Ответы на вопросы к экзамену:Ремонт электрооборудования…
Организация капитального ремонта электрооборудования в РБ:
Системы планово-предупредительного ремонта
Ремонт электрооборудования на промышленных предприятиях проводится в соответствии с принятой в нашем государстве системой планово-предупредительного ремонта (ППР). Периодичность и объём ремонтов устанавливаются системой ППР в зависимости от режимов работы, технического состояния и условий эксплуатации электрооборудования. Таким образом, система ППР - это система организационных и технических мероприятий, выполнение которых обеспечивает продолжительную и безаварийную работу электрооборудования.
Существуют три основные системы организации ППР электрооборудования промышленных предприятий: централизованная, децентрализованная и смешанная.
При централизованной системе ремонт выполняют несколько ремонтных служб, специализированных по видам электрооборудования или работ. Эти службы подчинены главному энергетику предприятия. Персонал, обслуживающий электрооборудование цеха или подстанции, выполняет только работы по надзору и мелкому текущему ремонту.
Децентрализованная система характеризуется отсутствием специализированных ремонтных служб. Все электроремонтные работы выполняет персонал электроремонтных мастерских или бригад, находящихся в административном подчинении соответствующего начальника, например начальника цеха.
Смешанная система характеризуется тем, что в структуре предприятия имеются как электроремонтные мастерские и бригады, выполняющие небольшие по объему и сложности ремонтные работы, так и специализированные ремонтные службы, осуществляющие сложные и большие по объему работы.
В настоящее время для проведения технической диагностики (определения состояния оборудования и выявления неисправностей) и ремонта всё более широко используются средства вычислительной и микропроцессорной техники (установки, стенды, устройства для диагностики и испытания электрооборудования), позволяющие сокращать сроки проведения ремонтов, уменьшать затраты на ремонт и повышать эффективность эксплуатации электрооборудования.
Одним из направлений повышения безопасности выполнения работ при диагностике воздушных линий электропередач высокого напряжения (ВН) является применение приборно-программного комплекса (ППК), устанавливаемого на лёгких летательных аппаратах. Такие комплексы широко используются энергокомпаниями Америки, Австралии и ряда стран Западной Европы. Подобные комплексы целесообразно использовать и в энергосистеме Беларуси, например, при регулярных осмотрах воздушных ЛЭП (напряжением 35-330 кВ и протяженностью 1845 км) в Борисовских электросетях, которые проводятся на легком самолете.
Виды ремонтов
Положением о ППР электрооборудования промышленных предприятий предусмотрено выполнение нескольких видов ремонта (текущего и капитального, среднего и капитального или текущего, среднего и капитального). На практике широко используется система, предусматривающая осуществление для большей части электрооборудования двух видов ремонта: текущего и капитального.
При текущем ремонте после осмотра всего электрооборудования устраняют мелкие дефекты, регулируют механизмы и выполняют ряд других небольших по объему работ (например, перезарядку предохранителей с заменой плавких вставок, зачистку подгорелых контактов аппаратов, замену изношенных щеток), позволяющих обеспечить нормальную работу электрооборудования до следующего планового ремонта. Текущие ремонты производят обычно без разборки электрооборудования в период кратковременных остановок производственного оборудования.
Средним считают ремонт, при котором предупреждают чрезмерный износ наиболее ответственных деталей и узлов электрооборудования. В этом случае заменяют отдельные детали, устраняют дефекты изоляции лобовых частей обмоток электродвигателей, ремонтируют щеткодержатели (меняют пружины и гибкие связи), шлифуют контактные кольца электродвигателей с фазным ротором и т. п.
При капитальном ремонте восстанавливают или заменяют отдельные основные детали и узлы электрооборудования. Например, к этому виду ремонта относят перемотку статорных или роторных обмоток электрических машин, перезаливку подшипников скольжения электродвигателей, изготовление и установку новых обмоток силовых трансформаторов.
Капитальный ремонт обычно производится при частичной или полной разборке электрооборудования. Иногда при капитальном ремонте электрических машин, трансформаторов и коммутационных аппаратов осуществляют их модернизацию, т. е. совершенствуют конструкцию, улучшают эксплуатационные показатели, повышают надежность и другие характеристики. Главная цель модернизации заключается в приближении технических показателей ремонтируемого электрооборудования к техническим показателям нового, более совершенного оборудования. При этом затраты времени, средств и материалов на модернизацию электрооборудования должны быть оправданы теми техническими или экономическими результатами, которые будут достигнуты после его модернизации.
Если при капитальном ремонте осуществляется модернизация с изменением конструкции и основных технических параметров оборудования, то такой ремонт называют капитально-реконструктивным.
Планирование ремонтных работ
Ремонты электрооборудования планируют исходя из межремонтных периодов, ремонтных циклов и их структуры.
Межремонтный период - период работы электрооборудования между двумя очередными плановыми ремонтами, например соседними текущими, текущим и капитальным или текущим и средним.
Ремонтный цикл - промежуток времени работы электрооборудования между двумя очередными капитальными ремонтами или с момента ввода его в эксплуатацию до первого капитального ремонта.
Структура ремонтного цикла представляет собой совокупность текущих и средних ремонтов на протяжении одного ремонтного цикла.
Основой для определения продолжительности межремонтного периода и ремонтного цикла служит расчётное (или действительное) время, в течение которого электрооборудование может нормально работать в заданных режимах. При этом ориентируются на продолжительность нормальной работы наиболее быстро изнашивающихся деталей и узлов электрооборудования.
Ремонты электрооборудования предприятий планируют на один год с разбивкой по кварталам и месяцам. Такое планирование ремонтов называется текущим (планирование ремонтов электрооборудования на более длительный период называется перспективным).
Существует также оперативное планирование ремонта электрооборудования с помощью сетевых графиков, которые могут быть общими или локальными. Общий сетевой график предусматривает ремонт определённого комплекса электрооборудования (отдельной электроустановки, подстанции, цеха), а локальный - ремонт отдельной крупной единицы электрооборудования (мощного электродвигателя, силового трансформатора).
Система планово-предупредительного ремонта электрооборудования сельскохозяйственных потребителей:
Как уже говорилось выше, системой планово-предупредительного ремонта (ППРЭсх) и технического обслуживания электрооборудования в сельском хозяйстве называется совокупность организационных и технических мероприятий по уходу, надзору за электрооборудованием, его обслуживанию и ремонту, проводимым профилактически с целью обеспечения безотказной его работы. Система ППРЭсх должна обеспечивать исправность электрооборудования, его полную работоспособность, максимальную производительность и высокое качество обрабатываемых рабочими машинами продуктов и изделий.
В систему ППРЭсх входят следующие работы и мероприятия:
определение видов работ по техническому обслуживанию и ремонту электрооборудования и их описание;
установление периодичности между техническим обслуживанием и ремонтами;
планирование профилактических операций и контроль за их осуществлением;
разработка системы оплаты труда работников энергетической службы хозяйства;
организация снабжения этой службы материалами и запасными частями;
разработка методов и организация контроля качества технического обслуживания и ремонта;
-V организация технического обслуживания и ремонта; составление графиков технического обслуживания и ремонта и их выполнение;
организация производственной базы для выполнения ремонтных работ;
разработка и уточнение различных нормативов (трудоемкостей, простоев, расходов материалов и запасных частей и т. п.).
Систему ППРЭсх нужно постоянно совершенствовать, поскольку электропромышленность поставляет сельскому хозяйству всё, более надежное электрооборудование, улучшается культура эксплуатации электрооборудования, накапливается опыт его эксплуатации, улучшается технология сельскохозяйственного производства.
Основное достоинство системы ППРЭсх — её плановость. Электротехническая служба хозяйства заранее с учётом имеющихся графиков технического обслуживания и ремонта электрооборудования подготавливает необходимое оборудование, материалы, инструмент, приборы, готовит кадры и проводит все требуемые операции быстро, без простоев технологического оборудования и высококачественно. Всё это повышает эксплуатационную надёжность электрооборудования.
ППРЭсх создаёт необходимые предпосылки для эффективного использования оборудования, увеличения времени его полезной работы, снижения стоимости ремонтных работ, улучшения их качества и уменьшения физического износа оборудования. ППРЭсх позволяют увеличить срок службы электродвигателей и другого электрооборудования в 2...3 раза и снизить эксплуатационные расходы более чем на 25%.
Недостаток системы ППРЭсх заключается в отсутствии в ней дифференцированного подхода к электрооборудованию с учётом, его исполнения, состояния, режимов работы и т. п. На работу электрооборудования, используемого в сельском хозяйстве, значительное влияние оказывает среда. Среда сельскохозяйственного производства, в которой работает электрооборудование, очень многообразна.
Правила технической эксплуатации подразделяют среды на пять следующих основных категорий:
чистые сухие помещения, при этом температура среды не оговаривается, но следует предполагать, что в нормальных пределах она составляет около 20°С (293К);
пыльные помещения (пункты или цехи приготовления кон, центрированных кормов, переработки грубых сухих кормов, столярные мастерские и т. п.). Влажность и температура среды в таких помещениях практически не отличаются от влажности и температуры наружной среды. В последнее время предпринимаются попытки утепления таких помещений с целью облегчения работы электродвигателей и рабочих машин, особенно в зимнее время;
влажные и сырые помещения (водокачки, кормокухни, молочные и др.). Обычно температура среды в этих помещениях положительна и колеблется в незначительных пределах;
навесы и открытые площадки;
сырые помещения с выделением аммиака (животноводческие помещения).
Животноводство — отрасль сельского хозяйства, наиболее оснащенная электрооборудованием. Например, в настоящее время число электродвигателей, установленных в животноводстве, достигает 40% от общего парка установленных в сельском хозяйстве, и эта доля имеет тенденцию к относительному росту.
Сельскохозяйственное производство интенсивно переходит на промышленную основу. Появляются крупные животноводческие комплексы и птицефабрики, в помещениях которых создается микроклимат, обеспечивающий наибольшую продуктивность животных.
Ремонт электрооборудования – это процесс связанный с наладкой данного вида оборудования, с устранением всех неисправностей, с проведением всех видов ремонта, в последующем с проведением плановых работ.
Работоспособность - потенциальная возможность индивида выполнять целесообразную деятельность на заданном уровне эффективности в течение определённого времени. Работоспособность зависит от внешних условий деятельности и психофизиологических ресурсов индивида.
Ресурс - количественная мера возможности выполнения какой-либо деятельности; условия, позволяющие с помощью определённых преобразований получить желаемый результат.
Средняя наработка на отказ - технический параметр, характеризующий надёжность восстанавливаемого прибора, устройства или технической системы.
Наработка -продолжительность или объём работы объекта, измеряемая в часах, мото-часах, гектарах, километрах пробега, циклов включений и др.
Отказ - один из ключевых терминов теории надёжности, означающий нарушение работоспособности объекта, при котором система или элемент перестаёт выполнять целиком или частично свои функции.
Принцип работы асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором:
Асинхронный двигатель - это асинхронная машина, предназначенная для преобразования электрической энергии переменного тока в механическую энергию. Само слово “асинхронный” означает не одновременный. При этом имеется ввиду, что у асинхронных двигателей частота вращения магнитного поля статора всегда больше частоты вращения ротора. Работают асинхронные двигатели, как понятно из определения, от сети переменного тока.
Принцип работы:При подаче к обмотке статора напряжения, в каждой фазе создаётся магнитный поток, который изменяется с частотой подаваемого напряжения. Эти магнитные потоки сдвинуты относительно друг друга на 120°, как во времени, так и в пространстве. Результирующий магнитный поток оказывается при этом вращающимся.
Результирующий магнитный поток статора вращается и тем самым создаёт в проводниках ротора ЭДС. Так как обмотка ротора, имеет замкнутую электрическую цепь, в ней возникает ток, который в свою очередь взаимодействуя с магнитным потоком статора, создаёт пусковой момент двигателя, стремящийся повернуть ротор в направлении вращения магнитного поля статора. Когда он достигает значения, тормозного момента ротора, а затем превышает его, ротор начинает вращаться. При этом возникает так называемое скольжение.
Условия получения вращающегося поля в расточке статора асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором:
При пропускании по обмотке катушки синусоидального тока она создает магнитное поле, вектор индукции которого изменяется (пульсирует) вдоль этой катушки также по синусоидальному закону Мгновенная ориентация вектора магнитной индукции в пространстве зависит от намотки катушки и мгновенного направления тока в ней и определяется по правилу правого буравчика.Так для случая, показанного на рис. 1, вектор магнитной индукции направлен по оси катушки вверх. Через полпериода, когда при том же модуле ток изменит свой знак на противоположный, вектор магнитной индукции при той же абсолютной величине поменяет свою ориентацию в пространстве на 1800. С учётом вышесказанного магнитное поле катушки с синусоидальным током называют пульсирующим.
Однослойные и двухслойные статорные обмотки трёхфазных асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором:
Короткозамкнутые асинхронные двигатели по конструкции ротора имеют следующие модификации: с одиночной беличьей клеткой; глубокопазные; с двойной беличьей клеткой, или двухклеточные. Конструктивное отличие этих модификаций обусловливает различие характеристик этих машин, в первую очередь пусковых. Асинхронные двигатели с одиночной беличьей клеткой на роторе имеют пазы, выштампованные в листовой стали, овальной или круглой формы. Сверху эти пазы перекрываются мостиком толщиной 0,4—0,5 мм и заливаются алюминием. С обоих торцов ротора располагаются алюминиевые кольца, которые замыкают все отлитые в пазах стержни. Такая литая единая беличья клетка часто дополнительно снабжается с обеих сторон ротора специальными алюминиевыми крыльями. Эти крылья устанавливаются для увеличения теплоотвода от короткозамкнутого ротора и для лучшей вентиляции внутри асинхронной машины.В асинхронных электродвигателях с глубокопазным ротором беличья клетка изготавливается обычно из медных стержней прямоугольного сечения. Короткозамыкающие кольца по торцам ротора, как правило, выполняются также из меди, в которых профрезеровываются прорези в соответствии с размерами прямоугольных стержней. Стержни и кольца припаиваются друг к другу тугоплавкими припоями.
Двухклеточный ротор выполняется с двумя беличьими клетками. Внешняя обмотка изготавливается из латуни или специальной бронзы, благодаря чему обеспечиваются относительно большое её активное сопротивление и сравнительно малое индуктивное. Эта обмотка выполняет функции пусковой в асинхронном двигателе. Другая обмотка ротора — внутренняя — изготавливается из меди с минимальным активным сопротивлением. Она выполняет функции основной рабочей обмотки двигателя. Обе обмотки имеют круглые пазы, однако внутренняя обмотка в ряде случаев выполняется прямоугольной или овальной формы. Короткозамыкающие торцевые кольца для обеих обмоток обычно изготавливаются из меди.
Существуют другие модификации пазов ротора (бутылочного профиля, трапецеидального профиля), однако описанные выше являются наиболее характерными для асинхронных двигателей.
Основные достоинства однослойной обмотки:
1. Отсутствие межслоевой изоляции, что повышает коэффициент заполнения паза, а следовательно, ток и мощность двигателя.
2. Простота изготовления.
3. Большая возможность применения автоматизации при укладке обмоток.
Недостатки:
1. Повышенный расход проводникового материала.
2. Сложность укорочения шага, а следовательно, компенсации высших гармоник магнитного потока.
3. Ограничение возможности построения обмоток дробным числом пазов на полюс и фазу.
4. Более трудоёмкое изготовление и монтаж катушек для крупных электродвигателей высокого напряжения.
Двухслойные обмотки в основном выполняются с одинаковыми секциями: петлевые и цепные, реже принимают концентрические.
Основные достоинства двухслойной обмотки по сравнению с однослойной:
1. Возможность любого укорочения шага, что позволяет:
а) снизить расход обмоточного провода за счет уменьшения длины лобовой части секции;
б) уменьшить высшие гармонические составляющие магнитного потока, то есть снизить потери в магнитопроводе двигателя.
2. Простота технологического процесса изготовления катушек (многие операции можно механизировать).
3. Возможность выполнения обмотки почти с любой дробностью q, что обеспечивает изготовление обмотки при ремонте асинхронных двигателей с изменением частоты вращения ротора. Кроме того, это является одним из способов приближения формы поля к синусоиде.
4. Возможность образования большего числа параллельных ветвей.
К недостаткам двухслойных обмоток следует отнести:
1. Меньший коэффициент заполнения паза (вследствие наличия межслоевой изоляции).
2. Некоторая сложность при укладке последних секций обмотки.
3. необходимость поднимать целый шаг обмотки при повреждении нижней стороны секции.
По приведенным соображениям, в настоящее время, в ремонтной практике машин переменного тока двухслойные обмотки получили наибольшее применение. Следовательно, выбираем двухслойную петлевую обмотку.
Схема статорной обмотки – это схема, включающая в себя основные составляющие, которые непосредственно входят в состав обмотки статора.
Величины для составления схемы обмотки:
Для составления схемы обмотки надо знать схему соединения фаз и следующие величины: z – число пазов статора или ротора; 2р – число полюсов; m – число фаз; yz – шаг обмотки; а – число параллельных ветвей обмотки.
В каких случаях необходимо выполнять поверочный расчёт трёхфазного асинхронного электродвигателя:
Поверочный расчёт трёхфазного асинхронного электродвигателя необходимо выполнять если отсутствуют соответствия средств измерений метрологическим характеристикам.
Данные:
i- Число цилиндров
n- число оборотов в мин.
m- коэффициент тактности ( для 2-х тактных-1, для 4-х тактных--2)
D- диаметр цилиндра,м
S- ход поршня, м
.
Neзад=
Подготовка данных обмера магнитопровода:
а) площади полюса в воздушном зазоре (Q),
б) площади полюса в зубцовой зоне статора (Qz),
в) площади поперечного сечения спинки статора (Qc),
г) площади паза в свету (Qп), мм2.
Первые три площади необходимы для расчёта магнитных нагрузок, последняя для расчёта сечения обмоточного провода.