Стартовая >> Оборудование >> Эл. машины >> Тепловизионное диагностирование электрических машин

Перегревы - таблица 3 - Тепловизионное диагностирование электрических машин

Оглавление
Тепловизионное диагностирование электрических машин
Таблицы
Перегревы - таблица 3
Выявление дефектов на выводах и в ТТ
Выявление местных нагревов активной стали турбогенераторов и крупных электрических машин
Рекомендуемые сроки устранения дефектов

Таблица 3. Некоторые признаки и причины перегревания электрических машин и их частей, рекомендации по устранению перегревов



п/п

Перегретые части, диагностические признаки, сопутствующие перегреву

Возможная причина перегрева

Рекомендации по устранению перегрева

1.

2.

3.

4.

1. Электрические машины всех видов:

1.1

Равномерно перегрета вся машина. Других признаков ненормальной работы нет

  1. машина перегружена;
  2. ЭД, предназначенный для кратковременной или повторно - кратковременной работы (например, крановый), эксплуатируется в продолжительном режиме;
  3. засорены вентиляционные пути машины, активная часть и обмотки покрыты теплоизолирующим слоем мелких волокон и пыли;
  4. направление вращения машины, имеющей вентилятор с наклонными лопастями, выбрано неправильно, что снижает подачу воздуха:
  5. воздушный канал или трубопровод

(у машин с подводимым извне охлаждающим воздухом) обладает недостаточным сечением или же имеет слишком много изгибов;

  1. засорились воздушные фильтры;
  2. неисправен воздухоохладитель
  1. при отсутствии искрения щеток, усилить вентиляцию машины;
  2. соблюдать режим работы, установленный заводом- изготовителем;
  3. тщательно очистить машину и продуть ее сухим сжатым воздухом. При продувании не пользоваться металлическими мундштуками с острыми краями, т.к. ими можно повредить изоляцию обмоток. Следить за тем, чтобы пыль выдувалась из машины, а не перегонялась из одной ее части в другую;
  4. изменить направление вращения машины или переставить лопасти вентилятора;
  5. увеличить площадь сечения канала или трубопровода до нужной величины, устранить излишнее число изгибов;
  6. очистить от пыли и грязи матерчатые фильтры;
  7. отсутствие тепловой изоляции воздухопровода выходящего воздуха в машинах с замкнутой системой вентиляции повышает нагрев машины. В этих случаях рекомендуется установить тепловую изоляцию на выходном воздухопроводе

1.2

Перегрев
подшипников
скольжения

  1. недостаточна подача масла (у машин с кольцевой смазкой - из-за защемления смазочных колец, слишком медленного вращения смазочных колец, их намагничивания или деформации, загустевшего масла, низкого уровня масла в па "шитиках);
  2. недостаточная подача масла (у машин с принудительной смазкой (от масляного насоса) - из-за засорения маслопровода или масляного фильтра, неисправности маслонасоса, малого сечения напорного маслопровода, понижения уровня масла в напорном баке)
  1. проверить состояние смазочных колец, деформированные кольца выпрямить или заменить новыми, стальные кольца заменить латунными, загустевшее масло заменить новым, проверить уровень масла по маслоуказателю;
  2. проверить состояние маслопроводов, масляного фильтра и маслонасоса, проверить сечения фланцевых соединений и диафрагмах маслопровода и при необходимости увеличить их до проектных размеров

1.

2.

3.

4.

1.2

Перегрев
подшипников
скольжения

  1. масло загрязнено пылью, попавшей в масляные камеры подшипников, ржавчиной от маслопроводов и т. п.;
  2. в масло попадает вода через неплотности в маслоохладителе, а в турбогенераторах - через подшипники турбины и сильно парящие уплотнения;
  3. масло плохо охлаждается в маслоохладителе из-за недостаточного количества охлаждающей воды или слишком высокой ее температуры;
  4. используется масло непроектной марки;
  5. слишком малый зазор между шейкой вала и вкладышем подшипника или плохо пригнан вкладыш;
  6. шейка вала стала шероховатой из-за протекания подшипниковых токов или из-за недоброкачественного масла;
  7. материал заливки вкладыша подшипника (баббит) не соответствует условиям работы последнего, некачественно выполнена заливка вкладыша;
  8. искривлен вал или его шейки, некачественный монтаж (центровка) машины;
  9. неправильно распределены нагрузки на подшипники многомашинного агрегата (при наличии одноопорных роторов). При неправильной ценпровке подобных агрегатов некоторые подшипники могут воспринимать большую нагрузку за счет разгрузки смежных подшипников, при этом более нагруженные подшипники будут перегреваться. При правильном первоначальном монтаже агрегата этот дефект может возникнуть в процессе эксплуатации: например, при подплавлении заливки одного из подшипников, вследствие ее размягчения, уровень какой-либо шейки вала может понизиться, в этом случае будут перегружены подшипники.
  1. очистить и промыть всю масляную систему (маслопроводы, фильтр и т.п.), очистить масляные камеры подшипников и покрасить их маслостойкой эмалевой краской, сменить масло, уплотнить подшипники;
  2. ликвидировать неплотности в маслоохладителе, не допускать сильного парения уплотнений турбины, провести химический анализ масла;
  3. увеличить подачу охлаждающей воды и принять меры к снижению ее температуры;
  4. марку масла выбирать в соответствии с рекомендациями завода-изготовителя электрических машин;
  5. установить зазор в соответствии с рекомендациями завода-изготовителя электрических машин. Пригонку вкладыша считать удовлетворительной, если следы приработки ("натиры") образовались равномерно по всей длине нижнего вкладыша на дуге 25-30°;
  6. шейку вала прошлифовать, выполнить мероприятия по устранению подшипниковых токов, выполнить анализ пробы масла, при неудовлетворительных результатах, заменить масло;
  7. перезалить вкладыш в соответствии с рекомендациями завода-изготовителя электрических машин;
  8. искривление вала устранить специальной правкой, проверить центровку машины;
  9. перецентровать многоопорный агрегат

1.

2.

3.

4.

1.2

Перегрев
подшипников
скольжения

  1. чрезмерно велико радиальное давление на подшипник из-за слишком сильного натяжения ремня или одностороннего магнитного при тяжения между ротором и статором;
  2. возникло осевое давление на подшипники, вызванное сдвигом ротора или недостаточными зазорами между торцами вкладышей подшипников и гантелями вала, препятствующими его свободному тепловому расширению;
  3. повышенная вибрация ротора электрических машин
  1. отрегулировать радиальное давление на подшипник, одностороннее магнитное притяжение устранить регулировкой зазора между ротором и статором (иногда для этого необходима перезаливка вкладышей подшипников);
  2. устранить осевой сдвиг ротора, обеспечить необходимые зазоры между торцами вкладышей и гантелями вала;
  3. найти и устранить причину повышенной вибрации ротора

1.3

Перегрев
подшипников
качения

  1. подшипник и/или смазка загрязнены пылью или какими-1 и другими мелкими частицами;
  2. избыток смазки в подшипнике (у быстроходных машин вызывает повышенные потери на трение);
  3. слишком велико трение между уплотняющей набивкой и валом;
  4. в подшипнике отсутствуют осевые зазоры, необходимые лля компенсации температурного удлинения вала (например, внешнее кольцо подшипника упирается в крышку подшипника, либо слишком тугая посадка внешнего кольца в подшипниковом щите. В этих случаях увеличивается осевое усилие в подшипнике, что не только вызывает его перегрев, ни и грозит механическим повреждением подшипникового узла. При подобном дефекте, ротор легко проворачивается в холодном подшипнике и ею "заклинивает" в нагретом состоянии);
  5. изношены или разрушены детали подшипника;
  6. слишком велика нагрузка на подшипник (неправильно выбран подшипник), слишком туго натянут передаточный ремень передачи;
  7. подшипник неправильно установлен, центровка электрических машин с сопряженным с ней механизмом или другой электрических машин выполнена некачественно
  1. удалить из подшипника старую смазку, промыть его и заложить новую;
  2. уменьшить количество смазки в подшипнике;
  3. проверить правильность установки набивки и, в случае необходимости, ослабить ее плотность или заменить новой;
  4. установить необходимые осевые зазоры либо с помощью прокладок между крышкой подшипника и его корпусом, либо соответствующей проточкой крышки подшипника. При слишком тугой посадке внешнего кольца, необходимо слегка расшабрить посадочное место в подшипниковом щите;
  5. заменить подшипник;
  6. проверить соответствие подшипника заводским данным, ослабить натяжение ремня;
  7. проверить установку подшипника и центровку

Перегревы коллектора, контактных колец и щеточного аппарата *:

1.4

Коллектор и щетки сильно нагреваются, щетки сильно вибрируют и шумят, коллектор почернел на всей окружности или на большей ее части, поверхность коллектора испещрена бороздками (волнообразна). Примечание: см. ниже

  1. коллектор негладкий или бьет, под действием центробежных сил коллектор деформирован;
  2. отдельные коллекторные пластины выступают, между пластинами коллектора выступает изоляция (это нередко наблюдается у быстроходных машин - например, у возбудителей турбогенераторов);
  3. затяжка коллектора ослабла;
  4. неправильно поставлены щетки, вследствие чего коллектор изнашивается неравномерно
  1. проверить биение коллектора, при необходимости обточить;
  2. продорожить изоляцию между пластинами;
  3. подтянуть коллектор;
  4. правильно установить щетки на электрическую нейтраль в соответствии с инструкцией по эксплуатации машины или методической литературой

1.5

Арматура и медные проводники отдельных щеток сильно нагреваются, щетки искрят, края щеток раскаляются и обгорают. Примечание: теоретически щепки должны работать так, чтобы каждая из них была нагружена по току одинаково. Средняя плотность тока подвижного контакта, на которую рассчитаны щетки, практически не зависит от типа электрических машин и не должна превышать 10 А/см2 [91]. Тем не менее, во многих итера- турных источниках подчеркивается, что настройке щеточного аппарата в эксплуатации уделяется недостаточное внимание (см., например, [61]). Вместе с тем, настройка щеточного аппарата является трудоемкой операцией, связанной с многократным измерением тока через каждую щетку. Применение термографии позволяет облегчить и ускорил, эту операцию путем быстрого выявления наиболее нагруженных и ненагруженных щеток последующей их настройкой (выравниванием температуры), что значительно сократит  затраты. Окончательную подстройку и проверку можно выполнить  традиционными методами

  1. плохие контакты в щеточном аппарате и цепях токоподводов щеток (плохой контакт в токосборных кольцах, ослаблены стяжные болты, загрязнены или окислены контактные поверхности в местах соединения бракетов щеткодержателей и токосборных колец, между щеткодержателями и бракетами, между щетками и щеткодержателями) вследствие чего имеет место неравномерное распределение тока между отдельными щетками;
  2. щетки не могут свободно двигаться в обойме щеткодержателя, что ухудшает контакт между контактными кольцами (коллектором) и щетками;
  3. щетки слабо прижаты к коллектору или контактным кольцам;
  4. ток неравномерно распределяется между отдельными щетками (это может быть вызвано плохим контактом в цепи щеткодержателей и токоподводов, неодинакового нажатия щеток, применения щеток различных марок, недостаточной запрессовкой токоподводов в щетках)
  1. проверить, вычистить и привести в надлежащее состояние все контакты токопроводящей и токосборной систем: между бракетами щеткодержателей и токосборными кольцами, между токоподводящими проводниками и токосборными кольцами, между щеткодержателями и стержнями щеткодержателей, между щетками и щеткодержателями. Места плохого контакта обычно легко обнаруживаются при наружном осмотре по цветам побежалости. Пришлифовать щетки к контактным кольцам или коллектору стеклянной шкуркой (применять для шлифовки наждачную бумагу нельзя);
  2. поставить щетки такого размера, чтобы они свободно двигались и не заклинивались в обойме щеткодержателя, при необходимости припилить и пришлифовать щетки. Нормальный зазор между щеткой и обоймой составляет 0,2-0,3 мм;
  3. отрегулировать нажатие щеток по заводским нормам;
  4. отревизовать все контакты щеточной траверсы, токоподводов щеткодержателей и щеток. Отрегулировать равномерное нажатие щеток в соответствии с заводской документацией, применять щетки только одной марки, в отсутствия одинаковых щеток для всей машины, распределить щетки так, чтобы на каждом контактном кольце или в группе щеток были установлены щетки одной марки. Допускается четырехкратный разброс тока между параллельно работающими щетками

2. Машины постоянного тока:

Перегревы обмотки якоря

2.1

Вся обмотка якоря нагревается равномерно, наблюдается склонность к искрению, генератор отдает, а ЭД потребляет ток больше номинального, частота вращения двигателя меньше номинальной, несмотря на номинальное напряжение в сети (последнее не относится к двигателям со смешанным возбуждением, у которых с увеличением нагрузки частота вращения может повышаться)

• машина перегружена

  1. при отсутствии искрения щеток, усилить вентиляцию машины;
  2. соблюдать режим работы, установленный заводом-изготовителем

2.2

При номинальной нагрузке машины частота вращения меньше номинальной, вся обмотка якоря нагревается равномерно

• ухудшены условия вентиляции машины

• довести частоту вращения машины до номинальной: у генераторов - увеличив частоту вращения первичного двигателя или изменив подбор шкивов при ременной передаче, у двигателей - увеличив регулировочное сопротивление в параллельной обмотке, т.е. ослабив поле

2.3

Обмотка якоря сильно нагревается даже у ненагруженной машины и щетки одного полюса искрят сильнее щеток других полюсов

• плохая центровка якоря, при которой зазор между якорем и отдельными полюсами неодинаков. Это может иметь место вследствие выработки подшипниковых вкладышей или неравномерного оседания фундамента у крупных машин (когда подшипниковые стояки установлены не на общей фундаментной плите со станиной машины), а также из-за плохой центровки якоря при монтаже машины. Неравномерность зазора между якорем и полюсами приводит к тому, что магнитное поле становится неоднородным и в отдельных ветвях обмотки якоря индуктируются различные э.д.с.,  вследствие чего возникают внутренние уравнительные токи. При значительной неравномерности зазоров уравнительные токи (особенно в машинах с небольшим числом уравнительных соединений) служат причиной сильного нагрева якоря и искрения щеток

• перезалить вкладыши подшипников или заменить их новыми. Отрегулировать зазоры между якорем и полюсами не нарушая центровку якоря с сопряженной машиной

1.

2.

3.

4.

2.4

Сильные местные нагревы обмотки якоря, искрение щеток, генератор плохо возбуждается, ЭД плохо идет в ход или работает с ненормальной частотой вращения

  1. некоторые соседние пластины коллектора замкнуты заусенцами, не удаленными после обточки коллектора;
  2. между петушками коллектора или хомутиками имеется замыкание, например, наплывами припоя, не удаленными после пайки;
  3. в одной или нескольких якорных катушках имеется междувитковое замыкание
  1. осторожно удалить все заусенцы острым шабером, отшлифовать коллектор стеклянной шкуркой, в случае надобности - обточить;
  2. осмотреть все петушки и хомутики, устранить замыкания;
  3. поврежденные якорные катушки заменить новыми или перемотать

2.5

Катушки полюсов обмотки якоря нагреваются равномерно. Щетки одного полюса искрят сильнее других полюсов. Генератор выдает номинальное напряжение только при повышенной частоте вращения, ЭД при номинальном напряжении и номинальном сопротивлении регулировочного реостата вращается слишком быстро

• неправильное чередование главных полюсов вследствие неправильного соединения одной или нескольких катушек, что искажает магнитное поле и вызывает появление в якоре уравнительных токов

• найти неправильное соединение и устранить неправильное чередование полюсов

2.6

То же, что и в предыдущем пункте, но катушки полюсов нагреваются неравномерно

• межвитковое замыкание в одной или нескольких катушках главных полюсов искажает магнитное поле

• найти и устранить межвитковое замыкание

2.7

При возбуждении генератора от постороннего источника якорь тотчас же после включения возбуждения сильно нагревается, причем отдельные катушки нагреваются неравномерно. Генератор плохо возбуждается. ЭД плохо идет в разгон, в некоторых случаях, якорь с трудом разворачивается или разворачивается с толчками

  1. межвитковое замыкание в одной или нескольких якорных катушках;
  2. заусенцы, образовавшиеся при обточке коллектора, вызвали короткое замыкание обмотки якоря через пластины коллектора;
  3. вследствие соединения между отдельными петушками или хомутиками произошло короткое замыкание обмотки якоря
  1. найти и устранить межвитковое замыкание;
  2. осторожно удалить все заусенцы острым шабером, отшлифовать коллектор стеклянной шкуркой, в случае надобности - обточить;
  3. осмотреть все петушки и хомутики, устранить замыкания, затекший припой осторожно удалить

Перегревы обмотки возбуждения Л:

2.8

Все катушки полюсов равномерно нагреваются выше нормы, ЭД при номинальном напряжении сети вращается слишком медленно

• слишком велик ток возбуждения, добавочное сопротивление в цепи возбуждения параллельной обмотки мало или отсутствует

• отрегулировать добавочное сопротивление так, чтобы при номинальной нагрузке и номинальном напряжении сети, частота вращения ЭД соответствовала номинальной

2.9

Все катушки полюсов равномерно нагреваются выше нормы, генератор при номинальной частоте вращения дает слишком высокое напряжение

• слишком велик ток возбуждения, регулятор возбуждения неисправен или не соответствует машине

• проверить исправность регулятора возбуждения, если неисправностей в нем не обнаружено, заменить регулятор другим, с большим сопротивлением

1.

2.

3.

4.

2.10

Некоторые катушки сильно нагреваются, часть катушек остается холодной. Щетки искрят. Якорь нагревается

  1. междувитковое замыкание в одной или нескольких катушках полюсов;
  2. ошибочное соединение или замыкание параллельной обмотки с обмоткой добавочных полюсов или с последовательной обмоткой, вследствие чего часть катушек шунтируется и ток возбуждения увеличивается
  1. найти неисправную катушку, отремонтировать ее или заменить новой;
  2. найти место соединения или замыкания и устранить его

3. Асинхронные машины:

Перегревы активной стали статора4:

3.1

Активная сталь статора равномерно перегрета, хотя нагрузка машины не превышает номинальной

• напряжение сети выше номинального

• снизить напряжение сети до номинального, если это невозможно, то усилить вентиляцию двигателя

3.2

Повышенный местный нагрев активной стали при холостом ходе двигателя и номинальном напряжении сети

  1. между отдельными листами активной стали имеются местные замыкания, вызванные заусенцами, образовавшимися при опиловке, или же из-за задевания ротора о статор во время работы двигателя;
  2. возникло соединение между стяжными болтами и активной сталью не менее, чем в двух точках;
  3. зубцы активной стали в отдельных местах выгорели и оплавились вследствие пробоя обмотки на корпус и коротких замыканий в обмотке статора
  1. удали гь заусенцы, обработать места замыкания острым напильником, разъединить замкнутые листы стали и пролакировать их изоляционным лаком воздушной сушки;
  2. восстановить изоляцию стяжных болтов или заменить поврежденные болты новыми, в большинстве случаев для этого необходимо выполнить частичную или полную перемотку обмотки статора;
  3. вырубить и вырезать поврежденные места, между отдельными листами активной стали проложить тонкий электрокартон и пролакировать их изоляционным лаком Такой способ ремонта обычно дает хорошие результаты при тщательном изолировании друг от друга отдельных листов стали для предотвращения образования новых замыканий. При большом числе повреждений стали необходимо выполнить ее полную перешихтовку, что связано с перемоткой статора. До укладки обмотки, отремонтированную активную сталь необходимо испытать на отсутствие замыканий между листами по методике, изложенной в ГКД 3420.302-2000, ГКД 34.45.502-96

 

Перегревы обмотки статора

3.3

Обмотка статора равномерно перегрета

  1. напряжение на зажимах двигателя ниже номинального, вследствие чего по ней протекает повышенный ток;
  2. обмотка статора соединена не звездой, а треугольником
  1. повысить напряжение до номинального или снизить нагрузку;
  2. соединить обмотку статора звездой

3.4

Сильные местные перегревы обмотки статора, сила тока в отдельных фазах неодинакова, ЭД сильно гудит и развивает пониженный крутящий момент, на холостом ходу сила тока может превышать номинальную

  1. междувитковое замыкание в обмотке статора;
  2. неправильно соединены катушки одной фазы, одна или несколько катушек "перевернуты" (включены с противоположной полярностью);
  3. обмотка одной фазы имеет замыкания на землю в двух местах;
  4. короткое замыкание между двумя фазами
  1. найти место замыкания и устранить;
  2. соединить катушки с правильной полярностью;
  3. найти место замыкания и устранить;
  4. найти место замыкания и устранить

Перегревы обмотки ротора

3.5

Ротор, а иногда и статор перегреваются, ЭД гудит, ток в статоре сильно пульсирует. Нагруженный ЭД плохо идет в разгон и не развивает номинальной частоты вращения, момент вращения меньше номинального

  1. плохой контакт в пайках лобовых частей обмотки ротора или ее нулевой точке (в двигателях с фазным ротором), в соединениях между стержнями обмотки ротора или в соединениях между параллельными группами (в двигателях с фазным ротором);
  2. плохой контакт в соединениях обмотки ротора с контактными кольцами (для двигателей с фазным ротором);
  3. плохой контакт в щеточном аппарате или же ослабли контакты узла для короткого замыкания ротора (в электрических машинах с короткозамкнутым ротором) и подъема щеток вследствие механической неисправности, загрязнения или попадания масла (для двигателей с фазным ротором);
  4. плохой контакт в соединениях между контактными кольцами и пусковым реостатом (для двигателей с фазным ротором);
  5. плохой контакт в пусковом реостате, например, из-за неплотного прилегания щеток (для двигателей с фазным ротором);
  6. плохой контакт между стержнями короткозамкнутого ротора и коротко замыкающими кольцами из-за отрыва стержней от коротко замыкающих колец или разрыва последних (в одном или двух местах). В некоторых случаях наблюдается разрыв отдельных стержней в пазовой части ротора
  1. тщательно проверить все пайки обмотки ротора, подозрительные перепаять. Если наружным осмотром не удается обнаружить место плохой пайки, то произвести проверку паек методом падения напряжения или микроомметром;
  2. проверить контакты токоподводов в местах их соединения с обмоткой ротора и контактными кольцами;
  3. найти место плохого контакта и устранить;
  4. проверить исправность контактов в местах присоединения соединительных проводов к выводам ротора и пускового реостата;
  5. проверить и почистить контакты и щетки пускового реостата;
  6. найти место обрыва, перепаять его или заменить лопнувший стержень ротора

1.

2.

3.

4.

3.6

ЭД с фазным ротором без нагрузки идет в ход при разомкнутой цепи ротора. При пуске в ход с нагрузкой ЭД медленно разворачивается и ротор сильно нагревается

• короткое замыкание между соседними хомутиками соединений в лобовых частях или в пазовой части обмотки ротора, замыкание на землю обмотки ротора п двух местах

• тщательно проверить, не касаются ли друг друга соседние хомутики соединений в лобовых частях, если касаются, то разогнуть их. Проверить, нет ли соединения между хомутиками оставшимся после пайки оловом, наплывы олова удалить. Измерить сопротивление изоляции обмотки ротора и в случае замыкания на землю обмотки ротора или контактных колец, устранить его. после определения кори незамкнутой части обмотки заменить поврежденные катушки (секции) новыми или перемотать их. Не ограничиваться частичной переизолировкой, т.к. перегрев повреждает в большинстве случаев всю изоляцию короткозамкнутых обмоток, что грозит в дальнейшем новыми короткими замыканиями

4. Синхронные машины:

Перегревы активной стали статора

4.1

Активная сталь равномерно перегрета, хотя нагрузка генератора не превышает номинальной

  1. генератор работает с перевозбужением (напряжение выше номинального). С повышением напряжения увеличиваются потери в стали, что и служит причиной ее перегрева. Одновременно наблюдается также повышенный нагрев обмотки статора и обмотки возбуждения (см. ниже);
  2. генератор вращается с частотой вращения ниже номинальной, вследствие неисправности первичного двигателя (у отдельно работающего генератора) или понижения частоты сети (у генератора, работающего в сети)
  1. снизить напряжение до номинального;
  2. принять меры для установления номинальной частоты вращения

4.2

Сильные местные перегревы активной стали на холостом ходу и номинальном напряжении генератора

• см. соответствующий пункт данной таблицы, касающийся асинхронных электродвигателей

• см. соответствующий пункт данной таблицы, касающийся асинхронных электродвигателей

Перегревы обмотки статора *:

4.3

Вся обмотка равномерно перегрета

  1. машина перегружена;
  2. неисправен воздухоохладитель;
  3. см. предыдущий пункт настоящей таблицы
  1. снизить нагрузку и/или усилить вентиляцию машины;
  2. найти неисправность и устранить;
  3. см. предыдущий пункт настоящей таблицы

4.4

Часть обмотки статора перегрета, междуфазные напряжения неодинаковы, генератор сильно гудит

  1. междувитковое замыкание в обмотке статора;
  2. обмотка одной фазы имеет замыкания на землю в двух местах;
  3. короткое замыкание между двумя фазами
  1. найти место замыкания и устранить;
  2. найти место замыкания и устранить;
  3. найти место замыкания и устранить

 

 

Перегревы обмотки возбуждения

 

4.5

Обмотка возбуждения нагрета выше нормы, ток возбуждения больше номинального

  1. генератор работает с напряжением выше номинального или частотой вращения ниже номинальной;
  2. генератор работает с пониженным коэффициентом мощности, т.е. его реактивная мощность слишком велика;
  3. междувитковое замыкание в обмотке возбуждения или замыкание ее на корпус в двух точках
  1. снизить ток возбуждения генератора;
  2. снизить реактивную нагрузку или принять меры к улучшению коэффициента мощности; заменить слабо нагруженные двигатели нагрузки менее мощными, отключить двигатели, работающие на холостом ходу, при параллельном включении нескольких трансформаторов следить за тем, чтобы все трансформаторы работали с полной нагрузкой, а липшие были выключены; установить конденсаторы для повышения коэффициента мощности или синхронный компенсатор и т. п.);
  3. найти место замыкания и устранить

 

 

5. Местные перегревы в турбогенераторах:

 

5.1

Перегрев ребер и поперечных стенок корпуса статора, нажимных плит активной стали и шпонок крепления плит

• перегревы вызваны блуждающими токами, вызываемыми потоками рассеяния, выходящими за пределы активной стали статора. Эти токи возникают при работе активной стали при повышенной магнитной индукции (при повышении напряжения статора более 5% сверх номинального). При этом, вследствие насыщения стали, часть основного магнитного потока машины (поток рассеяния) выходит за пределы сердечника статора и замыкается через конструктивные металлические элемента корпуса статора (см. рис. 5). Потоки рассеяния вызывают появление блуждающих токов, причем токи, текущие вдоль ребер статора, замыкаются, в основном, через торцевые части корпуса статора: поперечные стенки, нажимные плиты, крайние пакеты сердечника статора Блуждающие токи могут достигать больших значений и вызывать сильные перегревы вышеуказанных частей машины. Особенно сильно могут нагреваться шпонки (см. рис. 6), крепящие нажимные плиты (шпоночное крепление плит встречается в некоторых старых типах турбогенераторов) и сегменты крайних пакетов сердечника статора в местах их соприкосновения с "ласточкиными хвостами" ребер (см. рис. 6). В некоторых случаях нагрев этих частей может вызвать даже их оплавление и появление искр. Следует отмстить, что причины нагревов вышеуказанных частей могут быть и другими (см. ниже)

  1. радикальным способом устранения и уменьшения перегревов является работа машины на номинальном напряжении (без перевозбуждения);
  2. для уточнения диагноза, необходимо выполнить испытания машины в режимах холостого хода и короткого замыкания (см. ниже)

 

1.

2.

3.

4.

5.2

Перегрев щитов, стенок и обшивки корпуса, внутренних щитов и болтов, крепящих щиты к корпусу статора

• магнитный поток вытесняется за пределы сердечника статора. На рис. 7 показаны магнитные силовые линии потока рассеяния, ответвляющегося в конструктивные части турбогенератора, который вызывает вихревые токи, нагревающие его конструктивные часта. Из рисунка видно, что магнитные силовые линии потока рассеяния концентрируются в окрестностях вала ротора, а также во внутренних щитках вблизи вентилятора, поэтому в этих местах могут быть наиболее сильные нагревы. Учитывая это, детали, находящиеся в этих местах (уплотнения и диффузоры), обычно выполняются из немагнитных материалов

  1. для уменьшения нагревов щитов вблизи вала ротора, а также внутренних щитков, рекомендуется увеличить размеры вставок из немагнитных материалов;
  2. стальные болты следует заменить латунными

5.3

Перегрев лобовых частей обмотки статора, нажимных плит сердечника статора, шпонок, крепящих плиты, подшипниковых щитов статора и крайних пакетов сердечника

• перегрев вызван потоками рассеяния лобовых частей обмотки статора. Магнитные силовые линии потока рассеяния лобовых частей обмотки статора замыкаются по пути, показанном на рис. 8. Степень нагрева конструктивных элементов возникающими при этом вихревыми токами зависит от конфигурации и параметров магнитного поля вблизи лобовых частей обмотки статора, т.е. в значительной мере от конструкции лобовых частей, а также материала нажимных плит и бандажей обмотки ротора (т.н. капп). Так, очень большому нагреву подвержены эвольвентные лобовые части обмоток турбогенераторов старых типов, выполненные в виде массивных вилок. Их нагрев, подчас приводящий к обугливанию изоляции и нарушению паек лобовых частей, может вызвать повреждение машины. Значительному нагреву подвергаются нажимные плиты, если они выполнены из обычной (магнитной) стали и подшипниковые щиты статора, особенно в местах локализации магнитного потока рассеяния. Шпонки, крепящие нажимные плиты, могут нагреваться от токов, индуктированных потоком рассеяния в замкнутых контурах, состоящих, например из нажимной плиты, шпонки, болтов, крепящих лобовые части и металлической накидки на лобовой части. Нагревают шпонки также и вихревые токи, вызванные теми же потоками рассеяния

  1. устранение или уменьшение перегревов возможно лишь путем сложных конструктивных изменений. Так, в современных турбогенераторах это достигнуто благодаря применению двухслойных статорных обмоток с укороченным шагом и конусным расположением лобовых частей, отставленных бандажей ротора или бандажей, выполненных из немагнитной стали, нажимных плит из немагнитного материала, а также благодаря отказу от применения шпонок для крепления нажимных плит;
  2. простым средством устранения и снижения перегревов, является снижение токовой нагрузки машины;
  3. т. к. перегрев шпонок, нажимных плит и крайних пакетов сердечника статора возможен и от других причин (см. предыдущие пункты настоящей таблицы), то для установления действительной причины перегревов, необходимо испытать турбогенератор в режимах холостого хода и короткого замыкания. В режиме холостого хода, напряжение статора повышают на 10% сверх номинального. Опыт короткого замыкания проводят при номинальном токе, а для крупных машин  при токе, составляющем 80% от номинального. Для выявления перегревов немассивных частей (шпонок), достаточно провести эти опыты в течение получаса. Если перегрев конструктивных частей проявляется в режиме короткого замыкания и не проявляется в режиме холостого хода, то причиной перегрева являются потоки рассеяния лобовых частей если же перегрев проявляется в режиме холостого хода, то его причиной являются потоки рассеяния, ответвляющиеся в конструктивные части машины

Примечания:

  1. Обследование коллектора и контактных колец (если они доступны для осмотра) выполнять непосредственно после остановки машины, медленно проворачивая вал машины вручную. Для машин закрытого исполнения с встроенными подшипниками обследование коллектора, контактных колец и щеточного аппарата возможно только после снятия одного или обоих подшипниковых щитов немедленно после остановки машины. Для машин с выносными подшипниками обследование контактных колец и щеточного аппарата возможно после открытия его крышки или кожуха. Конструкция коллектора и элементов щеточного аппарата с указанием мест возможных дефектов выносками изображена на рис. 9—10, характерная термограмма щеточного аппарата — на рис. 11.
  2. Обследование обмотки якоря или ротора (если она доступна для осмотра) выполнять непосредственно после остановки машины, медленно проворачивая вал машины вручную. Для машин закрытого исполнения с встроенными подшипниками обследование обмотки ротора возможно только после снятия одного или обоих подшипниковых щитов немедленно после остановки машины.
  3. Перегревы обмоток возбуждения машин постоянного тока (при невозможности их прямого обследования) выявляются по тепловым аномалиям поверхности корпуса машины по сравнению с тепловыми картинами аналогичных исправных машин.
  4. Перегревы активной стали и обмотки статора выявляются по тепловым аномалиям поверхности корпуса машины по сравнению с тепловыми картинами аналогичных исправных машин.

Крепление нажимной плиты статора турбогенератора
Рис. 6. Крепление нажимной плиты статора турбогенератора:
Вид магнитных силовых линий потоков рассеяния, ответвляющихся в элементы конструкции турбогенератора
Рис. 5. Вид магнитных силовых линий потоков рассеяния, ответвляющихся в элементы конструкции турбогенератора (вид с торца).
Силовые линии основного магнитного потока показаны сплошными линиями, потока рассеяния - пунктирными
1 — шпонка; 2 — ребро; 3 — вентиляционный канал; 4 — сердечник статора; 5 — нажимная плита

Схема замыкания магнитных силовых линий потока рассеяния лобовых частей обмотки статора
Рис. 8. Схема замыкания магнитных силовых линий потока рассеяния лобовых частей обмотки статора:

Рис. 7. Вид магнитных силовых линий потоков рассеяния, ответвляющихся в элементы конструкции турбогенератора (вид сбоку):
1 — уплотнение щитов; 2 — диффузор; 3 — подшипниковый щит; 4 — болт; 5 — внутренний щиток; 6 — вентилятор; 7 — ротор; 8 — сердечник статора; 9 — стенка корпуса
1 — крайний пакет сердечника статора; 2 — подшипниковый щит; 3 — бандажное кольцо ротора (вставка из немагнитного материала на рисунке не заштрихована); 4 — нажимная плита
устройство щеточной траверсы
в) устройство щеточной траверсы:
1 — щетка; 2 — щеточный болт;
3 — изоляция
б) устройство щеткодержателя:
1 — щетка; 2 — пружинящая скоба
а) конструкции щеток

коллектор электродвигателя
Рис.10 Устройство коллектора.
1 — корпус коллектора; 2 — стяжной болт; 3 — нажимное кольцо; 4 — изоляция (миканит); 5 — петушки; 6 — пластины; 7 — миканит; 8 — медь.
термограмма щеточного аппарата турбогенератора
Рис. 11. Характерная термограмма щеточного аппарата турбогенератора 500 МВт при неравномерном распределении тока между щетками.



 
« Температурный контроль электродвигателей АЭС   Тепловизионный контроль электрических машин »
электрические сети