Измерение сопротивления обмоток постоянному току.

Сопротивление должно отличаться не более чем на 2% от сопротивления, полученного на таком же ответвлении других фаз, или от данных завода-изготовителя.
Измерением сопротивления постоянному току обмоток силовых трансформаторов выявляются дефекты:
в местах соединений ответвлений к обмотке;
в местах соединений выводов обмоток к выводам трансформатора;
в местах соединения отпаек к переключателю;
в переключателе - в контактах переключателя и его сочленениях;

обрывы в обмотках (например, в проводах параллельных ветвей).
Измерения сопротивления постоянному току производятся мостовым методом или методом амперметра-вольтметра. Измерения производятся приборами с классом точности 0,5. Пределы измерений приборов должны быть выбраны такими, чтобы отсчеты проводились во второй половине шкалы. Величина тока не должна превышать 20% номинального тока объекта измерения во избежание искажения результатов измерения из-за нагрева. Для исключения ошибок, обусловленных индуктивностью обмоток, сопротивление нужно измерять при полностью установившемся токе.

Сопротивления обмоток постоянному току различных фаз на одноименных ответвлениях не должны отличаться друг от друга или от предыдущих (заводских) результатов измерений более, чем ±2%Пересчет сопротивления на другую температуру производят по формуле

где R1 - сопротивление, измеренное при температуре t1,
R2- сопротивление, приводимое к температуре t2;
К - коэффициент равный 245 для обмоток из алюминия, и 235 - из меди.

При наличии выведенной нейтрали измерение производится между фазовым выводом и нулевым. Измеренное линейное значение сопротивления между линейными выводами пересчитывается на фазное по формулам при соединении обмоток трансформатора в звезду

при соединении обмоток трансформатора в треугольник

где Rф, - приведенное фазовое сопротивление;
Rизм - измеренное сопротивление между линейными выводами.

 

119.Способы сушки изоляции электродвигателей.

Сушка внешним нагреванием или косвенным способом. Для нагревания этим методом используются различные нагревательные устройства: сопротивления, лампы накаливания, сушильные шкафы и т. д. При сушке этим способом следует избегать местных нагревов, связанных с близостью источников тепла.

Для более равномерного удаления влаги следует температуру поднимать постепенно. При этом допускается нагревать обмотки до более высоких температур. Максимальная температура нагрева, измеренная термометром не должна превышать 70 градусов.

Сушка внешним нагревом может применяться в качестве самостоятельного метода, а также совместно с другими методами. Этот метод эффективен только присушки машин малой мощности, он прост и надежен, но требует длительного времени и большого расхода энергии.

Сушка током от посторонних источников или токовая сушка. Этим методом можно сушить электрические машины всех типов. Метод применяется тогда, когда не представляется возможным вращать машину и имеется источник пониженного напряжения достаточной силы тока. Из-за неподвижности машины ухудшаются условия охлаждения, поэтому необходимый для сушки ток значительно меньше номинального (0,5...0,7)Iном. При сушке нельзя отключать ток рубильником или автоматическим выключателем во избежании пробоя изоляции, включение нужно производить, постепенно повышая, а отключение постепенно понижая подводимое напряжение.

Для сушки током трехфазного пониженного напряжения электродвигатели с короткозамкнутым ротором с двойной беличьей клеткой нужно вынуть ротор во избежание возможного перегрева пусковой обмотки.

При сушке постоянным током ротор должен быть неподвижен.

Если выведены 6 концов статорной обмотки, то все фазы должны быть включены последовательно и по ним пропускается ток (см. рисунки 8.1а, б, в, г).

Если разъединить обмотки не представляется возможным, то сушку производят по схемам, приведенным на рисунке 8.1 в) и г). При этом необходимо периодически переключать фазы обмотки для равномерного нагрева. При этом необходимо периодически переключать фазы обмотки для равномерного нагрева. Переключение производится каждые 2...4 часа в зависимости от величины машины и скорости превышения температуры в начале сушки. Измерение температуры при таком способе сушки следует производить во всех фазах. Величина необходимого напряжения определяется по омическому сопротивлению обмотки и по требуемой силе тока. Схема питания должна предусматривать возможность регулирования тока на длительную работу. Все приведенные схемы можно применять и для сушки однофазным током или с помощью сварочного трансформатора.

При примении однофазного тока следует учесть, что при сушке короткозамкнутого электродвигателя с двойной клеткой по указанной схеме ротор должен быть вынут. При сушке в открытый треугольник ротор может быть оставлен в статоре. Схема токовой сушки при помощи однофазного источника тока приведена на рисунке 8.2.

Рисунок 8.1 - Схемы сушки током от источника постоянного напряжения при 6 выводных концах обмотки соединенной звездой (а), треугольником (б); при наличии трех выводных концов (в) и (г)

Рисунок 8.2 - Схема сушки изоляции обмоток электрических машин при помощи однофазного источника тока

Токовая сушка является наиболее интенсивной сушкой сильно увлажненных обмоток, при котором внутренние слои нагреваются сильнее наружных. Однако ток, пропускаемый по обмоткам с сильно увлажненной изоляцией, может привести к вспучиванию изоляции, а сушка постоянным током может оказать и электролитическое действие. Поэтому в подобных случаях рекомендуется сушку производить другими способами (потеря в стали, внешним нагревом). После предварительной подсушки этим методом можно применить сушку током.

К недостаткам метода можно отнести: Необходимость в источнике постоянного или переменного тока, регулируемого по величине; необходимость дополнительного контроля тока статора.

Достоинством метода является малое время сушки, возможность сушки электродвигателя без его разборки и транспортировки к месту сушки.

120.Предохранительный подогрев электродвигателей. Анализ условий и состояние эксплуатации электрооборудования в сельском хозяйстве показывает, что несмотря на достаточно высокое качество асинхронных двигателей, выпускаемых отечественной промышленностью, срок их службы в животноводческих помещениях не превышает 2...2,2 года. Ежегодно из строя выходит в хозяйствах до 25...30% электродвигателей. Одним из уязвимых мест в двигателе является его обмотка, надежность которой определяется состоянием изоляции.

Сопротивление изоляции в значительной мере зависит от влажности воздуха и наличия в нем примеси агрессивных химических веществ. На рисунок 8.4. показан характер изменения сопротивления изоляции обмоток отключенного двигателя.

Рисунок 8.4 - Изменение сопротивления изоляции обмоток в среде с повышенной влажностью (1) и химически агрессивной средой (2) для электродвигателей серии АО2

Если же двигатель находится в рабочем режиме, то по его обмоткам протекает ток, подогревающий ее. В процессе этого режима двигатель самоподсушивается. В том случае, если режим его работы таков, что за период паузы изоляция обмоток увлажняется менее критической величины (0,5 МОм), то за период рабочего режима величина сопротивления изоляции возрастает и пагубное влияние окружающей среды на обмотки не сказывается. Качественная картина изменения сопротивления изоляции может быть представлена в виде следующей диаграммы (рисунок 8.5).

Если величина сопротивления изоляции снизится за период паузы ниже критической величины, то при включении двигателя может произойти пробой ее и в дальнейшем развитию дефекта.

Одним из методов поддержания величины сопротивления изоляции обмоток на безопасном уровне является применение предохранительного подогрева электродвигателей.

Предохранительный подогрев обеспечивается за счет незначительного тока, подводимого в обмотке двигателя в период паузы.

Экспериментальными исследованиями установлено, что величина тока подогрева должна удовлетворять условию:

Iпод. = (0,17...0,2)Iн

где: Iн - номинальный ток двигателя; Iпод - ток подогрева.

Меньшее значение коэффициентов относится к двигателям большей мощности.

Рисунок 8.5. Изменение сопротивления изоляции электродвигателя в зависимости от режима его работы

Предохранительный подогрев обеспечивает превышение температуры обмоток на 7....8оС относительно температуры окружающей среды. Этим поддерживается величина сопротивления изоляции на безопасном уровне.

Наиболее рациональными схемами являются схемы с использованием конденсаторов. Рассмотрим некоторые из них.

Рисунок 8.6. Подключение конденсаторов по первому варианту (а), схема рабочего режима (б) и схема подогрева (в).

В рабочем режиме конденсаторы подключены параллельно двигателю и обеспечивают компенсацию реактивной мощности. В режиме подогрева конденсаторы подключены последовательно по реверсивной схеме для исключения вращения двигателя без нагрузки. Емкость конденсаторов определяется из расчетной схемы (см. рисунок 8.6).

В режиме подогрева линейные токи равны току подогрева: IA=IB=IC=Iпод.

Ток подогрева можно определить как: ,

где: Uф - фазное напряжение, В.; R - фазное активное сопротивление, Ом.; ХL - фазное индуктивное сопротивление обмотки заторможенного двигателя, Ом; Хс - сопротивление конденсатора, Ом.

Так как ротор двигателя в режиме подогрева неподвижен, то его индуктивное сопротивление ХL является малой величиной по сравнению с сопротивлением конденсатора, т. е. Хс>>ХL В свою очередь ХL>>R. Таким образом, в расчетах значениями ХL и R можно пренебречь и ток подогрева определить по приближенным формулам в соответствии с упрощенной схемой представленной на рисунок 8.7.

Ток подогрева в соответствии со схемой расчета (рисунок 8.8) определяется из выражения:

,

где: Хс - сопротивление емкости, или: ; где: СА - емкость конденсатора, Ф или мкФ.

Рисунок 8.7 - Расчетная схема для определения емкости конденсаторов

по схеме подключения первого варианта

Рисунок 8.8 - Упрощенная схема подогрева

Зная ток подогрева можно определить емкость токоограничивающего конденсатора.

Для линейного напряжения Uл=380 В., Uф=220 В., тогда СА=14,5×Iпод., мкФ.

При включении конденсаторов по первому варианту требуется конденсаторы большой емкости. Так например: двигатель мощностью 7,5 кВт, номинальный ток Iн=15 А должен иметь ток подогрева Iпод=(0,17...0,2)×Iн=0,2×15=3,0 А, а емкость конденсаторов подогрева С=14,5×3=43,5 мкФ.

Для уменьшения величины ограничивающей емкости можно использовать схему второго включения конденсаторов для подогрева двигателя. Она представлена на рисунке 8.9.

Как видно на рисунке схема рабочего режима осталась такой же, как и в первом варианте, но схема подогрева изменилась. При этом Хс>>ХL; ХL>>R и поэтому величинами ХL и R можно пренебречь при расчете емкости конденсаторов. Тогда расчетная схема примет вид, приведенный на рисунке 8.10.

Тогда токи в фазах В и С могут быть определены из выражения:

Рисунок 8.9 - Схема включения конденсаторов по второму варианту

Рисунок 8.10 - Упрощенная схема подогрева

Для определения значения Uф рассмотрим векторные диаграммы, приведенные на рисунке 8.11. На рисунке 8.11а. приведена векторная диаграмма для симметричного режима.

Так как UА=0, то эта диаграмма примет вид показанный на рисунке 8.11б, т. е. точка “О” сместится в точку “А”, при этом UСА=UС; UАВ=UВ.

Тогда значение токов IB и IC можно определить следующим образом:

Величина тока вбез конденсаторной фазе может быть определена как геометрическая сумма токов в двух других фазах:

Для определения величины тока IА необходимо построить векторную диаграмму токов и напряжений (см. рисунок 8.12).

Рисунок 8.11 - Векторные диаграммы для определения Uф

Между векторами UВ и UС угол равен 60о. Токи опережают напряжения на угол 90о. Из этой диаграммы можно записать, что ток в фазе А равен:

Подставив значение тока IC в данное выражение мы получим:

,

где XСВ - значение сопротивления емкости СВ.

Рисунок 8.12 - Векторная диаграмма токов и напряжений

Подогрев обмоток двигателя достигается в основном за счет тепла выделяемого в обмотках, т. е. мощность подогрева складывается из потерь энергии выделяемых в каждой их фаз:

Рб = РА + РВ + РС

где: Рб - общая мощность подогрева для второй схемы сушки; РА, РВ, РС - мощности подогрева соответственно обмоток фаз А, В, С. Причем мощность подогрева фаз С и В равны:

Мощность подогрева фазы А:

Тогда общая мощность подогрева:

Нам известно, что мощность подогрева по схеме "а", см. рисунок 8.6 определяется из выражения:

Так как мощность должна быть одинаковой для обоих вариантов, то можно записать, что Ра =Рб или

откуда ;

Тогда емкость конденсатора для второго варианта: Сб = 0,447Са. Для напряжения Uл = 380 В. Сб=0,447Са=0,447×14,5×Iпод= 6,5×Iпод.

Тогда если вспомнить приведенный пример, Сб=6,5×3=19,5 мкФ, вместо 43,5мкФ.