Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Основы эксплуатации электрооборудования. Учебное пособие.pdf
3. Эксплуатация генераторов и их вспомогательных систем
ротора и после ввода производится замер зазора специальным щупом. Для
выемки ротора используются определенные приспособления: тележки или
телескопический удлинитель (рис. 20, 21).
Рис. 20. Схема выемки ротора с помощью тележки
Рис. 21. Схема выемки ротора
с помощью телескопического удлинителя
При использовании способа выемки ротора по рис. 20 снимают возбудитель и торцевые щиты. После установки опорной балки под вал
со стороны возбудителя демонтируют стул подшипника, вместо которого
устанавливают двухроликовую тележку и рельсы. В зазор машины для
защиты от повреждений укладывают по профилю стальной лист, по которому двигается однороликовая тележка, поддерживающая другой конец
81
Основы эксплуатации электрооборудования
ротора. При использовании способа по рис. 21 применяют инвентарные
приспособления – телескопический удлинитель и специальную подвеску
ротора к корпусу статора. Наряду с использованием кранового оборудования машинного зала указанные приспособления позволяют вынимать
роторы без повреждения генераторов.
Ввод ротора производится в обратном порядке. При установке торцевых
щитов генераторов особое внимание уделяется подгонке поверхностей путем шабровки и точности укладки в канавки уплотняющего резинового
шнура.
3.4.3. Ремонт статора и ротора
При вынутом роторе проводится осмотр статора со стороны расточки и спинки. Путем обстукивания проверяют крепление распорок в канавках, клиньев, нажимных пальцев. Ножом проверяют плотность пакетов
стали и отсутствие цветов побежалости и темных пятен, состояние изоляции. При наличии пыли и грязи производится продувка, очистка, промывка
керосином или содовым раствором.
Если некоторые кольца имеют слабину, осуществляется переклиновка
путем добавления под них прокладок. При обнаружении следов перегрева
в лобовых частях производится дополнительное испытание с использованием источников постоянного тока, затем перепаиваются плохие контактные соединения твердым припоем. При необходимости проводится перебандажировка и покрытие обмоток лаком.
Проверяются резиновые прокладки на выводах статора во избежание
в последующем попадания водорода в камеру выводов. Ревизируют встроенные газоохладители с последующим их испытанием двукратным давлением воды в течение 10 мин.
У генераторов с водяным охлаждением осуществляется проверка
плотности обмотки вместе со шлангами и коллекторами путем опрессовки
воздухом при давлении 3 ата (3 ч), а затем – водой с давлением 10 ата (24 ч).
Проверяются термодатчики, их изоляция, крепление, цепи и приборы
измерения температур вне генератора. При осмотре ротора особое внимание уделяют валу ротора, чтобы не было трещин. Проверяют крепление
вентиляторов, колец. Измеряют глубина выработки и бой контактных колец, состояние шеек и дисков. При наличии повреждений на зубцах ротора
подлежат съему бандажи с помощью специальных приспособлений в нагретом до 200–250 °С состоянии.
При наличии выработки и боя (более 0,1 мм) колец ротора проводится
их проточка и шлифовка. При необходимости осуществляется шабрение
и проточка дисков уплотнений. Шлифовка дисков проводится с помощью
абразивных порошков и пасты гои.
82
3. Эксплуатация генераторов и их вспомогательных систем
Роторы с водородным охлаждением проверяются на газоплотность
сжатым воздухом, а также на продуваемость каналов. Газоплотность считается удовлетворительной, если при испытании воздухом при давлении на
0,5–1 ата больше рабочего в системе охлаждения в течение 6 ч давление
снижается не более чем на 10 %.
Согласно ПТЭЭС при появлении сигнала или выявлении измерениями
глубокого снижения сопротивления изоляции цепи возбуждения турбогенератора с непосредственным охлаждением обмотки ротора он должен
быть не более чем за 1 ч (а при замыкании на землю – немедленно) переведен на резервное возбуждение. Если при этом сопротивление изоляции
восстановится, генератор может быть оставлен в работе; если оно останется
пониженным, но выше предельного наименьшего значения, установленного
инструкцией завода-изготовителя или другими нормативно-техническими
документами, турбогенератор при первой возможности, но не позднее чем
через 7 суток должен быть выведен в ремонт.
При отсутствии системы резервного возбуждения или невозможности
ее использования, а также при дальнейшем снижении сопротивления изоляции (ниже предельного наименьшего значения) при работе на резервном
возбуждении турбогенератор должен быть в течение 1 ч разгружен, отключен от сети и выведен в ремонт.
При появлении замыкания на землю (снижении сопротивления изоляции до 2 кОм и ниже) в цепи возбуждения турбогенератора с косвенным
охлаждением обмотки ротора его необходимо перевести на резервное возбуждение. Если при этом замыкание на землю исчезнет, допускается оставить генератор в работе. При обнаружении замыкания на землю в обмотке
ротора турбогенератор должен быть при первой возможности выведен
в ремонт. До этого при устойчивом замыкании обмотки ротора на корпус следует ввести защиту от двойного замыкания на землю в обмотке ротора
с действием на сигнал или отключение. При появлении сигнала турбогенератор должен быть немедленно разгружен и отключен от сети. Если защита от двойного замыкания не предусмотрена или не может быть введена, то
турбогенератор необходимо в течение одного часа разгрузить, отключить
от сети и вывести в ремонт.
Работа гидрогенераторов и синхронных компенсаторов с замыканием на землю в цепи возбуждения запрещается. На них устанавливается
комплект защиты ротора (КЗР) от замыкания в одной точке, действующий
на сигнал при снижении изоляции ниже допустимой нормы и на отключение при замыкании на землю.
При наличии в роторе турбогенератора замыкания на корпус не происходит заметных изменений в работе, но при появлении другого замыкания
образуется витковое замыкание, вызывающее значительную вибрацию.
83
Основы эксплуатации электрооборудования
K
L
В этом случае машина в течение одного часа должна переводиться на резервное возбуждение.
При первой возможности генератор с замыканием ротора на корпус
выводится в ремонт, а до ремонта на генераторах с косвенным охлаждением
ротора включается защита от двойного замыкания ротора на корпус (рис. 22).
G
G
V
Рис. 22. Схема защиты ротора от двойного замыкания на землю
До вывода в ремонт включается защита с измерительным органом
в виде моста. Движок потенциометра выставляется так, чтобы через реле KV
ток не протекал. При возникновении второго замыкания баланс нарушается
и реле срабатывает на сигнал или отключение.
При витковом замыкании без земли двух-трех витков в обмотке ротора ТГ они не представляют опасности.Учитывая большую трудоемкость
ремонта ротора, ТГ оставляют в работе.
В роторах с непосредственным охлаждением водородом замыкание
на корпус часто возникает из-за образования мостика из ржавчины или
стальных опилок. Иногда эту неисправность удается устранить прожиганием, т. е. пропусканием кратковременно через точку замыкания тока
в пределах 10 А; это разрушает мостик без разрушения стеклотекстолитовой прокладки.
Данный способ применяют на вращающемся с номинальной скоростью роторе при снятом возбуждении по схеме, приведенной на pиc. 23.
Один из выводов сварочного трансформатора подключается к контактному кольцу ротора, другой – к валу ротора. Источником питания данной
схемы служит регулировочный трансформатор, подключенный к сварочному трансформатору с изменяемым током. Опыт эксплуатации показал
эффективность применения этого способа устранения замыканий в некоторых случаях.
Согласно ПТЭЭС при появлении однофазного замыкания на землю
в обмотке статора или цепи генераторного напряжения блочный генератор
(синхронный компенсатор) или блок при отсутствии генераторного вы-
84
3. Эксплуатация генераторов и их вспомогательных систем
ключателя должен автоматически отключаться, а при отказе защиты – немедленно разгружаться и отключаться от сети для предотвращения повреждения активной стали в месте протекания тока электрической дугой:
● на блоках генератор-трансформатор (компенсатор-трансформатор)
без ответвлений на генераторном напряжении и с ответвлениями к трансформаторам собственных нужд – независимо от значения емкостного тока
замыкания;
● при замыкании на землю в обмотке статора блочных генераторов
и синхронных компенсаторов, имеющих электрическую связь на генераторном напряжении с сетью собственных нужд или потребителей, – при
токах замыкания 5 А и более.
Место замыкания
Рис. 23. Схема установки для устранения замыканий на корпус ротора
Такие же меры должны быть предусмотрены при замыкании на землю в обмотке статора генераторов и компенсаторов, работающих на сборные шины при естественном токе замыкания на землю 5 А и более.
При появлении замыкания на землю в цепях генераторного напряжения блочных генераторов (компенсаторов), имеющих электрическую связь
с сетью собственных нужд или потребителей, а также включенных на
сборные шины генераторов (компенсаторов), когда емкостный ток замыкания не превышает 5 А и защиты действуют на сигнал или нечувствительны, работа генераторов (компенсаторов) допускается в течение не более 2 ч (для отыскания места замыкания, перевода нагрузки).
При выявлении замыкания в обмотке статора генератор (компенсатор)
должен быть отключен.
Если установлено, что место замыкания на землю находится не в обмотке статора, по усмотрению технического руководителя электростанции
или организации, эксплуатирующей электрическую сеть, допускается работа генератора или синхронного компенсатора с замыканием на землю
в сети продолжительностью до 6 ч.
85
Основы эксплуатации электрооборудования
3.4.4. Сушка генераторов
При длительном соприкосновении с влажным воздухом или попадании
на изоляцию пара или воды она увлажняется. В этом случае при подъеме
напряжения может наступить пробой изоляций СГ или СК.
Вопрос о допустимости включения генератора без сушки после ремонта, монтажа или попадания влаги решается по результатам определения характеристик изоляции в соответствии с требованиями документа
«Объемы и нормы испытаний электрооборудования» [13].
После текущего, среднего или капитального ремонтов генераторы,
как правило, включаются в работу без сушки.
Генераторы, вновь вводимые в эксплуатацию или прошедшие ремонт
со сменой обмоток, включаются без сушки, если выполнено два условия:
сопротивление изоляции (R
) – не ниже 10 МОм на 1 кВ номинального
60"
линейного напряжения или по инструкции завода изготовителя; коэффициент абсорбции (R
60"/R15"
) обмоток статоров имеет значение не менее 1,3.
Коэффициент абсорбции (поляризации) свидетельствует о быстроте спада
тока абсорбции i
через 60 с и 15 с и определяется по формуле
абс
K = R60 / R15.
После перепайки соединений у генераторов с гильзовой изоляцией
подсушка является обязательной.
У вновь вводимых или прошедших ремонт со сменой обмоток генераторов с газовым (в том числе воздушным) охлаждением обмоток статоров, кроме того, должна приниматься во внимание зависимость токов
утечки от приложенного напряжения. Характеристика зависимости токов
утечки через изоляцию обмотки от напряжения измеряется не менее чем
в пяти точках и не должна иметь крутых изгибов. Значение коэффициента
нелинейности Kи должно быть не более трех. Оно определяется так:
Kи = Iнб·Uнм/Iнм·Uнб,
где Uнм – наименьшее напряжение; Uнб – наибольшее испытательное напряжение; I
нм
, I
– токи утечки при этих напряжениях.
нб
Если инструкцией завода – изготовителя вновь вводимого генератора или инструкцией поставщика обмоток статора предусматриваются
дополнительные критерии отсутствия увлажнения изоляции, то они также
должны быть учтены.
Для генераторов с бумажно-масляной изоляцией необходимость
сушки после монтажа и ремонтов устанавливается по инструкции заводаизготовителя.
Обмотки роторов генераторов, охлаждаемые газом (воздухом или
водородом), не подвергаются сушке, если сопротивление изоляции обмотки
86
3. Эксплуатация генераторов и их вспомогательных систем
имеет значение не ниже 20 кОм при температуре 20 оС. Включение
в работу генераторов, обмотки роторов которых охлаждаются водой, производится в соответствии с инструкцией завода-изготовителя.
Сушка генераторов может быть выполнена следующими методами:
нагреванием потерями в стали; нагреванием постоянным током; нагреванием от воздуходувки; методом трехфазного короткого замыкания; за счет
вентиляционных потерь.
При монтаже и ремонте со сменой обмоток применяют первые три метода, как более экономичные. При сушке статоров крупных ТГ чаще всего используют методы потерь в стали или постоянным током. Ротор сушится или
вместе со статором, или нагревом постоянным током или воздуходувом.
Для сушки потерями в стали на статор укладывается намагничивающая обмотка, которая создает магнитный поток, вызывающий нагрев стали
от перемагничивания и вихревых токов. Питание обмотки производится от
источника с напряжением 0,4 кВ.
Сушка потерями в меди ротора и статора проводится током 0,4–0,6 I
.
н
Источником питания может быть резервный возбудитель или мощный выпрямитель.
Сушка током КЗ осуществляется при номинальных оборотах за счет
активных потерь в обмотках статора и ротора и вентиляционных потерь.
Скорость подъема температуры обмоток при сушке любым способом не
должна превышать 5 оС в час. Для контроля за ходом сушки через 1–2 ч
замеряется R60, для крупных машин 1–2 раза в сутки замеряется коэффициент абсорбции. Сушка считается законченной, когда сопротивление изоляции и коэффициент абсорбции после возрастания остаются постоянными
в течение 3–5 ч при неизменной температуре.
Контрольные вопросы
1. Как производится подготовка к пуску генераторов электрических
станций?
2. Какие параметры генераторов и их вспомогательных систем кон-
тролируются во время пусковых испытаний?
3. Какие методы синхронизации используют при пуске генераторов?
4. В чем заключаются особенности различных методов синхрониза-
ции оборудования?
5. По каким параметрам контролируется работа генераторов?
6. Какие режимы работы генераторов относят к аварийным и специ-
альным? По каким параметрам и показателям их оценивают?
7. В каких случаях может возникнуть асинхронный режим работы
синхронного генератора и какова его допустимость в процессе эксплуатации электрической станции?
87
Основы эксплуатации электрооборудования
8. Каковы способы гашения электромагнитного поля в синхронных
генераторах и какова их применяемость на машинах различного типа
и мощности?
9. Какова структура газомаслянного оборудования на электростанциях и как производится организация его эксплуатации?
10. Каковы причины возникновения паразитных токов в генераторах? Каким образом производится их диагностика и каковы способы их
устранения?
11. Каким образом осуществляется нормирование вибрационного
состояния генераторов?
12. Каковы особенности эксплуатации щеточно-коллекторных устройств?
13. Каковы виды ремонтов синхронных генераторов? Каковы их периодичность и объемы работ?
14. Каково основное содержание работ по плановому ремонту генераторного оборудования?
88
4. Эксплуатация и ремонт трансформаторов и автотрансформаторов
4. ЭКСПЛУАТАЦИЯ И РЕМОНТ
ТРАНСФОРМАТОРОВ
И АВТОТРАНСФОРМАТОРОВ
4.1. Общие положения
Согласно ПТЭЭС при эксплуатации трансформаторов (автотрансформаторов) и шунтирующих масляных реакторов должны выполняться
условия их надежной работы. Нагрузки, уровень напряжения, температура
отдельных элементов трансформаторов (реакторов), характеристики масла
и параметры изоляции находятся в пределах установленных норм; устройства охлаждения, регулирования напряжения, другие элементы содержатся
в исправном состоянии.
Трансформаторы (реакторы), оборудованные устройствами газовой
защиты, устанавливаются так, чтобы крышка имела подъем по направлению к газовому реле не менее 1 %, а маслопровод к расширителю – не менее 2 %. Полость выхлопной трубы соединяется с полостью расширителя.
При необходимости мембрана (диафрагма) на выхлопной трубе может
быть заменена аналогичной, поставленной заводом-изготовителем.
Стационарные средства пожаротушения, маслоприемники, маслоотводы и маслосборники должны быть в исправном состоянии.
На баках трансформаторов и реакторов наружной установки указываются станционные (подстанционные) номера. Такие же номера должны
быть на дверях и внутри трансформаторных пунктов и камер.
На баки однофазных трансформаторов и реакторов наносится расцветка фазы. Трансформаторы и реакторы наружной установки должны
быть окрашены в светлые тона краской, стойкой к атмосферным воздействиям и воздействию масла.
Питание электродвигателей устройств охлаждения трансформаторов
(реакторов) осуществляется, как правило, от двух источников, а для трансформаторов (реакторов) с принудительной циркуляцией масла – с применением АВР.
Устройства регулирования напряжения под нагрузкой (РПН) трансформаторов должны быть в работе в автоматическом режиме. По решению
технического руководителя АО-энерго (энергообъекта) допускается устанавливать неавтоматический режим регулирования напряжения путем дис-
89
Основы эксплуатации электрооборудования
танционного переключения РПН с пульта управления, если колебания
напряжения в сети находятся в пределах, удовлетворяющих требованиям
потребителей электроэнергии.
Переключение устройства РПН трансформатора, находящегося под
напряжением, вручную (рукояткой) запрещается.
Вентиляция трансформаторных подстанций и камер должна обеспечивать работу трансформаторов во всех нормированных режимах.
На трансформаторах и реакторах с принудительной циркуляцией
воздуха и масла (охлаждение вида ДЦ) и на трансформаторах с принудительной циркуляцией воды и масла (охлаждение вида Ц) устройства охлаждения автоматически включаются (отключаются) одновременно с включением (отключением) трансформатора или реактора. Принудительная
циркуляция масла должна быть непрерывной независимо от нагрузки.
Порядок включения (отключения) систем охлаждения определяется заводской
инструкцией.
Эксплуатация трансформаторов и реакторов с искусственным охлаждением без включенных в работу устройств сигнализации о прекращении
циркуляции масла, охлаждающей воды или об останове вентиляторов запрещается.
На трансформаторах с принудительной циркуляцией воздуха и естественной циркуляцией масла (система охлаждения Д) электродвигатели
вентиляторов автоматически включаются при достижении температуры
масла 55 °С или номинальной нагрузки независимо от температуры масла
и отключаются при понижении температуры масла до 50 °С, если при этом
ток нагрузки менее номинального.
Условия работы трансформаторов с отключенным дутьем определены заводской инструкцией.
При масловодяном охлаждении трансформаторов давление масла
в маслоохладителях должно превышать давление циркулирующей в них
воды не менее чем на 0,1 кгс/см2 (10 кПа) при минимальном уровне масла
в расширителе трансформатора.
Система циркуляции воды включается после включения рабочих
маслонасосов при температуре верхних слоев масла не ниже 15 °С и отключается при понижении температуры масла до 10 °С, если иное не оговорено в заводской технической документации.
Необходимо предусматривать меры для предотвращения замораживания маслоохладителей, насосов и водяных магистралей.
Масло в расширителе неработающего трансформатора (реактора)
должно быть на уровне отметки, соответствующей температуре масла
в трансформаторе (реакторе).
90