Стартовая >> Оборудование >> Эл. машины >> Повреждения электродвигателей на электростанциях

Повреждения электродвигателей на электростанциях

Оглавление
Повреждения электродвигателей на электростанциях
Повреждения активной стали статора
Повреждение роторов синхронных электродвигателей и подшипников

Надежная работа вспомогательных электродвигателей на электростанциях определяет надежность работы всего энергоблока в целом. Эксплуатационная надежность электродвигателей определяется конструкцией и качеством изготовления, условиями эксплуатации, периодичностью и качеством ремонта и др. Характер повреждений и причину отказов электродвигателей в процессе эксплуатации определяют степень надежности основных его узлов: обмотки статора и ротора, подшипников и др. Используя данные об отказах электродвигателей, определяют наименее надежные элементы конструкции и разрабатывают мероприятия по повышению их надежности и долговечности, увеличению межремонтного периода и т. п., а также планируют сроки технического обслуживания и ремонта, периодичность и объем испытаний (электрических, гидравлических, тепловых, механических), номенклатуру запасных частей, расход электротехнических материалов для ремонта и др.
Повреждения обмоток статоров. Срок службы корпусной и витковой изоляции обмоток статоров электродвигателей 6 кВ составляет 20—25 лет. Однако в процессе эксплуатации под действием различных факторов (электрической, тепловой и механических нагрузок, трения, вибрации, воздействия влаги, масла и агрессивных примесей) происходит старение изоляции и срок ее службы может значительно сократиться. Влияние этих факторов зависит от места установки, режима работы и конструктивного исполнения электродвигателей.
Отказ обмотки статора происходит при работе электродвигателя или при проведении профилактических испытаний. Эксплуатационные высоковольтные испытания корпусной изоляции обмотки статора позволяют судить о ее состоянии; так как при этом испытания витковой изоляции не производятся, то ремонтный персонал не получает данных о ее состоянии. Образовавшееся витковое замыкание приводит к сильному локальному нагреву и, как следствие, к тепловому пробою корпусной изоляции.
С повышением температуры обмотки статора происходит интенсивное старение витковой и корпусной изоляции. Она теряет эластичность и становится хрупкой. Местные перегревы могут возникнуть из-за дефектов активной стали и некачественных паек. При оценке срока службы изоляции принимают, что для изоляции класса В срок ее службы сокращается вдвое с повышением температуры обмотки на 10 °С.
На электродвигателях типа ДАЗО имело место разрушение изоляции выводных проводников, соединяющих обмотку с выводами, вследствие их интенсивного нагрева из-за недостаточного сечения меди. Под действием повышенной температуры изоляция стала хрупкой. Повреждению способствовали также перемещения проводников под действием электродинамических усилий (например, при пусках электродвигателя) из-за недостаточно жесткого их крепления в корпусе статора.
Коммутационные перенапряжения возникают при включениях и отключениях электродвигателей. Вследствие этого на изоляцию катушек, расположенных ближе к выводам, действует большее напряжение, чем при нормальном режиме. Повреждение изоляции обмотки статора может происходить при длительной работе электродвигателя на двух фазах.
Однофазные замыкания на землю в сети 6 кВ собственных нужд также могут явиться причиной пробоя изоляции обмоток статоров нескольких электродвигателей, питающихся от этой сети, так как их изоляция оказывается при этом под линейным напряжением, превосходящим фазное в 1,73 раза.
К пробою изоляции может также привести местное или общее увлажнение изоляции и наличие агрессивных примесей в окружающей среде: паров кисло-щелочей, масла и др. Увлажнение обмотки статора может произойти из-за нарушения герметичности воздухоохладителей тина вода — воздух; появления воды на наружных поверхностях трубок воздухоохладителей, вызванного конденсацией паров при подаче в воздухоохладитель слишком холодной воды; нарушения герметичности системы непосредственного водяного охлаждения; протечек арматуры тепломеханического оборудования и сальниковых уплотнений насосов; попадания атмосферных осадков в двигатель и коробку выводов; попадания воды в систему вентиляции; при гидроуборке помещений.
В связи с маневренностью энергоблоков, работающих в режимах регулирования нагрузки, и с остановами в резерв на выходные дни значительно увеличилось количество пусков электродвигателей собственных нужд, что отрицательно сказалось на состоянии крепления обмотки в пазовой и лобовой частях. При пуске электродвигателей с короткозамкнутым ротором возникают толчки тока, в 5—7 раз превышающие его номинальные значения, которые создают в обмотке большие динамические усилия. Эти усилия (до 50-кратного значения номинальных) сказываются преимущественно на лобовых частях обмотки статора, вызывая их деформацию и появление местных дефектов изоляции в виде трещин. Дефекты чаще образуются в местах выхода секций из паза, где возникают наибольшие механические напряжения в изоляции при деформации лобовых частей. Еще большие электродинамические усилия возникают при пусках электродвигателей с приводом, вращающимся в обратном направлении (например, вследствие пропусков шиберов, задвижек и др.).
Недостаточно жесткое крепление отдельных элементов обмотки статора электродвигателей, работающих в режимах частых пусков, приводит к усталостным повреждениям меди проводников катушечных перемычек, выводов и др. Усталостные трещины появляются без заметной пластической реформации. Анализ многочисленных изломов межкатушечных перемычек обмотки статора электродвигателей типа ДАЗО 13-50-4, СДМЗ-20- 49-60 и АНЗ-16-44-12 показывает, что профиль излома состоит из двух четко выраженных областей: одной — с грубой шероховатой кристаллической поверхностью, являющейся усталостной зоной, другой — с гладкой бархатистой поверхностью, являющейся зоной мгновенного разрушения.
Деформация лобовых частей обмотки статору
Рис. 2. Деформация лобовых частей обмотки статору
Одна из причин, способствующая  этому процессу,— изменение структуры меди вследствие отклонения технологического режима пайки меди медно-фосфористым припоем. Поэтому при перемотках обмоток статоров с использованием старой меди (замена корпусной и витковой изоляции) необходимо тщательно контролировать и осматривать выводные концы катушек и не допускать пережога меди при пайке.
Некачественный ремонт или технически необоснованное увеличение межремонтного периода приводит к резкому ухудшению состояния крепления обмотки. В процессе эксплуатации при работе электродвигателя в анормальном режиме могут возникнуть необратимые деформации обмотки, вызывающие большие повреждения и необходимость ее полной перемотки с заменой изоляции (рис. 2). Амплитуды колебаний и перемещений элементов обмотки при ослаблении ее крепления увеличиваются, что ведет к дальнейшему ослаблению и обрыву шнуровых бандажей, ослаблению и выпаданию подклиновых прокладок и пазовых клиньев, деформации бандажных колец, перетиранию изоляции в местах контакта с активными частями и деталями крепления.
В процессе эксплуатации иногда повреждается корпусная изоляция катушек в пазовой части из-за некачественной шихтовки сердечника статора, если отдельные острые кромки сегментов активной стали выступают в паз при выкрашивании отдельных листов (особенно крайних пакетов). Это происходит из-за того, что лист магнитной стали, вибрируя в переменном магнитном поле, перерезает изоляцию до меди. Механические повреждения изоляции обмотки статора «происходят также вследствие попадания посторонних предметов в двигатель.



 
« Повреждения электродвигателей АЭС   Повреждения электродвигателей с термореактивной изоляцией »
электрические сети