3.1.3 Сушка обмоток электрических машин
Решение о необходимости сушки обмоток электрических машин принимается, если сопротивление изоляции меньше минимально допустимого. Для электрических машин мощностью 5 МВт и более сопротивление изоляции можно рассчитать по формуле
Где Uн – номинальное напряжение электрической машины, В; Sн – ее номинальная мощность, кВА (кВт); Кп – поправочный коэффициент, учитывающий зависимость сопротивлений изоляции от ее температуры Тн:
В соответствии с Правилами технической эксплуатации электроустановок (ПТЭ) при температуре изоляции, равной температуре окружающей среды, сопротивление изоляции обмоток низковольтных (Ц < 1000 В) двигателей переменного тока должно быть не менее 1,0 МОм, а двигателей постоянного тока — не менее 0,5 МОм. Измерение сопротивления изоляции крупных электрических машин должно производиться при температуре не ниже +10 °С. При измерении сопротивления изоляции электрических аппаратов, машин и трансформаторов малой и средней мощности поляризация диэлектрика происходит быстро (несколько секунд), поэтому также быстро устанавливаются показания мегомметра. для устройств большой мощности (свыше 400 кВт) поляризация может происходить в течение десятков минут, поэтому для характеристики изоляции используется коэффициент абсорбции
где R60 и R15 - сопротивления изоляции через 60 и 15 секунд соответственно.
Чем больше коэффициент абсорбции, тем выше качество изоляции. для хорошей изоляции при температуре 10... 30 °С Каб должен быть не менее 1,3. Обмотки роторов крупных электрических машин можно не сушить, если сопротивление изоляции при указанных температурах составляет не менее 0,5 МОм для генераторов и синхронных компенсаторов и не менее 0,2 МОм для двигателей. Для сушки обмоток применяются следующие методы; индукционный, токовый и внешнего нагрева. В процессе сушки не должна резко изменяться температура изоляции и обмотки, иначе в изоляции могут возникнуть большие термомеханические напряжения, приводящие к ее повреждению. Поэтому режим нагрева выбирают таким образом, чтобы скорость нарастания температуры обмоток не превышала 5... 7 °С в час. При использовании индукционного метода сушки вокруг сердечника статора при вынутом роторе или вокруг сердечника вынутого ротора, или вокруг корпуса машины наматывается кольцевая намагничивающая обмотка, подключаемая к источнику переменного тока (рис. 15, 16, 6). Создаваемое с помощью этой обмотки переменное магнитное поле вызывает нагрев сердечника статора, или ротора, или корпуса и соответственно нагрев обмоток, за счет чего и происходит их сушка.
Рис. 15. Схемы подключения электрических машин при сушке током от постороннего источника (а) и индукционным способами (б, а)
Рис. 16. Способы сушки электрических машин: а- непосредственным нагревом теплым воздухом; б- методом индукционных потерь; в- методом потерь в обмотках; г- токами короткого замыкания
При использовании метода токовой сушки по обмоткам пропускается постоянный или переменный ток от постороннего источника. В связи с резким ухудшением охлаждения электрической машины ограничивается сила тока не более 40—60% от ее номинального значения. К разновидностям токовой сушки относится нагрев обмоток токами короткого замыкания, как показано на рис. 16, г. В последнем случае ротор машины вращают с номинальной скоростью от постороннего двигателя. При использовании метода внешнего нагрева горячий сухой воздух направляется на металлические элементы конструкции, а не на обмотки во избежание неравномерного нагрева последних. Для улучшения условий сушки у электрических машин защищенного исполнения снимают жалюзи. Контроль параметров при сушке. При сушке обмоток контролируют их температуру. Она не должна превышать 90... 95 °С для изоляции класса В, 120 °С — для изоляции класса Р, 100 °С — для незапеченных обмоток класса В. В ходе сушки через каждые 1 ... 2 ч замеряют сопротивление изоляции. В процессе нагрева сначала оно может даже уменьшаться из-за распаривания изоляции, но затем все равно будет возрастать и установится на определенном уровне. Сушку считают оконченной, когда сопротивление изоляции и коэффициент абсорбции остаются неизменными в течение нескольких часов при неизменной температуре обмоток. Для электрических машин мощностью до 400 кВт коэффициент абсорбции обычно не контролируют.