Эксплуатация электродвигателей

Состояние электродвигателей, их пускорегулирующих уст­ройств и защиты должно обеспечивать их надежную работу при пуске и в рабочих режимах.

Отклонение напряжения от номинального значения, ука­занного на заводской табличке электродвигателя, влечет за собой изменение его вращающего момента, токов, температур нагрева обмоток и активной стали, энергоэкономических показателей — коэффициента мощности и КПД.

В получившем наибольшее распространение асинхронном короткозамкнутом электродвигателе с понижением напряжения уменьшается пропорционально квадрату напряжения вращающий момент, снижается частота вращения и соответственно падает производительность механизма.

Уменьшение напряжения ниже 95 % от номинального ха­рактеризуется значительным увеличением токов и нагревом об­моток. Повышение температуры нагрева прежде всего оказывает вредное воздействие на изоляцию обмотки статора, вызывая ее преждевременное старение. Увеличение напряжения свыше 110 % от номинального сопровождается в первую очередь повы­шением нагрева активной стали и общим увеличением нагрева обмотки статора по мере увеличения тока.

Отклонения напряжения в пределах от 95 до 110 % номи­нального не вызывают столь серьезных изменений параметров электродвигателя и поэтому являются допустимыми. Однако оп­тимальные показатели и характеристики электродвигателя обес­печиваются при напряжениях в пределах от 100 до 105 % номи­нального. С целью сохранения оптимальных параметров электродвигателя, создания наилучших условий для его пуска необходимо поддерживать напряжение на шинах на уровне верх­него предела, т.е. 105 % от номинального.

На электродвигателях и приводимых ими в действие меха­низмах должны быть нанесены стрелки, указывающие направле­ние вращения. Кроме того, на электродвигателях и их пусковых устройствах должны быть надписи с наименованием агрегата, к которому они относятся, выполняемые с учетом требований ПТЭ.

Выполнение функций большинства механизмов осуществляется при определенном направлении вращения. Поэтому направление вращения электродвигателя должно быть согласовано с требуемым направлением вращения механизма. Следует учитывать, что опреде­ленное направление вращения для ряда электродвигателей и меха­низмов является обязательным по условиям охлаждения, смазки подшипников и другим конструктивным особенностям.

Плотность тракта охлаждения (корпуса электродвигателя, иоадуховодов, заслонок) должна периодически проверяться. Индивидуальные электродвигатели внешних вентиляторов охлаждения должны автоматически включаться и отключаться при включении и отключении основных электродвигателей.

Продуваемые электродвигатели, устанавливаемые в пыль­ных помещениях и помещениях с повышенной влажностью, должны иметь подвод чистого охлаждающего воздуха. Данное требование преследует цель обезопасить электродвигатели от ин­тенсивного загрязнения и увлажнения их активных частей. Опасному воздействию загрязненной и увлажненной среды в пер­вую очередь подвергается изоляция обмотки статора. Попадание в электродвигатель пыли резко ухудшает условия его охлаждения, вызывает повышенный нагрев, ускоряющий старение изоляции. Увлажнение снижает электрическую прочность и вызывает про­бой изоляции. Поэтому подвод чистого охлаждающего воздуха по воздуховодам к продуваемым электродвигателям создаст нор­мальные условия для их работы.

При перерыве в электропитании продолжительностью до 2,5 с должен быть обеспечен самозапуск электродвигателей ответ­ственных механизмов.

При отключении электродвигателя ответственного механиз­ма от действия защиты и отсутствии резервного электродвигателя допускается повторное включение электродвигателя после внеш­него осмотра. Перечень ответственных механизмов должен ут­верждаться главным энергетиком предприятия.

Целью самозапуска является восстановление нормальной работы электродвигателей после кратковременного перерыва в электропитании, который может быть вызван отключением рабо­чего источника питания, КЗ во внешней сети и т.п. После исчез­новения питания происходит торможение, т.е. снижение частоты вращения электродвигателей. Возможность самозапуска зависит от продолжительности перерыва электропитания. Чем больше этот перерыв, тем более глубокое торможение претерпевают элек­тродвигатели, а чем меньше частота их вращения в момент вос­становления электропитания, тем больше суммарный ток самоза­пускающихся электродвигателей, который, увеличивая падение напряжения в линии питания, уменьшает начальное напряжение самозапуска, что в свою очередь увеличивает время разбега элек­тродвигателей и восстановление производительности механизмов. Электродвигатели, длительно находящиеся в резерве, должны осматриваться и опробоваться вместе с механизмами по утвержденному графику. Бесперебойная работа основных агрега­тов оборудования во многом зависит от состояния и готовности к работе резервных электродвигателей. Резервные электродвигате­ли следует рассматривать как работающие.

Надзор за нагрузкой электродвигателей, вибрацией, темпе­ратурой подшипников и охлаждающего воздуха, уход за подшип­никами (поддержание уровня масла) и устройствами подвода воз­духа и воды для охлаждения обмоток, а также операции по пуску и останову двигателей осуществляются дежурным персоналом це­ха, обслуживающим механизмы.

Допускается осуществлять пуски электродвигателя с короткозамкнутым ротором 2 раза подряд из холодного состояния и 1 раз из горячего состояния.

Периодичность капитальных и текущих ремонтов электро­двигателей устанавливается в соответствии с местными условиями.

Периодичность ремонтов электродвигателей не регламенти­рована. Это позволяет выполнять ремонт электродвигателей в плановые сроки ремонта основных агрегатов оборудования. Уста­новленные периодичность и виды ремонта должны обеспечить на­дежную работу электродвигателей.

Профилактические испытания и измерения на электродви­гателях должны производиться в соответствии с Нормами испы­тания электрооборудования.

Испытание электроприводов

Объем и нормы приемосдаточных испытаний электрообору­дования изложены в ПУЭ.

У электродвигателей переменного тока напряжением до 1 кВ измеряют сопротивление изоляции, сопротивление реостатов и пускорегулировочных сопротивлений постоянному току, прове­ряют работу на холостом ходу или с ненагруженным механизмом и работу под нагрузкой.

Сопротивление изоляции статора измеряют мегомметром напряжением 1 кВ, а ротора — мегомметром напряжением 0,5 кВ. При температуре 10—30 °С сопротивление изоляции ста­тора должно быть не менее 0,5 МОм. Сопротивление изоляции ротора не нормируется. Сопротивление реостатов и пускорегулирующих сопротивлений должно отличаться от паспортных не бо­лее чем на 10 %. При этом также проверяют целостность отпаек.

Продолжительность проверки работы на холостом ходу не ме­нее 1 ч. Проверку работы под нагрузкой проводят при мощности, обеспечиваемой технологическим оборудованием к моменту сдачи ап­паратуры в эксплуатацию. При этом для электродвигателей с регули­руемой частотой вращения определяют пределы регулирования.

У электродвигателей переменного тока напряжением свыше 1000 В кроме перечисленных выше испытаний проверяют воз­можность включения под напряжение без сушки; испытывают повышенным напряжением промышленной частоты; измеряют сопротивления обмоток статора и ротора постоянному току; ис­пытывают воздухоохладитель гидравлическим давлением; изме­ряют вибрацию подшипников.

Испытания повышенным напряжением промышленной час­тоты проводят на полностью собранном двигателе. Испытание об­мотки статора проводят для каждой фазы отдельно относительно корпуса при двух других соединенных с корпусом. Продолжи­тельность испытания напряжением 1 мин, его значения приведе­ны в табл. 6.1.

Сопротивление обмоток статора и ротора постоянному току измеряют при мощности электродвигателя 300 кВт и более. Со­противления обмоток различных фаз должны отличаться друг от друга или от заводских данных не более чем на 2 %. Испытание воздухоохладителя проводят избыточным гидравлическим давле­нием 0,2—0,25 МПа в течение 10 мин. При этом не должно на­блюдаться снижения давления или утечки.

У электродвигателей переменного тока, поступающих на монтаж в разобранном виде, измеряют зазоры между ротором и статором; зазоры в подшипниках скольжения, а также разбег ро­тора в осевом направлении. Воздушный зазор между ротором и статором измеряют с помощью щупов, которые вводят в зазоры диаметрально противоположных точек или точек, сдвинутых от­носительно оси ротора на 90 °. Измерение проводят трижды, по­следовательно поворачивая ротор вокруг оси на 120 °. Значение зазора подучают как среднеарифметическое трех результатов из­мерений, каждое из которых не должно отличаться от среднего значения более чем на 10 %, а разбег ротора в осевом направле­нии не должен превышать 2 — 4 мм.

Измерение вибрации проводят на каждом подшипнике; ее предельное значение не должно превышать приведенные ниже:

Синхронная частота вращения: 3000, 1500, 1000, 750 и ме­нее об/мин.

Допустимая амплитуда вибрации подшипника: 50, 100, 130, 160 мкм.

Объем и нормы приемосдаточных испытаний электрообору­дования постоянного тока должны соответствовать ПУЭ. У элек­трических машин постоянного тока мощностью до 200 кВт на на­пряжение до 440 В определяют возможность включения без сушки; измеряют сопротивление изоляции, реостатов и пускорегулирующей аппаратуры постоянному току; проверяют работу на холостом ходу и под нагрузкой. Измерение сопротивления изоля­ции обмоток относительно корпуса и бандажей машины, а также между обмотками проводят мегомметром напряжением 1 кВ. Со­противление изоляции между обмотками и каждой обмоткой от­носительно корпуса должно быть не ниже 0,5 МОм при темпера­тур +10 — 30 °С. Сопротивление изоляции бандажей якоря не нормируется, а сопротивление изоляции бандажей якоря возбу­дителя должно быть не ниже 1 МОм. Сопротивление реостатов и пускорегулировочных сопротивлений должно отличаться от дан­ных завода-изготовителя не более чем на 10 %.

При работе под нагрузкой проверяют степень искрения коллектора, которая, если это специально не оговаривается заво­дом-изготовителем, не должна превышать 1,5.

В электрических машинах постоянного тока мощностью свыше 200 кВт на напряжение свыше 440 В дополнительно изме­ряют сопротивление постоянному току обмотки возбуждения (оно должно отличаться от данных завода-изготовителя не более чем на 2 %); испытывают повышенным напряжением промышленной частоты прочность изоляции (значение испытательных напряже­ний принимается по указаниям, приведенным в ПУЭ; продолжи­тельность приложения напряжения 1 мин); снимают характери­стики холостого хода и испытывают витковую изоляцию. Отклонение характеристики холостого хода от заводской должно быть в пределах точности измерения. При испытании витковой изоляции генераторов напряжение поднимается до 130 % от но­минального и выдерживается в течение 5 мин.

В электрических машинах постоянного тока, поступающих на место монтажа в разобранном виде, измеряют воздушные зазо­ры между полюсами. Значения зазоров в диаметрально противо­положных точках должны отличаться друг от друга не более чем на 10 % среднего значения зазора. Объем и нормы приемосдаточ­ных испытаний синхронных генераторов и компенсаторов содер­жатся в ПУЭ и аналогичны приведенным выше.

Вторичные цепи управления, защиты и сигнализации в релейно-контактных схемах установок до 1 кВ испытывают повы­шенным напряжением 1 кВ в течение 1 мин и измеряют сопро­тивление изоляции мегомметром 0,5 — 1 кВ. Сопротивление изоляции должно быть не менее 0,5 МОм; сопротивление изоля­ции цепей управления, защиты и возбуждения машин постоянно­го тока — не менее 1 МОм. Полностью собранные схемы прове­ряют на возможность функционирования при различных значениях оперативного тока. Автоматы и контакторы испыты­вают многократными включениями и отключениями при пони­женном и номинальном напряжениях оперативного тока (табл. 13.1).

Таблица 13.1 Нормы испытания автоматов и контакторов

 

Операция	Напряжение оперативного тока, % от номинального	Количество операций, шт.
Включение	90	5
Включение и отключение	100	5
Отключение	80	10

Все испытания и измерения оформляют актами и протоколами.