Стартовая >> Книги >> Оборудование >> Обслуживание синхронных компенсаторов

Система охлаждения синхронных компенсаторов - Обслуживание синхронных компенсаторов

Оглавление
Обслуживание синхронных компенсаторов
Назначение и режимы работы синхронных компенсаторов
Регулирование напряжения и системы возбуждения синхронных компенсаторов
Система охлаждения синхронных компенсаторов
Система водоснабжения синхронных компенсаторов
Система маслоснабжения синхронных компенсаторов
Пуск и остановка синхронного компенсатора
Осмотры и контроль за работой синхронного компенсатора

2.4
Система охлаждения
В работающем синхронном компенсаторе выделяется теплота, обусловленная нагревом обмоток статора и ротора электрическим током, электромагнитными потерями в стали, потерями на вентиляцию и трение. Нормальная работа синхронного компенсатора возможна при отводе тепла охлаждающей средой - воздухом или водородом.
Применяемая в синхронных компенсаторах система охлаждения называется косвенной (или поверхностной), потому что тепло передается охлаждающему газу внешней поверхностью активных частей машины.
По сравнению с воздухом водородное охлаждение обладает рядом преимуществ, обусловленных особыми свойствами водорода: теплопроводность водорода в 7 раз превышает теплопроводность воздуха; он легче воздуха в 14,3 раза, что способствует уменьшению вентиляционных потерь почти в 10 раз. Кроме того, в окружении водорода изоляция обмоток работает лучше. На нее не оказывает влияния кислород (озон). Уменьшается опасность развития пожара в машине, так как водород не поддерживает горения. Вместе с тем водородное охлаждение сложнее в обслуживании, чем воздушное. Водород в смеси с воздухом образует взрывоопасную смесь, поэтому машины с водородным охлаждением должны быть газоплотными. В них постоянно должно поддерживаться избыточное давление водорода, чтобы воздух не попал в корпус машины. Оптимальным для отечественных компенсаторов средней мощности принято рабочее давление водорода 0,1 МПа . С уменьшением давления мощность синхронного компенсатора падает. Если водород в системе охлаждения заменить воздухом, то допустимая нагрузка синхронного компенсатора ограничится 60-70% его номинальной мощности.
Синхронные компенсаторы серии КСВ имеют замкнутую систему вентиляции. У синхронных компенсаторов наружной установки газоохладители размещаются вертикально внутри корпуса вблизи торцевых щитов. Они состоят из стальных трубных досок, между которыми проходят латунные трубки. Внутри трубок циркулирует вода, снаружи - охлаждаемый водой газ. Перемещение газа в машине обеспечивается двумя вентиляторами, расположенными по торцам ротора. Вентиляторы прогоняют охлаждающий газ по замкнутому пути: зона торцевых щитов - радиальные вентиляционные каналы в стали статора и лобовые части обмоток статора камера горячего воздуха - газоохладители. Ротор охлаждается газом, проходящим по радиальным каналам остова, под действием эффекта самовентиляции. Из камеры контактных колец охлаждающий газ возвращается в корпус синхронного компенсатора через маслогазовый фильтр, очищающий газ от угольной пыли.
Газоснабжение. На рис. 2.9 представлена принципиальная схема газоснабжения синхронного компенсатора 50 MB·А.
В процессе эксплуатации возникает необходимость перевода синхронного компенсатора с воздушного охлаждения на водородное и обратно. Для предотвращения образования взрывоопасной смеси эта операция проводится с предварительным вытеснением из корпуса воздуха (или водорода) диоксидом углерода.
Рассмотрим процесс вытеснения воздуха диоксидом углерода. Подача диоксида углерода производится через нижний коллектор компенсатора и через нижний газопровод камеры контактных колец. Воздух как более легкий газ удаляется из верхних точек этих объемов. Баллоны с диоксидом углерода 23 подсоединяют к коллектору 21 без редукторов. Одновременно разряжают несколько баллонов.

схема газоснабжения синхронного компенсатора
Рис. 2.9. Принципиальная схема газоснабжения синхронного компенсатора 50 MB∙А:
1 - панель контроля и сигнализации; 2 - манометр; 3 - электроконтактный манометр; 4 - дифференциальный манометр; 5 - электрический газоанализатор; 6 - блок регулирования и фильтрации газоанализатора; 7 - синхронный компенсатор; 8, 10, 12 - вентили на выпуске газа в атмосферу; 9 - огнепреграждающее устройство; 11 - фильтр; 13 - указатель жидкости (УЖИ); 14 - осушитель газа; 15 - гибкий шланг; 16 - механический регулятор давления; 17 - газопровод сжатого воздуха из ресивера; 18 - газопровод водорода из центрального водородного хозяйства; 19 - коллектор водорода газового поста; 20 - баллоны с водородом; 21 - коллектор диоксида углерода газового поста; 22 - газопровод диоксида углерода из ресивера; 23 - баллоны с диоксидом углерода; 24 - предохранительный клапан; 25 - газовый пост. Положение вентилей и кранов соответствует нормальной работе с водородным охлаждением. Изображения закрытых вентилей и кранов зачернены

В процессе разрядки баллонов вентили на них и на коллекторе могут замерзнуть. Происходит это по той причине, что расширение диоксида углерода при переходе его из жидкого состояния в газообразное связано с поглощением теплоты. Если скорость истечения диоксида углерода значительна (более 3 кг/ч), подводимой снаружи теплоты оказывается недостаточно и диоксид углерода замерзает не только в арматуре, но и в баллонах. Поэтому вентили на баллонах и общий вентиль на коллекторе следует периодически закрывать и открывать. Замерзшие баллоны отсоединяют от рампы и помешают в более теплое помещение или подогревают до полного размораживания. После этого баллоны вновь используют. Более эффективным способом опорожнения баллонов с диоксидом углерода является установка их в опрокинутом положении. В этом случае диоксид углерода, находясь в жидком состоянии, выливается из баллонов. Чтобы избежать ее замерзания при дросселировании вентилем, вентиль подогревают электронагревательными элементами.
Контроль за сменой воздуха производится путем химического анализа вытесняемого воздуха. Вытеснение воздуха считается законченным, если содержание диоксида углерода в смеси составит не менее 85%. После этого закрывают вентиль 8 выпуска из корпуса и все вентили коллектора.
Замена газовой среды возможна как на работающем синхронном компенсаторе, так и на остановленном.
Вытеснение диоксида углерода водородом. Перед вытеснением диоксида углерода продувают все импульсные трубки кратковременным открытием их вентилей. Водород подают в верхний коллектор синхронного компенсатора, диоксид углерода удаляется через нижний. Заполнение синхронного компенсатора водородом производится при избыточном давлении 10-20 кПа. Давление регулируют открытием вентиля 12, через который диоксид углерода вытесняется в атмосферу. Заполнение компенсатора водородом считается законченным, когда химический анализ газа покажет, что в нем содержится 95-96% водорода и менее 1,2% кислорода. Повышение давления водорода в синхронном компенсаторе до рабочего производится лишь после окончательного вытеснения диоксида углерода, после закрытия выходного вентиля 12.
Контроль за вытеснением диоксида углерода на работающем синхронном компенсаторе ведется по дифференциальному манометру 4, электрический газоанализатор 5 должен быть отключен. Включение его производится в случае особой необходимости при чистоте водорода не ниже 90 %. Тогда же отбирается и первая проба газа для химического анализа.
Перевод синхронного компенсатора с водородного на воздушное охлаждение. Перед началом операции нагрузка синхронного компенсатора снижается до значения, допустимого при работе с воздушным охлаждением, т. е. до 60-70 % его номинальной мощности.
Порядок операций по вытеснению водорода диоксидом углерода такой же, как и при вытеснении воздуха диоксидом углерода. В корпусе синхронного компенсатора поддерживается давление 10-20 кПа. Вытеснение водорода диоксидом углерода заканчивается при содержании диоксида углерода в смеси, взятой из отборника на водородном коллекторе, не менее 95 % при остановленном синхронном компенсаторе и не менее 85% на работающем.
Необходимо знать, что водород из синхронного компенсатора должен выпускаться в атмосферу только через огнепреграждающее устройство.
Следующей операцией является вытеснение из корпуса синхронного компенсатора диоксида углерода воздухом, подаваемым, как правило, из ресивера по газопроводу 17 через редуктор. Воздух подается до тех пор, пока диоксид углерода не удалится из компенсатора полностью. Полным удалением диоксида углерода считается содержание его в пробе не более 1%.
Подготовка камеры контактных колец для работ внутри камеры. Все работы в камере контактных колец (чистка, осмотр, замена щеток и пр.) выполняются только при отключенном от сети синхронном компенсаторе и остановленном роторе. Дня последующего вскрытия камеры не обязательно вытеснение водорода из корпуса синхронного компенсатора. Достаточно перекрыть вентиль газопроводов, соединяющих камеру с корпусом, и отделить камеру от остального объема электромагнитным или механическим уплотняющим устройством. После этого в камеру подается из баллона диоксид углерода. Практически время заполнения камеры диоксидом углерода не превышает 10-15 мин.
Для вытеснения диоксида углерода воздух в камеру подастся через верхний вентиль, а диоксид углерода выходит в атмосферу через нижний продувочный вентиль 10.
По окончании ремонта люк камеры закрывают, и воздух из нее сразу вытесняют диоксидом углерода. После этого диоксид углерода вытесняется водородом. Продувка камеры продолжается до тех пор, пока содержание водорода в ней станет таким же, как и в корпусе. Затем объемы камеры и корпуса соединяют открытием уплотнений и вентилей.
Контроль давления и чистоты водорода в синхронном компенсаторе. Во время эксплуатации синхронного компенсатора с водородным охлаждением должны контролироваться давление и чистота водорода, находящегося в корпусе машины. Давление водорода в синхронном компенсаторе поддерживается автоматически механическим регулятором давления (например, типа РДВ) или вручную, если утечка водорода невелика. Практически отклонение давления водорода от номинального значения допускается не более чем на 10 кПа для синхронных компенсаторов, работающих при избыточном давлении 50 кПа и выше, и не более чем на 1 кПа для синхронных компенсаторов с избыточным давлением 5 кПа.
При хорошей газоплотности корпуса суточная утечка водорода не превышает 2%общего объема газа в синхронном компенсаторе. Контроль за давлением водорода ведется по манометру.
Чистота водорода в синхронном компенсаторе при рабочем давлении до 50 кПа должна быть не ниже 95%. апри давлении 50 кПа и выше не ниже 97%. Снижение лих показателей повышает вероятность образования взрывоопасных смесей газов, а также приводит к дополнительному нагреву активных частой машины в среднем на 1°С на каждые 1,5%понижения чистоты водорода.
На работающем синхронном компенсаторе автоматический контроль чистоты водорода производится электрическим газоанализатором типа ТП-1120, а также используется дифференциальный манометр.
Помимо автоматического контроля чистоты водорода производится контрольный химический анализ газа на аппарате типа ВТИ-2. Показания электрического газоанализатора сверяются с результатами химического анализа. Отметим и то обстоятельство, что водород в синхронном компенсаторе должен быть сухим, с относительной влажностью не более 85% при рабочем давлении и любой температуре холодного газа. Наличие влажного водорода вызывает конденсацию влаги внутри синхронного компенсатора, снижает сопротивление изоляции обмоток, способствует повышенной коррозии стальных конструкций. Влажность водорода контролируется по психрометру не реже 1 раза в неделю. Если влажность водорода повышается, замеры влажности производятся ежедневно. Кроме того, проверяется отсутствие влаги в указателе уровня жидкости УЖИ и у дренажных вентилей газовой системы. Причиной повышения влажности может быть как применение водорода с повышенным содержанием влаги, так и возникновение течей в газоохладителях. В первом случае уменьшить содержание влаги можно путем продувки системы чистым сухим водородом (следует также проверить состояние газоосушителя и при необходимости заменить в нем увлажненный адсорбент), во втором случае - отысканием поврежденного газоохладителя.
Длительная работа синхронного компенсатора с поврежденным газоохладителем не допускается.
Техника безопасности при обслуживании систем водородного охлаждения. Опасность при работе с водородом заключается в возможности образования взрывоопасных смесей водорода с воздухом или кислородом.
Смесь водорода с воздухом является взрывоопасной при содержании водорода от 4 до 75% по объему.
Взрывоопасная смесь образуется в корпусе синхронного компенсатора при понижении в нем давления водорода и подсосе воздуха, при неполной продувке синхронного компенсатора инертным газом во время замены охлаждающей среды, при попадании водорода в синхронный компенсатор через неплотно закрытые вентили, если отсутствует видимый разрыв на пути подачи водорода к коллектору. Причинами взрыва могут служить местный нагрев, быстрое истечение газа, детонация, а также открытый огонь.
Возможность образования взрывоопасных смесей должна предупреждаться своевременной проверкой чистоты водорода и герметичности водородных систем, вывешиванием предупредительных плакатов вблизи синхронных компенсаторов и ресиверов с водородом, запрещением курения, работ с огнем и сварочных работ на расстоянии не менее 10 м от систем водородного охлаждения.
На случай внезапного повреждения водородной системы и загорания струи водорода около синхронного компенсатора должен всегда находиться баллон с диоксидом углерода и шланги, позволяющие ликвидировать загорание на любом участке водородной системы.


1 ат = 1 кгс/см2 = 100 кПа = 0,1 МПа.



 
« Обслуживание распределительных устройств   Ограничение перенапряжений »
электрические сети