов в то время, когда блок остановлен.

При пуске блока механизмы с. н. разворачиваются от пускорезервного трансформатора и только после включе­ ния турбоагрегата в сеть и набора устойчивой нагрузки, т. е. после перехода с растопочного топлива на рабочее, с. н. переводятся с пускорезервного трансформатора на ра­ бочий.

Подключение резервных трансформаторов с. н. Наи­ более тяжелые последствия на тепловых электростанциях обычно имеют место, когда в результате аварийного вы­ хода из строя отдельных участков главной электрической схемы теряются имеющиеся резервные источники пита­ ния с. н.

3 4 0