книги из ГПНТБ / Красник В.В. Повышение надежности и экономичности работы электрооборудования на предприятиях легкой промышленности

роэнергию для первого электродвигателя составляет 1,5, а для второго — 2 %.

Подсчитав величину надбавки, можно определить годовую эко­ номию. Результаты расчета сведены в табл. 24.

Т а б л и ц а 24

Определяем капитальные затраты на тиристорные регуляторы для повышения cos ф.

Для электродвигателя типа А81-4 с учетом его пределов изме­ нения нагрузок целесообразно использовать схему включения двух тиристоров и двух диодов, показанную на рис. 36, о.

Так как номинальный ток электродвигателя /Н ом = 76 А, то можно использовать тиристор на 50 А, так как

/ = • ^ = • 5 0 = 2 , 2 2 - 5 0 = 111 А.

При таком выборе тиристоров отпадает вероятность их пере­ грева. ^

пределах изменения нагрузки целесообразней выбрать схему с од­ ним тиристором и одним диодом, включенными по схеме рис. 36, б. Капитальные затраты при работе по этой схеме составят соответ­ ственно 55 руб.

В данном примере тиристоры выбраны с большим запасом по току и напряжению. Поэтому с учетом их ценных эксплуатацион­ ных свойств, отсутствия потерь активной мощности, отчислений на эксплуатационные издержки можно не делать.

Определяем расчетные затраты на конденсаторные установки для этих двух электродвигателей. При выборе мощности БК следует ориентироваться на наиболее неблагоприятный нагрузочный режим электродвигателей, а именно: для электродвигателя типа А81-4 — нагрузка р, = 0,605, для электродвигателя типа А71-4 (я = 0,77.

Необходимую реактивную мощность БК определяем из выра­

Сравним технико-экономические показатели двух схем, пред­ назначенных для повышения cos ф недогруженных электродвига­ телей: первый вариант — при помощи тиристорных регуляторов, второй вариант — при помощи конденсаторной установки.

приемлемые экономические показатели и по сравнению с синхрон­ ными электродвигателями той же мощности. Покажем это положе­ ние на примере.

/Са. д = 101 + 242 = 343 руб.

3.Стоимость синхронного электродвигателя типа СМ номинальной мощно­ стью 56 кВт равна /Сем = 580 руб.

4.Потери активной мощности в синхронном электродвигателе составят: постоянные — 1,71 кВт; потери в меди статора, включая добавочные,— 3,45 кВт; потери на возбуждение — 2,43 кВт.

Величина суммарных потерь в синхронном электродвигателе будет равна

ПОВЫШЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ РАБОТЫ АСИНХРОННЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕПЕЙ МАЛОЙ МОЩНОСТИ

1. Общие сведения

Одной из характерных особенностей электроэнергетики пред­ приятий легкой промышленности является наличие большого ко­ личества асинхронных электродвигателей номинальной мощностью не более 5 кВт. Средняя установленная мощность асинхронного электродвигателя в легкой промышленности—не превышает 3 кВт. По различным отраслям легкой промышленности средняя уста-

новленная мощность асинхронных электродвигателей составляет, кВт:

Чем меньше номинальная мощность электродвигателей, тем чаще они выходят из строя. Например, из 3600 вышедших из строя в 1970 г. на Херсонском хлопчатобумажном комбинате асинхрон­ ных электродвигателей 3000 имели номинальную мощность не выше 3,0 кВт. Данное обстоятельство обусловлено не только недо­

электродвигателей от перегрузок, работы на двух фазах и другими нарушениями режимов.

Поскольку в настоящее время выход из строя асинхронных электродвигателей номинальной мощностью не выше 3 кВт на пред­ приятиях легкой промышленности достиг значительной величины, то решение вопроса о повышении надежности их работы стало на­ сущной проблемой. На предприятиях системы МЛП СССР про­ цент выхода из строя электродвигателей составляет 18%, а на не­ которых предприятиях — 50%. По этой причине предприятия несут значительные убытки. Простои технологического оборудования при­ носят ущерб, значительно превышающий стоимость электропри­ вода. Кроме того, значительные расходы связаны с организацией и проведением ремонта вышедших из строя двигателей, с приобре­ тением новых двигателей, а также с затратами на разработку спецзащит от выхода электрических машин из строя.

При анализе причин выхода из строя электродвигателей неко­ торые специалисты, работающие в этой области, не совсем удачно смешивают в одно целое два различных понятия: неис­ правности электрической машины и причины возникновения этих неисправностей. Данные вопросы следует рассматривать раз­ дельно— сначала выявить неисправности в вышедших из строя электродвигателях, а затем определить причины возникновения повреждений.

в электродвигателях и причины их возникновения можно опреде­ лить еще в процессе работы электрической машины.

Например, при работе электродвигателя наблюдается повышен­ ная вибрация. Это является внешним признаком неисправности. Отключив машину от электросети, можно установить и внешнюю причину этой неисправности, а именно — неправильное сшивание ремня, недостаточное крепление электродвигателя на фундаменте и т. д.

Если, например, электродвигатель гудит и работает с пони­ женной скоростью вращения ротора, то хотя это и является нару-

шением режима, но внешние признаки неисправности могут отсут^ ствовать. Однако, несмотря на отсутствие внешних признаков, неисправность можно обнаружить и своевременно устранить. В данном примере причиной неисправности могут быть чрезмер­ ное понижение напряжения питающей сети, неправильное соеди­ нение выводных концов обмотки электродвигателя, выпадение од­ ной фазы и др.

Неисправности в вышедших из строя электродвигателях сле­

Выявление причин возникновения неисправностей следует про­ водить для заблаговременного их устранения и повышения надеж­ ности работы электродвигателя.

Для ликвидации причин, вызывающих неисправности электро­ двигателей, наряду с обеспечением надлежащих параметров окру­ жающей среды, контроля за регулярной смазкой и типом смазоч­ ных материалов на предприятиях осуществляют и специальные меры, заключающиеся в применении автоматизированной защиты от выпадения фазы питающего провода, перегрузок и др.

2- Неисправности асинхронных электродвигателей

Неисправности в асинхронных электродвигателях с коротко-

тора; пробой обмотки статора на корпус электродвигателя; обрыв фазы в обмотке статора; механические повреждения изоляции об­ моток.

К неисправностям механических частей относятся: выход из строя подшипников; неуравновешенность вращающихся частей ма­ шины; нарушение центровки соединительных полумуфт и соос­ ности валов электродвигателя, крышек фланцев; недостаточное крепление вращающихся частей: ротора, шкива, маховика; искрив­ ление и износ вала ротора; недостаточная жесткость фундамент­ ной плиты, подшипниковых щитов или в целом фундамента; недо­ статочная прочность крепления электродвигателя к фундаменту; слабая запрессовка пакета стали статора; наличие заусенцев между отдельными листами активной стали; выработка щитов под­ шипников; сдвиг в осевом направлении железа статора и ротора.

У поврежденных асинхронных электродвигателей необходимо прежде всего по указанным выше признакам определить характер неисправностей, а затем вскрыть причину их возникновения. Не­ исправности должны фиксироваться в дефектационной карте, в ко­ торой наряду с характеристикой, техническими данными и перечнем

ремонтных работ дается заключение о характере требуемого ре­ монта.

Далеко не все неисправности можно определить по внешним признакам. Это прежде всего относится к первой группе неисправ­ ностей. В практике ремонтных работ существуют специальные методы, приборы и упрощенные приспособления для выявления повреждений в вышедших из строя электродвигателях.

возникнуть между витками одной и той же катушки, между ка­ тушками одной и той же фазы, между катушечными группами фазы и между катушками двух различных фаз. Внешним призна­ ком этих замыканий является обугливание изоляции или чрез­ мерный нагрев ее лобовой части.

Перегрев обмотки можно определить по величине протекаю­ щего тока, включив асинхронный электродвигатель на холостой ход и измерив значение токов во всех трех фазах. Если обмотки электродвигателя соединены в звезду, то по поврежденной фазе протекает наибольший ток. Если же обмотки электродвигателя соединены в треугольник, то в двух фазах сети, которые подклю­ чены к выводам поврежденной фазы обмотки, ток будет наи­ больший.

Сначала обмотку делят на две равные части и проверяют ме­ гомметром соединение между ними. Если неисправность не обна­ ружена, то опять одну из частей делят пополам и каждую из них проверяют на соединение с первой половиной, и так до тех пор,

2. Выявляем характер и место повреждения в фазе А. Для этого разделим все катушечные группы в фазе на две равные части и проверим мегом­ метром соединение между точками а и б:

3. Если соединение в этих двух точках существует, то опять разделим пра­ вую часть катушечных групп на две равные части и мегомметром проверяем соединение между точками а и б, о и в:

4. Предположим, что соединение существует и в этих точках. Тогда опять делим пополам правую часть катушечных групп, т. е. катушки 7 и 8, и мегом­ метром проверяем соединение между точками а и в; а и г.

чгни-йчэ-8 чз-ш- ЧЬчи-

5. Если мегомметр показал соединение между точками а и в, то это значит, что произошло замыкание катушки 7 с катушками левой половины (1—2—3—4).

6. Проверив мегомметром соединение катушки 7 с каждой из катушек ле­ вой группы, находим, что между собой соединены катушки 3 и 7.

Таким образом, деление катушек на равные части позволяет обойтись мень­ шим количеством распаек по сравнению с делением обмотки фазы на отдель­ ные катушки.

Аналогичным образом можно определить место замыкания между катуш­ ками двух различных фаз. Сначала разделяют катушки одной из фаз и ме­ гомметром проверяют наличие или отсутствие соединения каждой из половин катушки со второй фазой. Затем одну из частей катушки, соединенной с дру­ гой фазой, опять разделяют пополам и каждую из частей проверяют мегом­

с небольшим числом катушек.

Для электродвигателей, имеющих большое число катушечных групп для нахождения места замыкания между фазами на прак­ тике применяется так называемый магнитный метод. Этот метод заключается в том, что к концу или к началу неисправных фаз подводится ток. Специальным щупом, представляющим собой тон­ кую стальную пластинку, проводят по пазам неисправных фаз.

Кроме вышеуказанных способов выявления витковых и корот­ ких замыканий, применяются приборы, например электронные аппараты типа СМ и ЕЛ. С помощью этих приборов можно не только обнаружить витковые и короткие замыкания в об­ мотках электрических машин, но и проверить правильность сое­ динения обмоток по схеме, маркировку выводных концов, обна­ ружить обрыв в обмотке и др. Вид неисправности и место повреж­ дения показаны на экране этих приборов: в зависимости от харак­ тера неисправности на экране появляются кривые различной

формы, каждая из которых соответствует определенному виду повреждения. Эти приборы переносные и позволяют быстро и

вид повреждения в обмотках электрических машин представляет опасность для обслуживающего персонала (может произойти по­ ражение электрическим током), особенно при работе с трехпроводными сетями с изолированной нейтралью трансформаторов. Опас­ ность усугубляется еще и тем, что пробой фазы на корпус не имеет явно выраженных признаков.

Существует несколько способов выявления пробоя обмотки электродвигателя на корпус. Наиболее простым из них является

Рис. 54. Схема для определения места замыкания обмотки на корпус

измерение сопротивления изоляции обмотки по отношению к кор­ пусу при помощи мегомметра. При этом обмотку разделяют на от­ дельные фазы при помощи отсоединения выводных концов с до­ щечки зажимов. У пробитой на корпус фазы мегомметр показы­ вает нулевое сопротивление.

Однако этим способом можно определить лишь фазу повреж­ денной обмотки, а не место ее пробоя на корпус. Для точного выявления места замыкания обмотки на корпус применяется так называемый метод прожигания. Этот метод заключается в том, что один конец поврежденной фазы и корпус машины через предохранитель с током плавкой вставки на 30—40 А присоединя­ ются к сети. При прохождении тока через место замыкания на корпус появляется дым.

Для определения места замыкания на корпус можно приме­ нить и магнитный метод, используемый для обнаружения витковых и коротких замыканий в обмотке. Кроме того, для той же цели можно использовать и метод последовательного деления об­ мотки на катушечные группы. Деление обмотки на катушки про­ должают до тех пор, пока не определится катушка, замкнувшаяся на корпус.

На практике для определения места замыкания обмотки на корпус пользуются методом питания постоянным током (рис. 54).

Принцип работы такой схемы заключается в следующем.

Оба конца поврежденной фазы замыкают между собой нако­ ротко и к ним присоединяют один из зажимов источника постоян­ ного тока (например, аккумулятор), другой зажим аккумулятора подключают к заземленному корпусу машины. На схеме видно, что в двух частях обмотки от точки замыкания ток идет в разных направлениях. Следовательно, если на корпус присоединена ка­ тушечная группа 5, то стрелка милливольтметра на катушках, на­

ции) при повышенном напряжении переменного тока промышлен­ ной частоты. При испытании витковой и междуфазной изоляций время испытания должно составлять не менее 15 с, а при испыта­ нии корпусной изоляции — не менее 1 мин.

Перед испытанием повышенным напряжением обмотки элект­ родвигателей должны подвергнуться сушке с последующим заме­ ром сопротивления изоляции мегомметром напряжением 1000 или 2500 В. Испытания повышенным напряжением допускается произ­ водить лишь в том случае, если замеры сопротивления изоляции обмоток дали положительные результаты, значения которых ука­ заны в ГОСТ 183—55.

В соответствии с этим ГОСТ установлены следующие вели­ чины испытательных напряжений обмоток статоров асинхронных электродвигателей (табл. 26).

На рис. 55 показаны зависимости величины испытательных напряжений корпусной изоляции обмоток от рабочего напряжения