По видам ремонта различают:
капитальный - ремонт, выполняемый для восстановления исправности и полного или близкого к полному восстановлению ресурса электродвигателя с заменой или восстановлением любых его частей, включая базовые;
средний - ремонт, выполняемый для восстановления исправности и частичного восстановления ресурса электродвигателей с заменой или восстановлением составных частей ограниченной номенклатуры и контролем технического состояния составных частей, выполняемом в объеме, установленном в нормативно-технической документации;
текущий - ремонт, выполняемый для обеспечения восстановления работоспособности электродвигателя и состоящий в замене или восстановлении отдельных частей.
Планирование и подготовка ремонта
Планирование ремонта электродвигателей ведут в соответствии с требованиями "Правил технической эксплуатации электрических станций и сетей" (ПТЭ) по системе планово-предупредительного ремонта (ППР). ППР включает в себя комплекс мероприятий: техническое обслуживание и надзор во время работы; периодическое проведение капитального и текущего ремонта; проведение профилактических испытаний в соответствии с требованиями "Норм испытания электрооборудования".
Периодичность и сроки проведения ремонта электродвигателей увязываются с ремонтом проводимых агрегатов. Это способствует снижению трудозатрат на центровку агрегата с электродвигателем, подготовку рабочего места оперативным персоналом и т.п. Периодичность ремонта определяется графиком, утвержденным главным инженером предприятия.
В соответствии с графиком ремонта ведется подготовительная работа, которая включает в себя: составление графика работ с указанием перечня приспособлений необходимых для ремонта электродвигателей, оснастки и сроков их изготовления или доставки на ремонтную площадку; заготовку необходимых материалов и запчастей; подготовку обеспечения противопожарных мероприятий и мероприятий по технике безопасности; разработку проекта организации специальных работ, составление и согласование его со смежными цехами. Эти работы выполняются как персоналом эксплуатирующей, так и подрядной организацией. Поставку материалов и запчастей обеспечивает эксплуатирующая организация.
До вывода электродвигателей в ремонт все вышеперечисленные подготовительные работы должны быть закончены, ремонтный персонал должен быть укомплектован в бригады, ознакомлен с объемом предстоящих работ и конструктивными особенностями электродвигателей.
Любой вид типового ремонта, для выполнения которого необходимо отсоединение электродвигателя от агрегата и снятие с фундамента, целесообразно выполнять в условиях специальной мастерской. Для доставки электродвигателей в мастерскую следует применять соответствующие транспортные средства, а грузоподъемные средства мастерской должны обеспечивать их разгрузку.
Для выполнения любого вида ремонта прогрессивными методами, обеспечивающими высокую производительность труда и качество ремонта, мастерская должна быть оборудована энергетическими разводками (сжатый воздух, водопровод, электропитание на различных напряжениях) и иметь в своем составе: камеру для пневмогидравлической очистки электродвигателей, установку для мойки деталей, покрасочную и сушильную камеру, стапели для разборки электродвигателей с вертикальным валом, кантователи и подставки для статоров, подставки для установки и проворота роторов, станок для балансировки роторов, станок для изготовления газовых клиньев, сверлильный и заточный станки, комплект съемников (гидравлических и винтовых), комплект приспособлений для извлечений секций обмоток статоров электродвигателей, стеллажи для размещения узлов и деталей при разборке электродвигателей, верстаки для ремонта узлов и деталей электродвигателей.
При отсутствии мастерских для централизованного ремонта электродвигателей для проведения могут быть организованы ремонтные площадки. Под термином "ремонтные площадки" подразумевается свободная площадь, предназначенная для перегрузочных операций и размещения при капитальном ремонте сборочных единиц и деталей оборудования, ремонтных приспособлений и оснастки, а также для выполнения ремонтных операций, которые по условиям технологии необходимо производить вблизи ремонтируемого оборудования. Ремонтные площадки должны быть оборудованы энергетическими разводками и находиться, как правило, в зоне действия грузоподъемного средства.
Выпуск крупных электродвигателей электротехнической промышленностью ориентирован на использование для обмотки статора термореактивной изоляции. Наибольшее распространение получили две системы термореактивной изоляции: изоляция из предварительно пропитанных лент ("Слюдотерм" и ВЭС-2) и изоляция их пористых лент, подвергаемых последующей вакуумнагнетательной пропитке ("Монолит", "Монолит-2", "Монолит-3"). Такие двигатели находят все большее применение на ТЭС и АЭС взамен электродвигателей с микалентной изоляцией.
Практика эксплуатации электродвигателей с изоляцией "Монолит-2" (в частности, двигателей серии СТД, ВАО и АТД2, АТД4) показала, что в них возникают повреждения, требующие ремонта обмоток. Электрические повреждения обмотки статора составляют примерно 48%, механические 16%, повреждения обмотки ротора 36%.
Однако до последнего времени электродвигатели с изоляцией "Монолит-2" считались неремонтопригодными, а при их разработке предполагалась замена поврежденных статоров новыми (предусматривалась система заказов запасных статоров). Предпринимались попытки удаления поврежденной обмотки статора различными способами: механическим, термическим (выжиганием изоляции) и химическим. Удаление обмотки механическим способом связано с очень большими трудозатратами. Использование выжигания связующего ведет к повреждению изоляционного покрытия железа статора и ухудшению магнитных свойств железа (возрастание потерь в железе). Для разложения термореактивного связующего химическим способом (для удаления обмотки и очистки пазов активной стали статора) разработан целый ряд составов. Американскими фирмами разработаны составы на основе хлористых углеводородов. Находят применение и другие типы очистителей, в которых используются агрессивные растворители с добавками поверхностно-активных веществ и щелочей, вызывающих набухание термореактивной изоляции. Это создает дополнительные трудности при извлечении обмотки из пазов.
Способ удаления изоляции обмотки статора электрических машин высокого напряжения на основе способа гидролизного разложения термореактивного связующего оказался наиболее результативным. Его применение позволяет считать ремонтопригодными электродвигатели с изоляцией "Монолит-2". Данный способ заключается в обработке термореактивной изоляции различными водными перегретыми растворами, которые являются активными разбавителями и деструктирующими агентами для многих классов термореактивных материалов. Соответствующее сочетание этих растворителей с органическими и неорганическими добавками позволило получить приемлемый технологический процесс, который успешно опробован на ряде электродвигателей с термореактивной изоляцией на опытной установке и может быть использован в условиях ремонтных мастерских крупных ТЭС и на ремонтных базах.
Рис. 1. Технологическая схема установки для гидролитической деструкции изоляции "Монолит":
1 — бак оборотного водоснабжения; 2 - баллон с углекислотой; 3 - автоклав; 4 — индукционный обогрев; 5 — насос
Основным специфическим оборудованием для оснащения участка по удалению термореактивной изоляции является котел (автоклав), габариты которого должны обеспечивать погружение в него статора наиболее крупного электродвигателя с изоляцией "Монолит-2", имеющегося на ТЭС. На ремонтных предприятиях корпорации, Росэнерго уже накоплен некоторый положительный опыт по удалению термореактивной изоляции. Упрощенная технологическая схема установки приведена на рис. 1.
Процесс разложения изоляции происходит в насыщенном водном растворе углекислоты, которая подается из баллона под давлением 4 * 10s Па (4 кгс/см2) в заполненный водой автоклав с помещенным в нем статором электродвигателя. Расход углекислоты составляет 6 г на 1 л воды. Процесс происходит при температуре 150-200°С и при давлении в автоклаве до 16 • 105 Па в течение 18-20 ч без учета времени набора температуры, которое составляет до 10 ч в зависимости от мощности источника индукционного электрообогрева котла. По истечении времени выдержки отключают обогрев, раствор перекачивают в бак оборотного водоснабжения, где целесообразно утилизировать остатки изоляции, а статор извлекают из котла для демонтажа обмотки. Размягченную в котле обмотку удаляют из пазов статора обычными способами в условиях мастерской. После очистки пазов и проверки состояния активной стали на потери в статор может быть уложена обмотка с термореактивной изоляцией "Монолит-3" (ремтриз).
При монтаже котла в условиях АЭС или ТЭС следует учитывать необходимость размещения его в зоне действия грузоподъемного средства. На существующих электростанциях в качестве приводов насосов главного корпуса используют электродвигатели с термореактивной изоляцией мощностью 250-8000 кВт. Масса обмотанного статора может достигать соответственно 12-22 т.
При проектировании новых ремонтных предприятий в помещении мастерской для ремонта электродвигателей следует предусматривать размещение установки для разложения термореактивной изоляции.
Такая установка может использоваться для разложения термореактивной изоляции электродвигателей, применяемых на ТЭС и в чистой зоне АЭС и располагаться либо на одной из электростанций, либо на производственной базе энергоремонтного предприятия энергосистемы или объединения "Росэнергоремонт", обслуживающего ряд электростанций. При этом габариты котла должны учитывать статор наибольшего электродвигателя с термореактивной изоляцией "Монолит-2" в группе электростанций.
На предприятии "Востокэнергоремонт" после гидролизного разложения изоляции, извлечения обмотки, механической очистки пазов и продувки их сжатым воздухом проверяют активную сталь на потери. Как показал опыт ремонта таких электродвигателей - значение потерь не возрастает. Затем в статор укладывают обмотку с термореактивной изоляцией, изготовленную по специальной технологии, разработанной для применения в условиях ремонтного предприятия, оснащенного специальными нагревателями и термостатами. По этой технологии для витковой изоляции элементарных проводников секций применяют ленты типа ЛСЭП-934-ТП, а для корпусной изоляции - предварительно пропитанные ленты типа ЛСЭН-526 и ЛСГ.
Применение вышеуказанных типов лент предусматривает механизированный способ наложения, т.е. для их намотки могут быть использованы специальные станки. Наложение витковой изоляции выполняют непрерывно на предварительно очищенный, отрихтованный и смотанный в бухту провод.
Намотку изолированного провода в "лодочку" выполняют на специальном шаблоне на намоточном станке, а затем на растяжном станке растяжку секции. При этом формирование столбика витков в прямолинейной части секций достигается за счет применения материала "Препрег" марки П-0,04, накладываемого на всю длину "лодочки" непосредственно перед растяжкой. "Лодочку" разогретую до 90- 100°С в специальных нагревателях растягивают на растяжном станке с одновременной опрессовкой пазовой части до заданного размера.
Корпусную изоляцию на подготовленные секции накладывают комбинированно: с начала изолируют лобовые части на 2/3 длины от головок лентой ЛСГ, а затем на оставшуюся часть секции накладывают необходимое количество слоев ЛСЭН-526. Такой технологический прием позволяет сохранить пластичность лобовых частей секций при укладке обмотки в пазы статора и на протяжении всего срока эксплуатации электродвигателя, т.е. электродвигатель становится ремонтопригодным.
Секции с нанесенной корпусной изоляцией опрессовывают в специальных пресс-формах и подвергают предварительной термообработке в термостате при температуре 155— 160°С в течение 2 ч. После этого секции готовы для укладки в статор. Укладку обмотки в статор выполняют секциями, нагретыми до температуры 85-90°С, что соответствует их максимальной гибкости и снижает вероятность повреждения при укладке.
Крепление лобовых частей обмотки статора выполняют с применением стеклолавсанового шнура, пропитанного в термореактивном компаунде. Уложенную и обвязанную обмотку подвергают окончательной запечке. В процессе укладки обмотки проводят пооперационные испытания и измерения.
Ремонт электродвигателей с изоляцией типа "Монолит-2" путем термического воздействия на поврежденную изоляцию
Ремонтные предприятия ПО «Средазремэнерго» имеют опыт по восстановлению электродвигателей с поврежденной изоляцией типа "Монолит-2" с помощью термической обработки статора.
Для размягчения изоляции статор электродвигателя помещают в печь-термостат и постепенно поднимают температуру до 300 С и выдерживают статор при ней в течение 4-5 ч. При этом происходит деструкция и размягчение связующего состава изоляции обмотки. Затем демонтируют катушки статора, выполняя ряд ремонтно-технологических операций (срезают изоляцию с мест пайки схемы, распаивают схему, выбивают пазовые клинья из пазов, извлекают обмотки из пазов, очищают пазы от остатков изоляции и т.д.).
При восстановлении электродвигателей с изоляцией типа "Монолит-2", обмотки которых были изготовлены из провода типа ПСД, следует обращать внимание на состояние витковой изоляции. У катушек, не имеющих повреждения изоляции, объем восстановительных работ существенно сокращается, так как нагрев сбмотки в термостате не вызывает нарушения изоляции. При необходимости поврежденную витковую изоляцию удаляют, используя различные способы очистки провода от изоляции (проволочные щетки-круги и т.п.). Витковую изоляцию восстанавливают, используя стеклослюдинитовую ленту типа ЛСЭП-934 ТПЛ. Эту же ленту применяют и в качестве корпусной изоляции, пропитывая ее лаком ГФ-957. 32
В качестве витковой изоляции можно также использовать стеклослюдинитовые ленты типа ЛСК-110-ТТ и ЛСК-110-СТ в сочетании с полиэтилентерефталатной пленкой. Последнюю накладывают поверх двух слоев (один слой встык и один в полнахлеста) ленты ЛСК-110 для обеспечения механической прочности. При этом полиэтилентерефта- латная пленка, обеспечивая механическую защиту, при термообработке катушки дает усадку и стягивает находящиеся под ней слои ленты ЛСК-110. Тем самым она "выжимает" газовые включения и влагу, улучшая однородность изоляции и повышая ее электрическую прочность, так как сама полиэтилентерефталатная пленка имеет достаточно высокую электрическую прочность.
Катушки с уложенной витковой и корпусной изоляцией рихтуют на шаблоне, подсушивают в термостате при температуре до 100°С, опрессовывают в пресс-форме их пазовую часть, укладывают в статор по типовой технологии и запекают в печи-термостате при температуре 150°С в течение 6-8 ч.
