книги из ГПНТБ / Вершинин П.П. Применение синхронных электроприводов в металлургии
.pdfР е ш е н и е . |
Номинальная |
реактивная |
мощность |
синхронного |
||||
двигателя |
|
|
|
|
|
|
|
|
Qt\ —PHsin<pH |
2000'0,436 |
: 1010 кВАр. |
|
|||||
cos фн т] |
0,9-0,958 |
|
|
|
|
|
||
Значения составляющих удельных потерь а и Ь: |
|
|||||||
2А |
2-7,5 |
|
|
|
|
|
|
|
Ql |
|
= 14,7-10 6 кВт/кВАр; |
|
|
||||
10102 |
|
|
|
|
|
|
||
В |
9 |
= 0,0089 кВт/кВАр. |
|
|
|
|||
6=- |
|
|
|
|
||||
QH |
1010 |
|
|
|
|
|
|
|
По выражению |
(V-54) определяем |
|
|
|
|
|||
|
|
6-0,225 |
|
|
|
|
||
0,003 — 0,0089 ■ |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
0,012-8000 |
=560 |
кВАр. |
|
|||
|
|
14,7-10" |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Реактивная |
мощность, генерируемая |
синхронным |
двигателем |
|||||
Qa = Qa. Мощность конденсаторной батареи |
|
|
|
|||||
Qk = ЮОО — 560 = 440 кВАр. |
|
|
|
|
|
|
||
Полные затраты при компенсации QHarp синхронным двигателем |
||||||||
и конденсаторами |
|
|
|
|
|
|
|
|
3n = 5fl- f 3 K = |
3y.3 PB( ~ |
Q |
2 + |
^ ) |
+ 3y.3 r B6KQK + |
|||
+ k3.K pQK = |
0,012-8000 |
|
10 |
6• 5603 + 0,0089-560j + |
||||
+0,012-8000-0,003-440 + 6-0,225-440= 1420 руб/год.
Полные затраты при компенсации (?Нагр только синхронным дви
гателем |
|
|
Зп.д = |
3 У.ЭТВ |
QLp + bQH3rpj = 0,012-8000 X |
х ( - ~ |
- 10 6-1010+0,0089-1010^= 1582 руб. |
|
Экономия затрат |
|
|
Д3П = Зп.д — 3„ = |
1582 — 1420 = 162 руб/год. |
|
Глава VI
ВОПРОСЫ ЭКСПЛУАТАЦИИ И ИСПЫТАНИЙ СИНХРОННЫХ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ
1. ОСОБЕННОСТИ МОНТАЖА МОЩНЫХ СИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
Прежде чем приступить к монтажу, осуществляют его организационно-техническую подготовку: ознакамливаются с технической документацией на оборудование, подлежащее установке; составляют календарный план монтажных операций; решают вопросы по расстановке рабочей силы и обеспечению подъемно-транспортными средствами, приспособлениями и необходимыми инстру ментом и материалами; намечают мероприятия, обеспе чивающие безопасность работ.
Перед началом основных работ по сборке и установ ке синхронного двигателя принимают машинное поме щение, проверяют фундамент и соответствие грузоподъ емных устройств и приспособлений правилам Госгортех надзора.
Подготовка машин к монтажу. Крупные электриче ские машины обычно прибывают с завода-изготовителя
вразобранном виде, их направляют либо на склад, либо
вмонтажное отделение.
Машины, поступившие для хранения на склад, рас паковывают, затем проверяют комплектность оборудо вания согласно отправочной ведомости завода-изготови теля, состояние наиболее ответственных узлов (отсутст вие повреждений обмоток, активной стали, трущихся поверхностей, а также антикоррозионное покрытие шеек валов, контактных колец, концов валов под насадку полумуфт, шейки вала внутри разъемных вкладышей, фланцев и полумуфт).
Результаты проверки комплектности и состояния обо рудования заносят в акт, на основании которого зака зывают недостающие или испорченные детали. Обнару женное на деталях и узлах машины испорченное ан тикоррозионное покрытие удаляют, а затем вновь покрывают антикоррозионной смазкой. После проверки
2 2 2
полученное оборудование снова упаковывают и переда ют на склад, где оно должно храниться в сухом отапли ваемом помещении с температурой не ниже 3°С; в поме щение не должны проникать вредные вещества (едкие газы, угольная пыль и др.).
Перед монтажом машину распаковывают, проверяют комплектность, затем с деталей снимают антикоррозион ное покрытие и промывают их бензином. Детали маши ны доставляют на монтажную площадку и располагают на ней в той последовательности, в какой их будут мон тировать.
Полумуфты насаживают перед началом основных ра бот по монтажу. Однако, если позволяет площадь поме щения, насадку целесообразно выполнять одновременно с установкой фундаментной плиты. Затем приступают к основным работам по сборке и установке машины. Ниже приводится примерный порядок работ по монтажу круп ного преобразовательного агрегата с приводным син хронным двигателем.
Установка фундаментных плит и подшипниковых стоек. Электрические машины крупных преобразова тельных агрегатов устанавливают на фундаментных пли тах, которые поставляются заводом-изготовителем вмес те с машинами. Фундаментная плита должна занимать строго горизонтальное положение и располагаться на определенной отметке по высоте. Поэтому ее укладыва ют не на опорную поверхность фундамента, а на метал лические прокладки, различная толщина которых поз воляет выверять фундаментную плиту и регулировать высоту ее установки.
Плиту укладывают на прокладки с таким расчетом, чтобы между ее основанием и поверхностью фундамента оставался зазор не менее 50 мм и не более 100 мм. Этот зазор необходим для обеспечения качественной после дующей подливки бетона. Для лучшего схватывания подливки бетона с фундаментом на поверхности послед него между прокладками делают насечку.
Фундаментную плиту ориентируют по натянутым струнам главных осей (продольной и поперечной), пос ле чего в колодцы фундамента через отверстия в плите опускают анкерные болты. Затем после предварительной легкой затяжки болтов при помощи регулировочных про кладок устанавливают плиту в соответствующее поло жение.
После выверки плиты и затяжки фундаментных бол тов выполняют контрольную проверку установки плиты, если отклонений от нормы нет (допускается отклонение пузырька уровня до трех делений при цене деления 0,1 мм на 1 м), сваривают прокладки в каждом пакете, а плиту и анкерные болты подливают бетоном. Послед нюю операцию на практике выполняют после оконча тельной центровки машин. Стойки располагают на одной оси таким образом, чтобы они обеспечивали плавную линию вала агрегата и величину разбега роторов машин в соответствии с данными завода-изготовителя. После окончательной установки положение стоек на фунда ментной плите фиксируют двумя контрольными шпиль ками.
Под стойки закладывают регулировочные (из стали толщиной 5—7 мм) и изолирующие (гетинакс, тексто лит толщиной 2—5 мм) прокладки. Последние ставят для предотвращения протекания в замкнутой цепи вал — подшипник — фундаментная плита — подшипник — вал паразитных токов, вызываемых действием э. д. с., воз никающей в результате асимметрии магнитной цепи ма шин агрегата. С этой же целью изолируют болты, крепя щие стойки к фундаментной плите, контрольные шпиль ки и фланцевые соединения маслопровода. Паразитные токи, проходя через подшипники, вызывают разрушение баббита вкладышей, разъедание шеек вала, ухудшают качество масла. Изолирующие прокладки, разрывая цепь прохождения тока, тем самым исключают все нежела тельные явления, связанные с протеканием паразитных токов через подшипники.
Изолирующие прокладки должны выступать по все му периметру стойки не менее чем на 5 мм. Сопротивле ние изоляции стоек измеряют мегомметром по отношению к фундаментной плите при затянутых болтах, крепящих стойки к плите, до укладки вала в подшипники. Величи на сопротивления изоляции стоек должна быть не менее 0,5 МОм (эта величина не нормируется).
Подшипниковые стойки выверяют при помощи стру ны, натянутой либо по главной продольной оси, либо по оси, определяющей положение вала двигателя. Для это го снимают крышки с подшипников, вынимают вклады ши и на их место устанавливают деревянные бруски, на которые наносят продольные оси подшипников.
Со струны опускают отвесы (по две на каждую стой ку) , по которым регулируют положение стоек до совпа дения осей подшипников. Вместо деревянных брусков можно использовать тонкие металлические пластины ши риной порядка 100 мм с намеченными на них рисками продольных осей подшипников. Пластины закрепляют на плоскости разъема подшипников, а со струны на их осе вые линии опускают по два отвеса, по которым регули руют положение стоек. Окончательно подшипниковые стойки выверяют при центровке валов.
Установка статоров и роторов. Перед сборкой и уста новкой электрических машин преобразовательного агре гата осуществляют их ревизию. При этом проверяют: состояние шеек вала; прочность посадки клиньев, кре пящих обмоточные секции в пазах; состояние изоляции обмоток и ее сопротивление (для оценки возможности включения машин без сушки); состояние пазовых зуб цов активной стали; надежность, крепления токопроводов контактных колец; болтовые соединения пусковой об мотки; исправность и правильность соединения выводов.
Установку машин преобразовательных агрегатов с мощными-" приводными синхронными двигателями начи нают со статора синхронного двигателя. Если статор разъемный, то сборку начинают с установки его нижней половины. При этом ранее установленные подшипнико вые стойки не снимают.
Нижнюю половину статора выверяют по струне, опре деляющей положение оси вала, которой пользовались при установке подшипниковых стоек. Для контроля точ ности установки статора применяют трубчатый штихмасс с микрометрической головкой. Положение статора по высоте регулируют прокладками.
После выверки нижней половины статора струну сни мают и на подшипниковые стойки устанавливают ротор. После предварительной регулировки величины зазора между ротором и нижней половиной статора при помо щи прокладок устанавливают верхнюю половину стато ра, сбалчивают обе половины и окончательно проверя ют величину зазора между ротором и статором. Зазор измеряют клиновым щупом, предел измерения которого равен 20 мм при точности измерений до 0,1 мм.
Величины зазора тихоходных синхронных двигателей, замеренные под каждым полюсом в диаметрально про тивоположных точках, не должны отличаться более чем
15— 1081 |
225 |
на 10% от среднего значения. Замеры для быстроходных синхронных двигателей с неявно выраженными полю сами при 'диаметре ротора до 500—600 мм выполняют в четырех диаметрально противоположных точках, а при диаметре ротора больше 600 мм — в восьми точках. Ве личина зазора в быстроходных синхронных двигателях не должна отличаться более чем на 5%. Если величина воздушных зазоров удовлетворяет этому условию, то статор крепят болтами к фундаментной плите.
При неразъемном статоре процесс ввода ротора в статор гораздо сложнее. Сначала статор краном уста навливают на деревянных брусьях или шпалах, уло женных на плоскости фундаментной плиты так, чтобы нижняя отметка расточки статора располагалась не сколько выше фундаментной плиты (нижняя отметка расточки статора мощных синхронных двигателей в ра бочем положении всегда лежит ниже плоскости фунда ментной плиты). Одну из подшипниковых стоек со сто роны заводки ротора временно снимают или отодвигают в сторону. Нижнюю часть расточки статора выкладыва ют прессшпаном или электрокартоном.
Чтобы не повредить обмотку или активное железо ротора, между стропами устанавливают деревянную распорку. Угол наклона строп к верхней плоскости рас порки должен быть не менее 45°.
При строповке петлей за бочку ротора под стропы по всей окружности ротора подкладывают доски неболь шой длины или другой равноценный материал. Застропованный ротор краном медленно продвигают вглубь полости статора до тех пор, покажонец вала не выйдет за пределы статора с противоположной стороны. После этого под концы вала подкладывают шпалы, выполняют перестроповку ротора и, заведя затем бочку ротора в статор, опускают на подложенный в нижней части поло сти статора прессшпан. Снятую подшипниковую стойку вместе с нижним вкладышем устанавливают на месте. Затем застроповывают статор и, приподнимая его, вы нимают подложенные под статор шпалы.
Для быстроходных мощных синхронных двигателей длина вала обычно недостаточна для ввода ротора в ста тор описанным способом. В этом случае пользуются спе циальным удлинителем вала, который поставляется за- водом-изготовителем.
2. ПУСКОНАЛАДОЧНЫЕ РАБОТЫ И ВВОД В ЭКСПЛУАТАЦИЮ СИНХРОННЫХ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ
Все работы по наладке синхронного электропривода можно подразделить на два этапа: 1) проверка, наст ройка и испытание до включения синхронного двигателя; 2) пробный пуск и испытание вхолостую и под нагруз кой.
В объем наладки синхронного двигателя при вводе в
эксплуатацию до включения входит: измерение сопро тивления изоляции обмоток статора и ротора, термоде текторов, подшипников; испытание изоляции повышен ным напряжением промышленной частоты на электриче скую прочность; измерение сопротивления обмоток постоянному току.
Сопротивление изоляции обмоток статора относи тельно корпуса машины и между обмотками измеряют поочередно для каждой фазы, соединяя обмотки двух других фаз с заземленным корпусом. Сопротивление эле ктродвигателей (свыше 1000 В) измеряют мегомметром, рассчитанным на напряжение 2500 В.
Сопротивление изоляции обмотки ротора измеряют только у синхронных двигателей мощностью более 1000 кВт, используя для этого мегомметр на напряжение 1000 В. Измеренное сопротивление должно быть не ниже
0,2 МОм.
Величина сопротивления изоляции термодетекторов не нормируется. Ее измеряют мегомметром на напряже ние 250 В.
Сопротивление изоляции подшипников измеряют от носительно фундаментной плиты при полностью собран ных маслопроводах для двигателей мощностью более 1000 кВт. Величину сопротивления изоляции не нор мируют.
Изоляцию обмоток относительно корпуса и между обмотками испытывают на электрическую прочность при напряжении промышленной частоты от испытатель ного трансформатора. Это испытание, не представляя опасности для исправной части изоляции, позволяет од новременно выявить дефектные участки изоляции — тре щины, проколы, изломы, значительные расслоения и воз душные включения.
Перед испытанием на электрическую прочность ме гомметром проверяют величину сопротивления иэолй"
15’ |
П1 |
ции, которая в данном случае не нормируется. Испыта ние проводят на собранном двигателе. При этом один вывод испытательного трансформатора подводят к за жиму проверяемой фазы, а другой — к заземленному корпусу машины. Обмотки двух других фаз также при соединяют к корпусу.
В процессе испытаний напряжение плавно (или сту пенями, не превышающими 5% от Писп) повышают до полного значения [/исп.
Согласно ГОСТ 11828—66 время повышения напря жения от Уг гУисп до Uacu должно быть не менее 10 с. Продолжительность испытаний при полном напряжении составляет 1 мин; после чего напряжение плавно сни жают до Уз С/Исп и отключают испытательный трансфор матор, после чего повторяют проверку мегомметром со противления изоляции.
Изоляция обмоток относительно корпуса и между об мотками считается выдержавшей испытание на электри ческую прочность, если во время испытания не было про боя изоляции или перекрытия ее скользящими разрядами. Для измерения сопротивления постоянному току обмот ки статора пользуются двойным мостом, конструкция ко торого позволяет исключить влияние переходных сопро тивлений контактов и соединительных проводов на ре зультат замеров.
Для измерения сопротивления обмотки ротора наи более удобно пользоваться одинарным мостом или мето дом амперметра — вольтметра. При этом класс прибо ров, используемых для замеров, должен быть не ниже 0,5. При измерении сопротивления большое значение имеет правильное определение температуры обмотки. Термометры ртутные или спиртовые должны быть зало жены в обмотку за 15—20 мин до начала замера с тем, - чтобы в момент замера они показывали фактическую температуру. На крупных синхронных двигателях тем пературу замеряют не менее, чем в четырех точках. За температуру обмоток при этом принимают среднее ариф метическое из всех замеров. Измеренные сопротивления обмоток различных фаз не должны отличаться друг от друга и от заводских измерений более чем на 2%. Откло нение от этих норм говорит о дефекте обмотки.
Для удобства оценки и сравнения с данными как пре дыдущих (заводских), так и последующих измерений сопротивления обмотки приводятся или к условно при
228
нятой за исходную температуру 15° С (20° С), или к ра бочей температуре 75° С.
Объем наладки возбудителя зависит от его типа. Для электромашинных возбудителей выполняют следующие работы: проверяют сопротивление изоляции обмоток, ис пытывают обмотки под повышенным напряжением про мышленной частоты, определяют сопротивление обмоток постоянному току, проверяют схему внутренних соеди нений и положение щеток на коллекторе [57, 58], про веряют вибрацию возбудителя и снимают его характе ристики при холостом ходе и под нагрузкой.
Проверка силового оборудования системы тиристорного возбуждения
На этом этапе выполняются следующие работы:
1) ревизия и испытание согласующих трансформато ров и токоограничивающих реакторов в соответствии с инструкцией заводов-изготовителей;
2)проверка и настройка автоматических выключате лей под нагрузкой током от постороннего источника;
3)проверка соответствия выполненного монтажа оборудования электроустановки принципиальным и мон тажным схемам, проверка ^целостности узлов и деталей;
4) снятие вольтамперных характеристик вентилей;
5) проверка равномерности деления тока по парал лельным ветвям анодным делителем;
6) проверка и наладка вентилятора и воздухоструй ного реле.
Все силовые вентили преобразователя должны при надлежать к одному классу по величине'обратного но минального напряжения, а вентили, включенные парал лельно в плечи моста, кроме того, должны принадлежать и к одной группе по величине прямого падения напряже ния при номинальной силе рабочего тока. На практике, однако, нередки случаи когда вентили, установленные в силовом блоке, не соответствуют паспортным данным, что является причиной преждевременного выхода их из строя. Поэтому перед включением тиристорного преоб разователя в работу необходимо испытывать все сило вые вентили на стенде.
Класс вентиля обозначают числом равным обратно му напряжению (П0бр.н), деленным на 100. Стандартом
17*
предусмотрена следующая шкала напряжений Нобр.н: 50, 100, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 500, 600, 700, 800, 900 и 1000 В.
Ниже приведены значения прямых падений напряже ния Us.n на тиристорах, принадлежащих к разным груп пам (ГОСТ 10662-63):
Группа |
Номинальное прямое |
||
падение напряжения, В |
|||
А ........................................ |
До 0,65 |
|
до 0,75 |
Б .......................................... |
Свыше 0,65 |
||
В ........................................ |
» |
0,75 |
до 0,85 |
Г • ................................... |
» |
0,85 |
до 1,4 |
Группу вентилей можно не проверять, если неравно мерность деления тока между параллельно включенны ми тиристорами в плече моста не превышает 5%- Рав номерность деления тока измеряют при нагруженном преобразователе сначала при силе тока / н/2, а затем при силе тока / н. Обычно для этого используют токоизмери тельные клещи. Одновременно проверяют соотношение токов на входе в преобразователь и выходе из него.
Измерение сопротивлений и испытание изоляции си ловых трансформаторов, токоограничивающих реакто ров и автоматических выключателей в цепях возбужде ния синхронных двигателей, выполняют в соответствии с Правилами устройства электроустановок и Правилами технической эксплуатации, а также инструкциями заво- дов-изготовителей. Целесообразно остановиться на неко торых особенностях выполнения этих работ на тиристор ных преобразователях, применяемых в качестве возбу дителей синхронных двигателей.
Приступая к измерению сопротивлений и испытанию электрической прочности изоляции цепей преобразовате ля, все полупроводниковые приборы и конденсаторы не обходимо закоротить.
Величина сопротивления изоляции токоведущих ча стей с номинальным напряжением до 1000 В относи тельно корпуса и других токоведущих частей преобразо вателя должна быть не ниже 0,5 МОм. Сопротивление цепей с номинальным напряжением до 60 В измеряют мегомметром на напряжение 100 В, а цепей с номиналь ным напряжением от 60 до 1000 В — мегомметром на на пряжение 1000 В.
230