4. РЕМОНТ СTATOPOB ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ
Сушка обмоток электродвигателей.
Критерием увлажненности изоляции обмоток электродвигателей служит со противление изоляции и отношение между сопротивлениями, измеренными через 60 и 15 с, называемое коэффициентом абсорбции K = R60"/R15". Коэффициент абсорбции всегда больше единицы и увеличивается по мере высыхания изоляции.
Включение электродвигателей, вновь вводимых в эксплуатацию, а также прошедших капитальный ремонт со сменой обмоток без сушки, возможно на основании результатов измерений, предусмотренных «Инструкцией по определению возможности включения вращающихся электрических машин переменного тока без сушки». Электродвигатели подлежат сушке в случае снижения сопротивления изоляции, уменьшения коэффициента абсорбции или увеличения коэффициента нелинейности по сравнению с нормами, приведенными в табл. 5.
Таблица 5
| Категория электродвигателей | Сопротивление изоляции, МОм | Коэффициент абсорбции | Коэффициент нелинейности |
| Электродвигатели мощностью более 5000 кВт | Не менее значений, полученных по формуле (1), при температуре обмотки 75 °С | Не менее 1,3 | Не более 3 |
| Электродвигатели мощностью менее 5000 кВт | Не менее 1 МОм на 1 кВ номинального напряжения электродвигатели при температуре обмотки 75 °С | Не менее 1,2 | ____ |
Минимальное значение сопротивления изоляции при 75 °С R60" обмоток электродвигателей мощностью 5000 кВт и более, при котором они могут работать, определяется по формуле:
| R60" = | Uном | ; |
| 1000+0,01 Sном |
Если сопротивление изоляции, определенное по формуле (1), будет ниже 0,5 МОм, то минимальное допустимое значение принимают равным 0,5 МОм. Сопротивление изоляции обмотки уменьшается при увеличении ее температуры. Практически сопротивление изоляции измеряется при температуре обмотки значительно ниже 75 °С. В этих случаях величину R60", полученную по формуле (1), следует пересчитать путем умножения ее на температурный коэффициент, значения которого для интервала температур 10 — 75°С приведены ниже:
| Температура, °С . | 75 | 70 | 60 | 50 | 40 | 30 | 20 | 10 |
| Температурный коэффициент К т | 1 | 1,2 | 1,7 | 2,4 | 3,4 | 4,7 | 6,7 | 9,4 |
Наименьшие значения сопротивления изоляции обмоток электродвигателей мощностью до 5000 кВт включительно в зависимости от температуры приведены ниже:
| Температура, ° С | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 75 |
| Сопротивление изоляции, МОм | 60 | 40 | 30 | 20 | 15 | 10 | 6 |
 |
| Рис. 27. Кривая изменения сопротивления изоляции обмотки в процессе сушки |
Роторы синхронных электродвигателей не подвергаются сушке, если сопротивление изоляции их обмотки при 10 — 30°С превышает 0,2 МОм.
Для проверки состояния изоляции после текущих и капитальных ремонтов, а также ремонтов с частичной или полной перемоткой обмоток необходимо сравнить характеристики изоляции (R60"; R60"/R15"; Кн) с данными предыдущих измерений и испытаний. Если изоляция обмоток не удовлетворяет требованиям, изложенным выше, то электродвигатель необходимо сушить. В процессе сушки удаляется влага, содержащаяся в изоляции обмоток. Сушка электродвигателей может производиться внешним нагревом, нагревом током от постороннего источника питания, потерями в активной стали. Выбор метода сушки зависит от типа электродвигателя, степени увлажненности изоляции и наличия необходимого оборудования. На рис. 27 показана характерная кривая изменения сопротивления изоляции обмотки в процессе сушки.
Перед сушкой электродвигатель продувают сухим сжатым воздухом, проверяют отсутствие посторонних предметов. Сильно отсыревшую обмотку можно сушить только путем внешнего нагрева и лишь в конечной стадии сушки нагревом током. Ориентировочным критерием допустимости сушки током является сопротивление изоляции: 50 кОм для обмотки статора и 20 кОм — для обмотки ротора синхронного электродвигателя.
При любом методе сушки скорость подъема температуры обмотки должна быть не более 4 — 5°С/ч, так как при большей скорости возрастания температуры возможны местные перегревы отдельных частей электродвигателя и повреждения изоляции из за разных коэффициентов линейного расширения меди, изоляции и активной стали. При нагреве электрическим током наибольшая температура в самом горячем месте обмотки или стали должна быть не более 80 °С при измерении термометром, 100 °С при измерении методом сопротивления и 90 °С при измерение терморезистором. При сушке током корпус электродвигателя должен быть заземлен.
При сушке внешним нагревом температура обмотки и стали, измеренная термометром, не должна быть выше 100° С.
В процессе сушки при каждом замере записывают в журнал время, температуру обмотки, сопротивление изоляции и коэффициент абсорбции. При подъеме температуры ее измеряют ежечасно, а при достижении заданной температуры — один раз в два часа.
Потери в сердечнике статора при сушке методом потерь создаются переменным магнитным потоком частотой 50 Гц аналогично испытанию активной стали статора, изложенному в гл. 8.
Перед сушкой проверяют расточку статора, так как наличие в ней посторонних предметов может привести к замыканию пакета и его оплавлению. В процессе подъема температуры индукция должна быть 0,8 — 1,0 Т. При достижении температуры, при которой предполагается сушить электродвигатель, индукцию необходимо уменьшить до 0,4 — 0,6 Т. Ее можно регулировать изменением числа витков подводимого напряжения.
При сушке методом потерь в стали температура лобовых частей обмотки будет ниже, чем температура пазовой части. Поэтому для выравнивания температур в обмотку следует подавать переменный ток, соединив три фазы в разомкнутый треугольник и подав напряжение от части намагничивающей обмотки.
При сушке постоянным током его значение, как правило, равно 50 — 70% номинального. Отключение постоянного тока рубильником или автоматом не рекомендуется во избежание пробоя изоляции вследствие перенапряжения. Выключение необходимо производить плавным снижением подводимого напряжения. В качестве источника тока используют двигатель-генератор. При сушке все три фазы обмотки статора соединяют последовательно. Для возможности регулирования тока в схему питания включают реостат. Среднюю температуру меди обмотки можно определить по формуле
| t2 = | R2 | (235 + t1) - 235, |
| R1 |
Сушку внешним нагревом осуществляют с помощью воздуходувки или электрокалорифера. Мощность нагревателей зависит от объема электродвигателя, температуры окружающего воздуха, расхода воздуха через воздуходувку и др. Для электродвигателей мощностью до 500 кВт мощность воздуходувки ориентировочно можно принять равной 15 — 20 кВт, а для электродвигателей мощностью 500 — 1000 кВт — 20 — 40 кВт. Большее количество тепла при одинаковой мощности необходимо для электродвигателей, имеющих меньшую частоту вращения.
При сушке с помощью воздуходувок и калориферов в нагретом воздухе не должно быть пыли, мусора и влаги. Необходимо предусмотреть меры, предотвращающие образование искр при возможных неисправностях нагревательных элементов и электродвигателя вентилятора.
Температуру поступающего горячего воздуха можно регулировать изменением его расхода. Во время сушки необходимо следить за равномерностью распределения температур. Во избежание перегрева части обмотки, расположенной со стороны подачи горячего воздуха и в верхней части статора, целесообразно установить две воздуходувки с обоих торцов статора. Для уменьшения потерь тепла и более равномерного распределения температур необходимо утеплить электродвигатель теплоизоляционным материалом (асбестовой тканью или листовым асбестом).
В верхней части электродвигателя желательно иметь отверстие, которое периодически открывают для выхода влажного воздуха.
Сушку внешним нагревом можно применить как самостоятельный метод, а также в комбинации с другими методами. Этот метод является единственно возможным при сушке сильно отсыревших обмоток и применяется для электродвигателей всех типов и конструкций.