Методика испытания генератора. Область применения
 Скачать 450.55 Kb.
|
|
Таблица 4. Наибольшая допустимая вибрация подшипников (крестовины) синхронных генераторов, компенсаторов и их возбудителей Номинальная частота вращения ро- тора, мин 1 − 3000* 1500-500** 375-214 187 До 100 Вибрация, мкм 40 70 100 150 180 ______________ * Для генераторов блоков мощностью 150 МВт и более вибрация не должна превышать 30 мкм. **Для синхронных компенсаторов с частотой вращения ротора 750-1000 мин 1 − вибрация не должна превышать 80 мкм. Проверка изоляции подшипников. Проверка изоляции подшипника при работе генератора. Производится путем измерения напряжения между концами вала, а также между фундаментной плитой и корпусом изолированного подшипника. При этом напряжение между фундаментной пли- той и подшипником должно быть не более напряжения между концами вала. Различие между на- пряжениями более чем на 10% указывает на неисправность изоляции. Испытание под нагрузкой. Испытание генератора под нагрузкой производится в соответствии с возможностями ввода машины в работу под нагрузку в период приёмо-сдаточных испытаний. На- Автор: Янсюкевич Виктор Александрович – yanviktor.narod.ru 8 грев статора при данной нагрузке должен соответствовать паспортным данным. Измерение остаточного напряжения генератора при отключении АГП в цепи ротора. Значе- ние остаточного напряжения не нормируется. Испытание возбудителей Испытание устройств системы возбуждения генератора производится в объёме устройств, ко- торые входят в состав системы возбуждения и включают в себя измерение сопротивления изоля- ции, испытание повышенным напряжением, измерение сопротивления постоянному току, проверка диодов и тиристоров. Проверку диодов и тиристоров необходимо выполнять после отсоединения их от схемы БВУ по крайней мере с одной стороны полупроводникового элемента. Проверка станции возбуждения производится в объёме, определяемом соответствующими ин- струкциями производителя. Условия испытаний и измерений Испытание электрических характеристик генераторов производят при температуре окружаю- щей среды не ниже +10 0 С, с контролем температуры статора машины. При проведении испытаний следует помнить, что температура обмоток генератора может быть выше температуры окружающей среды, поэтому контроль температуры обмоток осуществляют непосредственно внутри корпуса электрической машины. Для этого можно использовать датчики температуры КИП, которые выво- дят температуру обмотки на МДП (местный диспетчерский пункт) оператора. Влажность окружающего воздуха имеет значение при проведении высоковольтных испыта- ний обмоток ротора и статора, т.к. конденсат на обмотках может привести к пробою изоляции и, соответственно, к выходу из строя машины и испытательного оборудования. Оценку увлажнения обмоток генератора проводят при измерении коэффициента абсорбции. Атмосферное давление особого влияние на качество проводимых испытаний не оказывает, но фиксируется для занесения данных в протокол. При подготовке рабочего места необходимо проверить возможность рассоединения обмоток генератора для проведения полноценных испытаний изоляции обмоток относительно корпуса и между собой. Средства измерений. Измерение сопротивления изоляции производят мегаомметрами на соответствующее напря- жение: для обмотки статора используют мегаомметры на 500В при номинальном напряжении ма- шины до 0,5кВ включительно, мегаомметры с рабочим напряжением 1000В используют для элек- тродвигателей с рабочим напряжением свыше 0,5 до 1кВ включительно, а мегаомметры на напря- жение 2500В – для электродвигателей выше 1кВ. Для упрощения следует использовать мегаоммет- ры на напряжение 1000В для всех генераторов с номинальным напряжением обмоток 380/220В и 660/380В, при номинальном напряжении генераторов ниже 220В, следует использовать мегаомметр с напряжением 500В. Измерение сопротивления изоляции ротора производится мегаомметром на напряжение 1000В (допускается использовать мегаомметр на напряжение 500В). Измерение сопротивления обмоток постоянному току производится мостами постоянного то- ка (например Р 333), которые позволяют произвести замеры с точностью до 0,001 Ом для генерато- ров мощностью свыше 100кВт. При отсутствии данных приборов возможно использовать метод амперметра – вольтметра с источником постоянного тока, который может обеспечить достаточный ток для проведения данных испытаний. При проведении опыта методом амперметра-вольтметра Автор: Янсюкевич Виктор Александрович – yanviktor.narod.ru 9 необходимо иметь источник ток достаточной мощности (ёмкости), для обеспечения стабильности производимых замеров (для обмотки ротора генератора мощностью 1500 – 2500 кВт удобно ис- пользовать автомобильный аккумулятор на напряжение 12В). Испытание повышенным напряжением промышленной частоты производят с помощью раз- личных установок, которые состоят из следующих элементов: испытательного трансформатора, ре- гулирующего устройства, контрольно-измерительной и защитной аппаратуры. К таким аппаратам можно отнести установку АИИ – 70, АИД – 70, а также различные высоковольтные испытательные трансформаторы, которые обладают достаточным уровнем защиты и надлежащим уровнем подго- товлены для проведения испытаний. Измерение воздушного зазора и зазоров в подшипниках производят с применением специаль- но предназначенных для этой цели щупов. Измерения при проверке генераторов на холостом ходу и под нагрузкой производят с приме- нением амперметров и вольтметров, которые при необходимости можно подключить через транс- форматоры тока и напряжения соответственно (использование трансформаторов тока и напряжения для высоковольтных генераторов). Кроме того, можно использовать высоковольтные токоизмери- тельные клещи для непосредственного измерения тока статора у высоковольтных генераторов. Для измерения сопротивления ротора переменному току используют разделительные транс- форматоры с напряжением вторичной обмотки 36В для генераторов с номинальным напряжением статора до 660В и с номинальным напряжением 220 – 250В для высоковольтных генераторов. Раз- делительные трансформаторы и ЛАТРы можно не регистрировать в ЦСМ. Все приборы должны быть поверены, а испытательные установки аттестованы в соответст- вующих государственных органах (ЦСМ). Порядок проведения испытаний и измерений. Определение возможности включения без сушки генераторов выше 1кВ. Как уже было сказано выше, определение возможности включение генератора в работу без сушки производится следующим образом: • производится внешний осмотр генератора – выявляются повреждения, которые могут сказаться на работе агрегата; • измеряется сопротивление изоляции с определением коэффициента абсорбции • измеряется сопротивление изоляции вспомогательных обмоток Каждый отдельный параметр и все они вместе сказываются на возможности включения гене- ратора в работу без сушки. Внешним осмотром генератора проверяют отсутствие механических повреждений корпуса, целостность изоляции выводов в борно и качество подключения кабелей, наличие масла в подшип- никах, целостность выводов обмоток дополнительной обмотки возбуждения и трансформаторов тока. Измерение сопротивления изоляции . Схема измерения сопротивления изоляции генератора показана на рисунке 3. Перед проведением измерения необходимо открыть вводное устройство электродвигателя (борно), протереть изоляторы от пыли и загрязнения и подключить мегаомметр согласно схеме, приведённой на рисунке. На рисунке 3 А показана схема подключения мегаомметра к испытуемому генератору, у кото- рого обмотки соединены в звезду или треугольник внутри корпуса и произвести рассоединение в борно невозможно. В этом случае мегаомметр подключается к любому зажиму статора генератора и сопротивление изоляции измеряется у всей обмотки сразу относительно корпуса. Автор: Янсюкевич Виктор Александрович – yanviktor.narod.ru 10 На рисунке 3 Б измерение сопротивление изоляции производится у генератора по каждой из частей обмотки отдельно, при этом другие части обмотки (которые в данный момент не обрабаты- ваются) закорачиваются и соединяются на землю. При измерении сопротивления изоляции отсчёт показаний мегаомметра производят каждые 15 секунд, и результатом считается сопротивление, отсчитанное через 60 секунд после начала из- мерения, а отношение показаний R 60 /R 15 считается коэффициентом абсорбции. Для генераторов с номинальным напряжением 0,4кВ (генераторы до 1000В) одноминутное измерение изоляции мегаомметром на 2500В приравнивается к высоковольтному испытанию У синхронных генераторов при измерении сопротивления изо- ляции обмоток статора (обмотки статора) необходимо закоротить и заземлить обмотку ротора. Это не- обходимо сделать для исключения возможности повреждения изоля- ции ротора. Измерение сопротивления изоляции дополнительной обмотки статора (обмотки возбуждения) производится аналогично – обычно эта обмотка уже соединена в звезду, и рассоединение произвести невоз- можно, поэтому на этой обмотке производят одно измерение относи- тельно корпуса. Измерение сопротивления обмоток постоянному току . Измерение проводится либо с помо- щью моста постоянного тока, либо с помо- щью амперметра и вольтметра, ориентируясь в дальнейшем на падение напряжения на об- мотке. Величина тока, при измерении методом падения напряжения, не должна превышать 1/5 номинального тока обмотки генератора. При измерениях этим методом выбирают схему в соответствии с величиной измеряе- мого сопротивления (рисунок 4). Схему на рисунке 4а выбирают для из- мерения малых сопротивлений (мощные ге- нераторы), при этом, как видно из рисунка, вольтметр подключается после амперметра непосредственно на обмотку генератора (т.е. без учёта сопротивления амперметра). Схему рисунка 4б используют для измерения больших сопротивлений (маломощные генераторы). Кнопка в цепи вольтметра предусмотрена для защиты прибора от повреждения при возникновении напря- жения самоиндукции обмотки. При измерении сопротивления мостом постоянного тока (например Р333 или Р4833) зажимы моста подключают к зажимам электродвигателя и в дальнейшем производят измерения в соответ- ствии с инструкцией на мост. При этом, если измерение производится без разборки схемы звезды Автор: Янсюкевич Виктор Александрович – yanviktor.narod.ru 11 (треугольника), следует учитывать, что измеряется не одна часть обмотки, а например две последо- вательно (при соединении машины в звезду) или одна часть обмотки с параллельно подключенны- ми к ней другими двумя час- тями (при соединении в тре- угольник). Повторяюсь: необхо- димо производить разборку схемы, так как в паспортах генераторов (особенно мощ- ных) сопротивление посто- янному току чаще всего ука- зано для отдельной фазы об- мотки (например: 1U1-1U2, 1V1 – 1V2, 1W1-1W2). При соединении обмоток в звезду прибор подключается по схеме на рисунке 6 – рассо- единение обмоток не требу- ется. Для измерения сопро- тивления постоянному току обмотки ротора необходимо освободить обмотку от по- сторонних элементов (под- нять щётки при щеточном типе возбуждения, диоды и тиристоры системы возбуждения БВУ). Из- мерение сопротивления производится аналогично измерению сопротивления обмоток статора (ри- сунок 7, прибор подключается по четырёхпроводной схеме). Измеренные значения сравниваются с заводскими данными, или данными предыдущих испытаний. .Измерение сопротивления обмотки ротора переменному току промыш- ленной частоты. Измерение производится для выявления повреждения в обмотке (в обмотках для явнополюсных ма- шин), выявления межвитковых за- мыканий и повреждений в железе. Измерение производится по схеме, представленной на рисунке 7. Для щёточных машин измерение производится при вращающемся роторе, у машин с БВУ ротор дол- жен быть заторможен и отделён от схемы возбуждения (отключен от схемы). Автор: Янсюкевич Виктор Александрович – yanviktor.narod.ru 12 Испытание повышенным напряжением промышленной частоты . Испытанию подвергается каждая фаза или ветвь в отдельности при других фазах или ветвях, соединенных с корпусом, если это позволяет конструкция электродвигателя (рисунок 8). Если не- возможно произвести рассоединение обмоток, то испытание проводится сразу всей обмотки отно- сительно корпуса. Испытания необходимо производить с соблюдением мер безопасность (смотри раздел мето- дики «Меры безопасности»). Рассоединение звезды обмотки генератора необходимо в первую очередь для мощных машин, т.к. при проведении испытаний полной обмотки ёмкость изоляции обуславливает появление боль- шого тока утечки. Кроме того, рассоединение обмотки с последующим поочерёдным испытанием позволяет провести испытание межобмоточной изоляции в том месте, где части обмотки взаимно пересекаются не приближаясь, при этом, к корпусу. В рассечку соединения высоковольтной обмотки испытательного трансформатора с землёй включается миллиамперметр (желательно с блокирующей кнопкой для его защиты) для измерения токов утечки, значение которых не нормируется, но является дополнительным критерием оценки результатов испытаний Миллиамперметр включается одним выводом на землю (корпус), а другим – к выводу высо- ковольтного трансформатора, который должен быть соединён с землёй. Ротор машины должен быть закорочен и заземлён на всё время проведения испытаний. Испытание повышенным выпрямленным напряжением . Испытанию подвергается каждая фаза или ветвь в отдельности при других фазах или ветвях, соединенных с корпусом, если это позволяет конструкция электродвигателя (рисунок 8). Отличие Автор: Янсюкевич Виктор Александрович – yanviktor.narod.ru 13 схемы заключается исключительно в установке выпрямительного диода в высоковольтный вывод испытательного трансформатора. Измерительный прибор следует включать так же в рассечку за- землённого вывода испытательного трансформатора. По измеренным на выпрямленном напряжении токам утечки можно выявить дефекты изоля- ции на ранней стадии их развития. Характер нелинейной зависимости тока утечки от напряжения позволяет судить о степени увлажненности изоляции. Ток утечки следует измерять микроамперметром с классом точности 1,5 и с верхним пределом измерения не ниже 2500 мкА. Отклонение стрелки прибора при измерениях должно быть не менее 0,1 шкалы, для чего следует пользоваться переключателем пределов или прибором с логарифмиче- ской шкалой. Для построения кривой зависимости i ут = f (U исп. ) измерить токи утечки не менее, чем при пя- ти значениях выпрямленного напряжения от U мин (0,2U макс ) до U макс , регулируемого равными сту- пенями. Подъем испытательного напряжения на всех ступенях производить плавно, приблизитель- но с одинаковой скоростью. Отсчет показаний микроамперметра производить через 15 и 60 сек по- сле достижения значения испытательного напряжения на каждой ступени. Во избежание местных перегревов изоляции токами утечки выдержка напряжения на очеред- ной ступени допускается лишь в том случае, если значение тока утечки на данной ступени напря- жения не превышает следующих значений, данных в таблице 5. Таблица 5. Кратность испытательного напряже- ния по отношению к U ном 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 Ток утечки, мкА 250 500 1000 2000 3000 3500 Если ток утечки достиг указанных значений, то диагностическое испытание следует прекра- тить и попытаться выяснить и устранить причину повышенных токов утечки. По измеренному значению токов утечки определяется коэффициент нелинейности: К И = (I макс x U мин )/(I мин x U макс ), где I макс , I мин – ток утечки при напряжениях U макс , U мин ; Испытание изоляции полным испытательным напряжением U макс в течение 60с при определе- нии тока утечки последней ступени считается одновременно и испытанием электрической прочно- сти изоляции выпрямленным напряжением. Оценка результатов диагностирования производится по характеристике i ут = f (U исп ), которая не должна иметь крутого изгиба, а также по коэффициенту нелинейности, который должен быть не больше 1,2. Если кривая тока утечки не имеет кривого изгиба, но i ут превысил допустимое значение, а ко- эффициент нелинейности К и не превышает допустимый, генератор следует подвергнуть контроль- ному прогреву до +75 о С. После чего произвести повторное испытание и снятие характеристики i ут = f (U исп ). При подъеме напряжения микроамперметр должен быть замкнут накоротко переключателем пределов. Перевод этого переключателя в нужное положение допускается лишь на время, необхо- димое для измерений. Определение воздушных зазоров между сталью ротора и статора. Измерение производится при условии, если конструкция машины позволяет произвести дан- ные измерения. Измерение производится с применением специальных щупов по всей окружности ротора. Автор: Янсюкевич Виктор Александрович – yanviktor.narod.ru 14 Определение характеристик генератора. Проверка производится после проведения всех предыдущих испытаний и измерений. Испытание заключается в проведении опы- та короткого замыкания и опыта холостого хода генератора. Опыт короткого замыкания проводят в сле- дующем порядке: 1. На выводах генератора устанавливается закоротка на все три фазы. Закоротку необходимо выбирать с соответствующим (по току) сечением и устанавливать как можно ближе к выводам ге- нератора. При установке закоротки непосредст- венно в борно машины использование внешних трансформаторов тока (рисунок 9) становится невозможным, в этом случае лучше использовать трансформаторы тока в нуле генератора. 2. Автоматический Регулятор Возбуждения (АРВ) генератора подключают к независимому источнику 220В (дополнительную обмотку ста- тора на генераторе не используют). 3. АРВ переводят в ручной режим. 4. Задают генератору номинальные оборо- ты. |