Основные требования к вращающимся электрическим машинам и их технические характеристики
Турбогенераторы, гидрогенераторы и синхронные компенсаторы должны отвечать требованиям ГОСТ 183—74** и соответственно 533-85Е, 5616-81*Е и 609 - 84.
Электродвигатели в зависимости от напряжения, мощности, конструкции и назначения изготовляются по ГОСТ 9630—80*Е, 6661-75*, 18200-79*Е, 16264.1-85, 19483- 74* и т. д. Машины постоянного тока — по ГОСТ 20529-82*Е, 16264.3-85, 16264.4- 85.
Номинальные данные электрических машин соответствуют их работе на высоте до 1000 м над уровнем моря, температура газообразной охлаждающей среды 40 и охлаждающей воды 30, но не более 33 °С и приведены в табл. 3.1.
Изоляция обмоток электрических машин должна испытываться на заводе-изготовителе по ГОСТ 183 — 74**, у потребителя — согласно ПУЭ и Нормам испытания электрооборудования с учетом требований ГОСТ 183 — 74** к уровню испытательных напряжений.
Электрические машины должны изготовляться со степенями защиты, регламентированными ГОСТ 17494—72* (табл. 2 и 3). Для обозначения степени защиты применяются буквы IP и следующие за ними две цифры. Первая цифра обозначает степень защиты персонала от соприкосновения с находящимися под напряжением частями при приближении к ним и от соприкосновения с движущимися частями, расположенными внутри оболочки, а также степень защиты изделия от попадания внутрь твердых посторонних тел; вторая цифра — степень защиты изделия от попадания воды (табл. 3).
Выбор исполнения машин по степени защиты в зависимости от условий места установки производится в соответствии с ПУЭ. гл. 5.3. Электродвигатели, устанавливаемые в помещении с нормальной средой, как правило, должны иметь исполнение ΙΡ00 или IP20. Электродвигатели, устанавливаемые на открытом воздухе, — исполнение не менее IP44 или специальное, соответствующее условиям их работы.
Электродвигатели, устанавливаемые в помещениях, где возможно оседание на их обмотках пыли и других веществ, нарушающих естественное охлаждение, должны иметь исполнение не менее IP44 или продуваемое с подводом чистого воздуха. Корпус продуваемого электродвигателя, воздуховоды и все сопряжения и стыки должны быть тщательно уплотнены для предотвращения присоса воздуха в систему вентиляции.
Электродвигатели, устанавливаемые в местах сырых или особо сырых, должны иметь исполнение не менее IP43 и изоляцию, рассчитанную на действие влаги и пыли.
Электродвигатели, устанавливаемые в местах с химически активными парами или газами, должны иметь исполнение не менее IP44 или продуваемое с подводом чистого воздуха. Допускается также применение электродвигателей исполнения не менее IP33, но с химически стойкой изоляцией и с закрытием открытых неизолированных токоведущих частей.
Если электрическая машина имеет коробку выводов или коробку контактных колец, то степень защиты коробки должна соответствовать степени защиты электрической машины, но не должна быть менее IP20 для коробки выводов и IP23 для коробки контактных колец, если степень защиты электрической машины менее IP20.
У электрических машин со степенями защиты IP43 и выше, имеющей внешний вентилятор, насаженный на конец вала, степень защиты кожуха вентилятора не должна быть менее IP20. У машин со степенью защиты IP43 или IP44, имеющих указанный вентилятор и продуваемый воздухом ротор, степень защиты отверстий для прохода воздуха через ротор не должна быть менее IP23. При этом конструкция машины с продуваемым ротором должна обеспечивать соответственно степень защиты IP43 или IP44 внутренней части машины (зоны расположения обмотки статора и ротора) от тракта, по которому проходит воздух, охлаждающий ротор.
Исполнения электрических машин по способам охлаждения, защищенности, стойкости к воздействию окружающей среды и монтажу, требования к показателям надежности и другие указываются в стандартах на отдельные виды машин, а при отсутствии стандартов — в технических условиях на эти машины.
Все электрические машины должны обладать достаточной механической прочностью, чтобы соответствовать требованиям, приведенным в табл. 4 — 9. Синхронные машины, а кроме того, должны быть рассчитаны так, чтобы выдерживать симметричные и несимметричные внезапные КЗ на выводах обмотки статора при номинальной нагрузке и напряжении, равном 105 % номинального.
Допустимые уровни шума, вибрации и индустриальных радиопомех, создаваемых электрическими машинами, должны быть в пределах норм, указанных в стандартных или технических условиях.
Обозначение выводов обмоток электрических машин должно соответствовать данным, приведенным в табл. 10. Технические характеристики электродвигателей указаны в разд. 6.
Таблица 1. Требования к вращающимся электрическим машинам
| Электрические машины | |||
Вид требования | Турбогенераторы (ГОСТ 633-85Е) | Гидрогенераторы (ГОСТ 5616—81*Е) | Синхронные компенсаторы (ГОСТ 609-84) | Электродвигатели |
Температура охлаждающей среды (входящей), °С: | 40 | 40 и 35 | 40 | 40 |
духа, водорода)*1 жидкостной (воды, | 40± 5 | 35 |
|
|
масла) | 33 | 28 | 30 | 30 |
для охлаждения среды (газа, жидкости) при замкнутых циклах их циркуляции*2 |
|
|
|
|
Номинальные режимы работы и их условное обозначение по ГОСТ 183-74** | Продолжительный, S1 | Продолжительный, S 1 | Продолжительный, S1 | Продолжительный, ST; кратковременный, S2; повторно- кратковременный, S3 -S5; перемежающийся S6 — S8 |
Номинальный коэффициент мощности синхронных машин*3 (COS φном) | 0,8 до 100 МВт; 0,85 от 100 до 500 МВт; 0,9 свыше 500 МВт | 0,8 до 125 МВ-А; 0,85 от 125 до 360 МВ-А; 0,9 свыше 360 МВ А | 0 | 0,9 |
Длительно допустимое повышение активной нагрузки, % номинальной | 20 для 32-100 МВт с повышением cosφ до 0,85 и давления водорода; 10 для мощности свыше 100 МВт с повышением cosφ до 0,9 и давления водорода | До номинальной кажущейся мощности и cos φ — 1 |
| У синхронных двигателей до номинальной кажущейся мощности и cos φ = 1 |
Вид требования | Электрические машины | |||
Турбогенераторы (ГОСТ 633-85E) | Гидрогенераторы (ГОСТ 5616—81*Е) | Синхронные компенсаторы (ГОСТ 609 - 84) | Электродвигатели | |
Кратковременная перегрузка по току, % номинального для машин: | 50, 2 мин | 50, 2 мин | 50, 2 мин | 50, 2 мин (мощностью до 0,55 кВт) |
с непосредственным охлаждением обмоток | 50, 1 мин | 50, 1 мин | 50 мин, 1 мин | 50, 1 мин. Возбудители с предельным напряжением более 1,6 номинального напряжения возбуждения 100%, 1 мин |
Повышенная частота вращения в течение 2 мин, % | 120 | 175*4 | 120 | 120 номинальной (или наибольшей, если с регулированием частоты вращения); 120 наибольшей, но не менее 150 номинальной для двигателей с последовательным возбуждением |
Класс нагревостойкости изоляции | А*5, В, F | В, F | В, F | А, Е — до 1 кВ; A, F — 6 кВ и выше |
Предельно допустимые температуры частей машины и охлаждающей среды |
| См. табл | 1.19 |
|
Предельно допустимые температуры подшипников, °С: вкладышей | 80 | 80 | * 4 | 80 |
выходящего масла | 65 | 65 | 65 | 65 |
обоймы подшипника качения | - | - | - | 100 |
Возбуждение синхронных машин: |
|
|
|
|
| Электрические машины | |||
Вид требования | Турбогенераторы | Гидрогенераторы (ГОСТ 5616-81*Е) | Синхронные | Электродвигатели |
предел устойчивого регулирования*6 | От 50% (Uвозб.х | От 20% Uвозб.х ДО 110% Uвозб.ном; при схемах самовозбуждения от 70 % Uвозб.х до | От 0 до 110% |
|
кратность предельного установившегося напряжения возбуждения (кратность форсировки), ед., не менее*7 | 2 | 1,8 — коллекторные; 2 — другие системы | 2 | 1,4 или по ТУ |
номинальная скорость нарастания напряжения возбуждения, отн. ед/с, не менее | 2 | 2; 1,5 — для машин свыше 4 MB-А с коллекторным возбудителем | 2 | 0,8 |
допустимая длительность двукратного номинального тока возбуждения, с: |
|
|
|
|
при косвенном охлаждении обмотки ротора | 50 | 50 | 50 | 50 |
при непосредственном (или форсированном) охлаждении обмотки ротора | 20*8 | 20 |
|
|
Статическая перегружаемость синхронных машин не ниже | 1,7 — менее 500 МВт; | 1,7* |
| 1,65; 1,5- при быстродействующих системах возбуждения |
Вид требования | Электрические машины | |||
Турбогенераторы (ГОСТ 633-85Е) | Гидрогенераторы (ГОСТ 5616—81*1 *8 Е) | Синхронные | Электродвигатели | |
Время в течение которого оболочка корпуса и торцевые щиты машин с водородным охлаждением должны выдерживать без остаточных деформаций давление 8-105 Па, мин | 15 |
| 2 βτ*. |
|
Количество температурных индикаторов нагрева обмотки и стали статора, шт., не менее | 6 ниже 32 МВт; 12 для 32 МВт и выше | 6 для 0,5—10 МВ-А 12 свыше 10 МВ-А | 6 ниже 50 МВ-А 12 для 50 МВ-А | 6*11 |
Допустимая нагрузка трехфазных машин при несимметрии токов в фазах |
| |||
*1 Для гидрогенераторов с разомкнутой системой вентиляции устанавливается 40, а с замкнутой— 35 °С. Для двигателей, спроектированных до 1968 г., установлена температура 35 С
*2 До 1976 г. для турбогенераторов мощностью менее 32 МВт допускалось принимать в расчет при проектировании температуру охлаждающей воды менее 33 °С. Для синхронных компенсаторов температура воды может быть повышена, но не более чем до 33 °С (при необходимости допускается снижение мощности). Для двигателей, спроектированных до 1968 г., установлена температура 25° С
*3 Для гидрогенераторов по специальным техническим условиям допускается иметь более высокий cos φΗΟΜ. Для капсульных гидрогенераторов мощностью до 20 МВ-А устанавливается cos фном = 0,95, а мощностью свыше 20 МВ-А cos фном = 0,98.
*4 Указанная частота вращения не должна быть меньше достигаемой гидроагрегатом при полном сбросе номинальной нагрузки при исправной системе регулирования плюс 15% номинальной частоты вращения. При угонной частоте вращения (в случае нарушения регулирования) ротор не должен задевать статор. Капсульные гидрогенераторы и генераторы с ручным регулированием должны выдерживать фактическую угонную частоту вращения.
*5 Класс А разрешен только для турбогенераторов серии ТВМ.
*6 Uвозб.х — напряжение возбуждения, соответствующее номинальному напряжению на выводах машины при холостом ходе, и напряжение возбуждения при номинальных нагрузке и напряжении.
*7 Для турбогенераторов мощностью 100 МВт, спроектированных до 1968 г., допускается 1,7.
*8 30 с для турбогенераторов ТВФ-63-2 и ТВФ-100-2; 15 с для турбогенераторов 800 МВт и 10—15 с для турбогенераторов 1200 МВт.
Допускается иметь по согласованию значение статической перегружаемости более низкое, но не ниже 1,5. Для капсульных гидрогенераторов установлено значение статической перегружаемости равное 1,5 при мощности 20 MB-А и ниже, 1,35 при мощности свыше 20 МВ-А.
*10 Для машин с водяным охлаждением температурные индикаторы используются также для контроля за дистиллятом в каждой параллельной ветви по воде, поэтому число установленных индикаторов может значительно превышать указанное.
*11 Температурные индикаторы допускается нс устанавливать на машинах с длиной сердечника менее 1 м или мощностью менее 5000 кВ-А.
