расчет трансформатора. Минск Москва Новое знание
 Скачать 3.25 Mb.
|
|
6.6. особенности эксплуатации погружных электронасосов Специальные.электронасосные.установки,.погружаемые.в.сква- жины.на.глубину.20…250.м.от.поверхности.земли,.открыли.широ- кие. возможности. использования. подземных. вод. для. бытовых. нужд.сельского.населения.и.для.производственных.целей..Почти. в. каждом. колхозе,. совхозе. имеется. несколько. скважин,. оборудо- ванных.погружными.электронасосами. Наибольшее. распространение. получили. электродвигатели. типа. ПЭДВ. (погружной. электрический. водонаполненный. двига- тель.мощностью.2…65.кВт)..Их.конструкция.существенно.отлича- ется. от. конструкции. асинхронного. двигателя. единой. серии.. На- пример,. обмотка. выполнена. специальным. проводом,. который. предназначен.для.работы.в.воде;.ротор.имеет.подшипники.сколь- жения,.смазывающиеся.водой;.корпус.полностью.герметизирован. и.заполнен.водой. Чтобы.обеспечить.выполнение.графика.водоснабжения.объек- та.и.поддерживать.режим.наибольшего.КПД.насосной.установки,. необходимо.систематически.проверять.дебит.и.динамический.уро- вень.подземных.вод.скважины.и.подбирать.режим.работы.насос- ной. установки,. при. котором. исключается. «сухой. ход». насоса;.. поддерживать.гидравлические.параметры.сети,.при.которых.насос. работает.устойчиво.и.с.наибольшим.КПД;.оснащать.системы.водо- снабжения. запасными. емкостями. и. водонапорными. башнями,.. обеспечивающими.резервирование.водоподачи.при.отказах.насос- ной. установки;. поддерживать. требуемое. качество. напряжения. на.. Глава 6. Эксплуатация электроприводов 204 зажимах. электродвигателя;. своевременно. и. качественно. выпол- нять. работы. по. технической. эксплуатации. электродвигателя. и.станции.управления. Подготовка погружного электродвигателя к работе.. Перед. включением. внутреннюю. полость. двигателя. заливают. чистой.. водой..Измеряют.сопротивление.изоляции.обмотки.статора.отно- сительно.корпуса.—.оно.должно.быть.не.менее.5.МОм.при.темпе- ратуре. воды. 20. °С.. Соединяют. выводные. провода. с. питающим. кабелем,. места. соединений. погружают. в. металлическую. емкость. с.водой.и.после.выдержки.в.течение.1,5…2.ч.измеряют.сопротив- ление. этих. соединений. —. оно. должно. быть. не. менее. 500. МОм.. Опускают.насосную.установку.в.скважину.и.через.1,5.ч.измеряют. сопротивление.изоляции.обмотки.статора.и.питающего.кабеля.—. оно. должно. быть. не. менее. 5. МОм.. Подготавливают. водопрово- дную. сеть. и. включают. электродвигатель.. По. амперметру. опреде- ляют.потребляемый.из.сети.ток.—.он.не.должен.превышать.номи- нальное.значение. Техническое обслуживание электродвигателя.. Выполняют. без.подъема.электродвигателя.из.скважины.ежемесячно.в.следую- щей. последовательности.. Измеряют. ток. и. напряжение. электро- двигателя..Увеличение.тока.на.20…25.%.при.номинальном.напря- жении. свидетельствует. об. износе. деталей. установки. и. указывает. на.необходимость.текущего.ремонта..Выключают.двигатель.и.по- сле. остывания. в. течение. 45. мин. измеряют. сопротивление. изоля- ции. обмотки. и. питающего. кабеля. относительно. заземленных. ча- стей.насосной.установки..Снижение.сопротивления.в.2–3.раза.по. сравнению.с.предыдущим.результатом.или.его.уменьшение.ниже. 5.МОм.свидетельствует.о.дефектах.в.изоляции. С. целью. предотвращения. коррозии. металлических. частей. и. старения. изоляции. обмоток. рекомендуется. заливать. электро- двигатель. дистиллированной. ингибированной. водой.. Состав. ин- гибитора:. уротропина. —. 2,4. г/л,. нитрата. натрия. —. 0,6. г/л.. При. таком.ингибиторе.скорость.коррозии.деталей.и.узлов.электродви- гателей. значительно. замедляется.. Ингибированная. дистиллиро- ванная.вода.менее.активно.действует.на.изоляцию.обмоток. 6.7. Сушка изоляции обмоток электродвигателей 205 6.7. Сушка изоляции обмоток электродвигателей При эксплуатации, транспортировании и хранении изоляцион- ные конструкции электрических машин увлажняются под воздей- ствием окружающей среды. При попадании влаги ухудшаются ди- электрические характеристики и машина преждевременно может выйти из строя. Влажность обмоток электрических машин напря- жением до 0,5 кВ контролируют по изменению сопротивления изоляции, которое измеряют мегомметром (0,50…1 кВ) между фазами и корпусом. Если температура обмотки отличается от 75 °С, то допускает- ся пересчет сопротивления изоляции исходя из снижения его в 2 раза на каждые 20 °С повышения температуры. Для проверки состояния изоляции при ревизии с учетом температуры следует результаты измерения сравнить с данными, полученными при вво- де в эксплуатацию высушенной машины. Если перед пуском сопротивление изоляции обмоток окажется ниже нормального, то машину следует подсушить. Существует не- сколько способов сушки: конвективная (в сушильных шкафах), токовая, индукционная (потерями в стали статора) и др. Выбор метода сушки зависит главным образом от местных условий, имеющихся возможностей и в некоторых случаях от сте- пени увлажненности изоляции. Наиболее интенсивной сушкой сильно увлажненных обмоток является сушка током, при которой внутренние слои изоляции нагреваются сильнее наружных. Одна- ко сушка током, пропускаемым по обмотке с сильно увлажненной изоляцией, может привести к вспучиванию последней, а сушка та- кой обмотки постоянным током может оказать и электролитиче- ское действие. Поэтому в подобных случаях рекомендуется сушку производить другими методами, например потерями в активной стали, методом внешнего нагревания и т.п. После предваритель- ной подсушки этими методами можно применить сушку током. Конвективная сушка производится в специальных шкафах. В качестве источника теплоты используют пар, электроэнергию или газ. Теплота передается от статора к обмотке, поэтому наруж- Глава 6. Эксплуатация электроприводов 206 ные.ее.слои.высыхают.быстрее,.чем.внутренние..Для.более.равно- мерного. удаления. влаги. из. изоляции. температуру. в. сушильном. шкафу.следует.повышать.постепенно. Сушка током от постороннего источника.. Для. сушки. асин- хронного. двигателя. трехфазным. током. нужно. надежно. затормо- зить. ротор,. а. к. статору. подвести. от. источника. трехфазного. тока. напряжение.не.более.15…20.%.номинального..При.этом.сила.тока. в.статоре.достигает.примерно.номинального.значения..При.слиш- ком. быстром. повышении. температуры. следует. снизить. подводи- мое.напряжение..Источником.питания.постоянного.или.перемен- ного. тока. могут. служить. стенды. МИИСП,. УСХА. и. 13УН-1,. а.также.сварочный.трансформатор..Если.выведены.шесть.концов. обмотки. статора,. то. все. фазы. включают. последовательно. и. через. них.пропускают.переменный.ток..Если.разъединить.обмотки.фаз. не. представляется. возможным,. то. сушку. производят. по. опреде- ленным.схемам..При.этом.необходимо.периодически.переключать. фазы. для. равномерного. нагревания. обмоток.. Переключение. про- изводится.каждые.2…4.ч.в.зависимости.от.размеров.машины.и.ско- рости.повышения.температуры.в.начале.сушки. Этим.методом.можно.сушить.электрические.машины.всех.ти- пов..Он.применяется.главным.образом.тогда,.когда.не.представля- ется.возможным.вращать.машину.и.имеется.источник.низкого.на- пряжения.достаточной.силы.тока..Так.как.при.этом.методе.сушки. машина. неподвижна,. то. это. ухудшает. условия. охлаждения. по. сравнению. с. вращающейся. машиной,. поэтому. необходимый. для. сушки. ток. обычно. значительно. меньше. номинального. и,. напри- мер,.для.машин.открытого.типа.составляет.не.более.50…70.%. Индукционная.сушка.происходит.при.нагревании.машины.ин- дукционными.токами,.возникающими.при.пропускании.перемен- ного. тока. по. специальной. намагничивающей. обмотке,. располо- женной.на.статоре..Ее.выполняют.изолированным.проводом..Для. регулирования. температуры. намагничивающую. обмотку. секцио- нируют. Чтобы. ускорить. разогрев. статора. в. начале. сушки,. увеличива- ют.индукцию.до.0,7…0,9.Тл,.а.при.достижении.необходимой.тем- пературы.уменьшают.до.0,4…0,5.Тл,.переключая.обмотку.на.боль- шее.число.витков. 6.8. Эксплуатация регулируемых электроприводов 207 6.8. эксплуатация регулируемых электроприводов Применение. регулируемого. электропривода. обеспечивает. энергосбережение. и. позволяет. получать. новые. качества. систем. и.объектов..Значительная.экономия.электроэнергии.обеспечивает- ся. за. счет. регулирования. какого-либо. технологического. параме- тра.. Если. это. транспортер. или. конвейер,. то. можно. регулировать. скорость. его. движения;. если. это. насос. или. вентилятор,. можно. поддерживать. давление. или. регулировать. производительность;. если.это.станок,.можно.плавно.регулировать.скорость.подачи.или. главного.движения. Особый. экономический. эффект. от. использования. преобразо- вателей. частоты. дает. применение. частотного. регулирования. на. объектах,. обеспечивающих. транспортировку. жидкостей.. До. сих. пор. самым. распространенным. способом. регулирования. произво- дительности. таких. объектов. является. использование. задвижек. или. регулирующих. клапанов,. но. сегодня. доступным. становится. частотное. регулирование. асинхронного. двигателя,. приводящего. в.движение,.например,.рабочее.колесо.насосного.агрегата.или.вен- тилятора. Частотный.преобразователь.в.комплекте.с.асинхронным.элек- тродвигателем. позволяет. заменить. электропривод. постоянного. тока.. Системы. регулирования. скорости. двигателя. постоянного. тока.(ДПТ).достаточно.просты,.но.слабым.местом.такого.электро- привода. является. электродвигатель.. Он. дорог. и. ненадежен.. При. работе.происходит.искрение.щеток,.под.воздействием.электроэро- зии. изнашивается. коллектор;. такой. электродвигатель. не. может. использоваться.в.запыленной.и.взрывоопасной.среде. Асинхронные. электродвигатели. (АД). превосходят. двигатели. постоянного. тока. по. многим. параметрам:. они. просты. по. устрой- ству. и. надежны,. так. как. не. имеют. подвижных. контактов;. имеют. меньшие.по.сравнению.с.ДПТ.размеры,.массу.и.стоимость.при.той. же.мощности;.АД.просты.в.изготовлении.и.эксплуатации..Основ- ной.недостаток.асинхронных.электродвигателей.—.сложность.ре- гулирования.их.скорости.традиционными.методами.(изменением. Глава 6. Эксплуатация электроприводов 208 питающего. напряжения,. введением. дополнительных. сопротивле- ний.в.цепь.обмоток). Управление. асинхронным. электродвигателем. в. частотном. ре- жиме.до.недавнего.времени.было.большой.проблемой,.хотя.теория. частотного.регулирования.была.разработана.еще.в.тридцатых.го- дах..Развитие.частотно-регулируемого.электропривода.сдержива- лось. высокой. стоимостью. преобразователей. частоты.. Появление. силовых. схем. с. IGBT-транзисторами. и. разработка. высокопроиз- водительных. микропроцессорных. систем. управления. позволили. различным.фирмам.Европы,.США.и.Японии.создать.современные. преобразователи.частоты.доступной.стоимости. Известно,.что.регулирование.частоты.вращения.исполнитель- ных. механизмов. можно. осуществлять. с. помощью. различных. устройств:. механических. вариаторов,. гидравлических. муфт,. до- полнительно. вводимыми. в. статор. или. ротор. резисторами,. элек- тромеханическими. преобразователями. частоты,. статическими. преобразователями. частоты. (ПЧ).. Применение. первых. четырех. устройств.не.обеспечивает.высокого.качества.регулирования.ско- рости,.неэкономично,.требует.больших.затрат.при.монтаже.и.экс- плуатации.. Статические преобразователи частоты являются. наиболее. совершенными. устройствами. управления. асинхронным. приводом.в.настоящее.время..Принцип.частотного.метода.регули- рования. скорости. АД. заключается. в. том,. что,. изменяя. частоту. f 1. питающего. напряжения,. можно. в. соответствии. с. выражением ω π 0 1 2 = f p при. неизменном. числе. пар. полюсов. p. изменять. угло- вую.скорость.магнитного.поля.статора. ω 0 ..Этот.способ.обеспечи- вает.плавное.регулирование.скорости.в.широком.диапазоне,.а.ме- ханические. характеристики. обладают. высокой. жесткостью.. Регу- лирование. скорости. при. этом. не. сопровождается. увеличением. скольжения. АД,. поэтому. потери. мощности. при. регулировании.. невелики. Для. получения. высоких. энергетических. показателей. АД. —.. коэффициентов. мощности,. полезного. действия,. перегрузочной. способности. —. необходимо. одновременно. с. частотой. изменять. и.подводимое.напряжение..Закон.изменения.напряжения.зависит. от. характера. момента. нагрузки. M с .. При. постоянном. моменте. на- 6.9. Организация обслуживания преобразователей частоты 209 грузки.M с = const.напряжение.на.статоре.должно.регулироваться. пропорционально. частоте. U f 1 1 = const. . Для. вентиляторного. ха- рактера.момента.нагрузки.это.состояние.имеет.вид. U f 1 1 2 = const, а. при. моменте. нагрузки,. обратно. пропорциональном. скорости,. —. U f 1 1 = const. .Таким.образом,.для.плавного.бесступенчатого.ре- гулирования.частоты.вращения.вала.асинхронного.электродвига- теля.преобразователь.частоты.должен.обеспечивать.одновременное. регулирование.частоты.и.напряжения.на.статоре.АД. Современные. инверторы. выполняются. на. основе. полностью. управляемых. силовых. полупроводниковых. приборов. —. запирае- мых GTO-тиристоров.либо.биполярных IGBT-транзисторов с.изо- лированным затвором. 6.9. организация обслуживания преобразователей частоты Являясь.сложными.электронными.устройствами,.ПЧ.требуют. тщательного. анализа. и. настройки. пользовательских. параметров,. количество. которых. может. исчисляться. десятками. и. сотнями.. в. зависимости. от. применяемых. моделей. и. сложности. решаемых. задач. Обслуживание. современных. ПЧ,. так. же. как. и. их. настройка,. требует.специальной.подготовки.технического.персонала..Решение. проблемы. своевременного. и. аварийного. обслуживания. привод.ной. техники.может.быть.выполнено.двумя.способами..Первый.способ,. как. уже. было. описано. выше,. —. это. создание. своей. собственной. сервисной. службы. непосредственно. на. производстве,. а. второй. —. это. передача. функций. обслуживания. оборудования. специализи- рованной. организации,. занимающейся. решением. таких. задач. на. профессиональном.уровне. Периодическое обслуживание преобразователей частоты. Главным.фактором,.определяющим.срок.службы.ПЧ.и.его.беспе- ребойную.эксплуатацию,.является.правильное и своевременное об- служивание. По.существующей.статистике,.выход.электропривода. из.строя.в.подавляющем.ряде.случаев.связан.с.нарушениями.в.его. эксплуатации.или.обслуживании..Необходимо.периодически.про- Глава 6. Эксплуатация электроприводов 210 верять работоспособность вентиляторов..В.основном.производи- тели. ПЧ. рекомендуют. производить. проверку. не. реже. чем. 1. раз. в. полгода,. а. превентивную. замену. производить. 1. раз. в. три. года.. Под. воздействием. частого. заряда. и. разряда,. а. также. под. воздей- ствием.повышенной.температуры.со.временем.происходит.старе- ние. электролитических. конденсаторов. ПЧ,. что. характеризуется. уменьшением.их.номинальной.емкости.или.возникновением.вну- тренних.пробоев. При.пониженной.емкости.конденсаторов.возникают.сбои.в.си- стеме. управления. ПЧ,. иногда. это. приводит. к. выходу. из. строя.. источников.питания.или.других.цепей.управления..Основной.ре- комендацией.является.периодическая.замена.конденсаторов. Следует.периодически.проверять.падение.напряжения.на.кон- такторах.и.реле.цепей.питания.ПЧ,.а.также.на.силовых.полупро- водниковых. предохранителях. защиты.. Периодически. нужно.. проверять.затяжку.силовых.винтов,.болтов.и.гаек.ответственных. со.единений. ПЧ.. Как. правило,. проверку. делают. 1. раз. в. год,. хотя. для. оборудования,. где. присутствует. сильная. вибрация,. проверку. следует. проводить. чаще.. Ослабление. затяжки. крепежа. в. точках. силовых. соединений. приводит. к. возникновению. неисправности. в. виде. потери. фаз. и. заканчивается. пробоем. силовых. полупрово- дниковых. элементов. (диодов,. IGBT-транзисторов). или. прогора- нием.металла.шин.в.точках.контакта. Методика диагностики неисправностей преобразователей ча- стоты. Проверка.и.плановое.обслуживание.позволяют.предотвра- тить. многие. проблемы,. но. не. гарантируют. безаварийную. работу. ПЧ..На.сегодняшний.день.ни.один.производитель.не.обеспечивает. достаточно.эффективную.защиту.ПЧ.от.выхода.из.строя.в.резуль- тате.перегрузок. Это. объясняется. тем,. что. управление. защитой. реализовано. в.контроллере.ПЧ,.поэтому.сигнал.о.перегрузке.на.выходе.ПЧ.бу- дет. им. обработан. и. будет. дана. команда. на. закрытие. выходных. транзисторов,. некоторые. из. них. уже. повреждаются. и. в. режиме. пробоя.создают.замыкание.шин.постоянного.тока. После.выхода.преобразователя.частоты.из.строя.недопустимо. его. немедленное. повторное. включение.. Как. правило,. повторный. запуск. неисправного. ПЧ. влечет. к. еще. большим. повреждениям.. Состояние.ПЧ.должно.быть.тщательно.проанализировано.посред- 6.9. Организация обслуживания преобразователей частоты 211 ством проведения диагностики. Если на дисплее отображается какой-нибудь аварийный код, то следует проанализировать, что он означает, в дальнейшем эта информация позволит быстрее вы- явить возникшую проблему. Если на дисплее ПЧ ничего не ото- бражается или его просто нет, то следует проверить наличие опор- ного напряжения 24 В на соответствующих клеммах платы управления, воспользовавшись схемой подключения в документа- ции на ПЧ. В случае отсутствия напряжения на клеммах платы управления следует обратиться в сервисной центр. Обычно еще выполняется и проверка силовой части. Перед осуществлением данной процедуры следует дождаться, пока раз- рядятся конденсаторы шины постоянного тока (см. инструкцию по эксплуатации ПЧ). Время, необходимое на их разряд, составля- ет 10…15 мин. Для проверки силовых цепей необходимо установить мульти- метр в режим прозвонки диодов, соединить «–» мультиметра и клемму «+» частотного преобразователя, затем поочередно уста- новить «+» мультиметра на клеммы L1, L2, L3, U, V, W. В данном случае P–N-переход диодов будет открыт и показания мультиме- тра будут 0,3...0,6 Ом. Затем соединяют «+» мультиметра и «+» преобразователя, а «–» мультиметра поочередно соединияют с клеммами L1, L2, L3, U, V, W. В данном случае переходы диодов закрыты и мультиметр показывает обрыв. Аналогично проверяют второе плечо инвертора выпрямителя (сначала «+», а потом «–» мультиметра соединяют с клеммой «–» преобразователя частоты). Результаты проверки сравнивают с результатами, приведенными в табл. 6.3. Таблица 6.3 |