Испытания Электрических Машин
В главе будут рассматриваться испытания машин постоянного тока мощностью до 200 кВт. Объем проверки и испытания электрических машин перед пуском должен соответствовать требованиям действующих СНиП, ПУЭ (гл.
Стенд предназначен для испытания асинхронных и синхронных электродвигателей переменного тока мощностью от 100 до 1000кВт после капитального ремонта.
3.Основные ГОСТы применяемые при испытании 4 4. Программа приемо-сдаточных и приемочных испытаний для машин средней и большой мощностей по ГОСТ 183-74 5 5. Программа типовых и приемо-сдаточных испытаний трехфазных трансформаторов по ГОСТ 11677-85 7 6.
После ремонта 8 6.1 Нормы испытаний электрических машин после ремонта (по ПЭЭП) 9 6.1.1 Всыпные обмотки статора 9 6.1.2 Обмотки статора из прямоугольного провода 10 6.1.3 Обмотки ротора 10 6.1.4 Допустимые значения воздушного зазора 10 6.1.5 Импульсное испытательное напряжение витковой изоляции обмоток статора двигателей переменного тока 11 6.1.6 Испытательное напряжение промышленной частоты для изоляции машин постоянного тока мощностью более 3 кВт 11 6.2 Испытания трансформаторов после капитального ремонта 12 7. Измерение сопротивлений обмоток постоянному току в холодном состоянии 14 8. Измерение сопротивления изоляции между токоведущими частями и корпусом 17 9. Проверка электрической прочности изоляции между токоведущими частями и корпусом 18 10. Измерение уровня шума и вибрации при испытании электрических машин 19 Список литературы 26 1. Введение Электрические машины широко используются во всех промышленных и сельскохозяйственных и бытовых устройствах и механизмах, на транспорте и во многих других сферах деятельности человека.
Одним из важнейших показателей качества электрических машин является их надежность. Проверка рабочих свойств машин, их соответствие заданным требованиям, в том числе требованиям надежности, осуществляется путем испытаний в процессе изготовления и эксплуатации. По результатам испытаний судят не только о соответствии электрических машин требованиям стандартов и нормалей, но и ведут косвенный контроль за правильностью технологического процесса производства. Только при испытаниях можно доказать или опровергнуть теоретические положения, выдвигаемые в процессе развития теории электрических машин. По мере развития теории электрических машин (подтверждение положений которой невозможно без проведения соответствующих испытаний) и резкого увеличения выпуска самих машин развивалась теория промышленных испытаний, дающих не только качественные, но и точные количественные соотношения между различными параметрами электрической машины.
По мере расширения области применения электрических машин появлялись новые контролируемые параметры (например, стойкость к вибрациям и ударам, к высоким температурам, к высокому давлению и др.). Это в свою очередь требовало создания нового испытательного оборудования и методик оценки результатов испытаний.
На сегодняшний день все испытания в соответствии с их целями условно разделяются на промышленные и исследовательские. В процессе первых подтверждаются (или не подтверждаются) заложенные в машину при проектировании качества и характеристики. Исследовательские испытания позволяют уточнить физические процессы, происходящие в машине, и соответствующие им физические и математические модели. В последние годы при испытаниях электрических машин широкое применение находит вычислительная техника, как для обработки результатов испытаний, так и для нахождения количественных соотношений между отдельными контролируемыми параметрами испытуемых машин. Широкое распространение получили испытательные стенды под управлением ЭВМ, которые упрощают процесс испытаний. С технической точки зрения процесс автоматизированных испытаний готовых электрических машин состоит из автоматического сбора данных, программного вычисления измеренных величин и разработки протокола испытаний. Наряду с весьма простыми вычислениями типа определения КПД и коэффициента мощности разработаны более сложные и трудоемкие программы по определению параметров синхронной машины из опыта внезапного короткого замыкания (о которой речь пойдет ниже), определение параметров рабочих характеристик асинхронного двигателя по результатам опытов холостого хода и короткого замыкания и ряд других программ.
Традиционные методы определения параметров машин, основанные на ручной обработке осциллограмм, весьма трудоемки, не точны и дороги. Очевидно, что для повышения качества и достоверности испытаний, а также повышения производительности испытательных стендов требуется, особенно на этапах измерений и идентификации, автоматизация испытаний на базе использования современных микропроцессорных систем. Внедрение автоматизированных систем испытаний (АСИ) позволит снизить себестоимость и повысить качество электрических машин на стадии их производства.
^ Виды и характеристика испытаний электрических машин и трансформаторов Число различных испытаний, которым должна подвергаться электрическая машина для того, чтобы выявить ее соответствие всем техническим требованиям, достаточно велико. В то же время серийно выпускаемые электрические машины незначительно отличаются друг от друга. Поэтому испытания готовых электрических машин подразделены на ряд видов, основными из которых являются приемочные, приемо-сдаточные, периодические и типовые. Программы испытаний каждого из видов различны. ^ Приемочные испытания: проводятся по наиболее подробным программам, установленным стандартами для данного вида машин. Их целью является проверка соответствия выпускаемых машин всем техническим требованиям.
Приемочным испытаниям подвергаются головные образцы – первые промышленные образцы машин данного типа, выпущенные предприятием. Число образцов, которое необходимо взять для проведения приемочных испытаний, устанавливается в стандартах на данный тип машин. Все последующие машины должны выпускаться предприятием без изменения конструкции, технологии или применяемых для изготовления материалов. ^ Типовые испытания: проводят в тех случаях, если в конструкцию выпускаемых машин или в технологию их производства внесены изменения или если заменены материалы, из которых изготовлены детали машин, причем эти изменения могут повлиять на технические свойства или качество машин. Программа типовых испытаний обычно повторяет ряд пунктов приемочных, дающих возможность оценить конкретно те данные машины, на которые могли повлиять проведенные изменения. В программу могут быть также введены дополнительные испытания, отсутствующие в программе приемочных.
^ Приемо-сдаточным испытаниям: подвергаются все машины, выпускаемые предприятием. Программа приемо-сдаточных испытаний формируется из отдельных пунктов программы приемочных таким образом, чтобы при минимальных затратах времени можно было установить соответствие конкретного экземпляра машины основным техническим требованиям. ^ Периодические испытания: проводят в определенные сроки, которые устанавливаются в стандартах на данные типы машин для проверки качества машин, выпускаемых серийно.
Программы этих испытаний значительно шире приемо-сдаточных программ и приближаются к программам приемочных испытаний. Сроки проведения периодических испытаний могут быть сокращены, если результаты приемо-сдаточных испытаний покажут, что качество выпускаемых машин ухудшается по сравнению с данными приемочных испытаний. В этих случаях программа периодических испытаний составляется таким образом, чтобы могли быть выявлены причины этого ухудшения.
В отдельных случаях испытаниям, проводимым в целом по программам приемочных или с некоторым изъятием из них, придается специальное целевое назначение. Так, под квалификационными испытаниями понимаются испытания, проводимые особой комиссией над отобранными образцами установочной серии или первой промышленной партии с целью проверки готовности предприятия к выпуску продукции данного типа в заданном объеме. Подобным же образом под аттестационными испытаниями понимаются испытания, проводимые для оценки уровня качества продукции при ее аттестации. В процессе эксплуатации крупных электрических машин в определенные сроки проводятся эксплуатационные испытания, целью которых является проверка исправности машины; их программы устанавливаются самим потребителем. ^ Специальные испытания проводятся дополнительно к приемочным или приемо-сдаточным испытаниям по специальным программам и имеют целью установление соответствия машины особым требованиям, определяемым стандартами или техническими условиями на машины данного вида и входящими из пределов требований общих стандартов. Наиболее характерными задачами исследовательских испытаний являются: получение исходных данных для проектирования новых типов или технического усовершенствования существующих; установление возможной экономии применяемых материалов и замены их другими материалами; разработка новых методов расчета и уточнение существующих; проверка влияния новых технологических процессов, применяемых при изготовлении машин, на их качества. В последние годы развиваются испытания на математических моделях с применением ЭВМ, т.
Электрические Машины Переменного Тока
Проводятся испытания без изготовления электрической машины. В процессе производства электрической машины предусмотрен ряд испытаний ее отдельных ответственных узлов – проверка электрической прочности и сопротивления изоляции обмоток, проверка формы и качества поверхности коллектора, проверка чистоты охлаждающих каналов при непосредственном охлаждении обмотки, а также правильность схемы охлаждения, испытание отдельных механических частей машины на прочность (в частности испытание механической прочности роторов турбогенераторов и бандажей). ^ Основные ГОСТы применяемые при испытании Номер ГОСТ Наименование ГОСТ ГОСТ 11828-86 Машины электрические вращающиеся. Общие методы испытаний. ГОСТ 7217-79 Электродвигатели трехфазные асинхронные. Общие методы испытаний.
Испытание Электрических Машин Постоянного Тока
ГОСТ 10159-79 Машины электрические постоянного тока. Методы испытаний. ГОСТ 10169-77 Машины электрические трехфазные синхронные.
Методы испытаний. ГОСТ 17691-80 Преобразователи частоты электромашинные мощностью 250кВт и выше. Методы испытаний. ГОСТ 11929-87 Машины электрические вращающиеся.
Методы определения уровня шума. ГОСТ 12259-75 Машины электрические вращающиеся. Методы определения расхода охлаждающего газа. ГОСТ 12379-75 Машины электрические вращающиеся. Методы оценки вибрации. ГОСТ 20815-75 Машины электрические вращающиеся массой выше 2000кг.
Допустимые значения и методы испытаний. ГОСТ 25941-83 Машины электрические вращающиеся.
Методы определения потерь и коэффициента полезного действия. ГОСТ 25000—81 Машины электрические вращающиеся. Методы испытаний на нагревание ГОСТ 11677—85 Трансформаторы силовые.
Общие технические условия ГОСТ 3484—88 Трансформаторы силовые. Методы испытаний ГОСТ 1516.2— 76 Электрическое оборудование и электрические установки переменного тока на напряжение 3 кВ и выше. Общие методы испытаний электрической прочности изоляции Таблица 1 ^ 4.
Программа приемо-сдаточных и приемочных испытаний для машин средней и большой мощностей по ГОСТ 183-74 Таблица 2 № п/п Вид испытаний и проверок Тип машины МПТ СМ АД 1 Проверка номинальных данных машины. ПСИ -2 Испытание электромашинного возбудителя по программе приемо-сдаточных испытаний машин постоянного тока. ПСИ - 3 Испытание при повышенной частоте вращения. ПрИ ПСИ ПрИ ПСИ ПрИ 4 Измерение сопротивления изоляции обмоток относительно корпуса и между обмотками. ПрИ ПСИ ПрИ ПСИ ПрИ ПСИ 5 Определение коэффициента трансформации (для двигателей с фазным ротором).ПрИ ПСИ 6 Испытание изоляции обмоток относительно корпуса машины и между обмотками на электрическую прочность.
ПрИ ПСИ ПрИ ПСИ ПрИ ПСИ 7 Испытание междувитковой изоляции обмоток якоря на электрическую прочность. ПрИ ПСИ ПрИ ПСИ ПрИ ПСИ 8 Определение тока и потерь холостого хода.ПрИ ПСИ 9 Определение тока и потерь короткого замыкания.ПрИ ПСИ 10 Определение тока возбуждения генератора или частоты вращения двигателя при холостом ходе (для двигателей с последовательным возбуждением опыт проводят при независимом возбуждении). ПрИ ПСИ -11 Измерение сопротивления обмоток при постоянном токе в практически холодном состоянии. ПрИ ПСИ ПрИ ПСИ ПрИ ПСИ 12 Проверка коммутации при номинальной нагрузке и кратковременной перегрузке по току. ПрИ ПСИ -13 Определение характеристики холостого хода. ПрИ ПрИ ПСИ - 14 Определение характеристики установившегося трехфазного короткого замыкания (трехфазных машин) или однофазного короткого замыкания (однофазных машин).
ПрИ ПСИ - 15 Проверка состояния уплотнений и определение утечки водорода (для машин с водородным охлаждением). ПрИ ПСИ - 16 Измерение тока возбуждения в режиме ненагруженного перевозбужденного двигателя при номинальном напряжении и номинальном токе статора (якоря) и определение U-образной характеристики (для машин частотой 50 Гц и мощностью не более 1000 кВА). ПрИ - 17 Определение номинального тока возбуждения, номинального изменения напряжения и регулировочной характеристики. ПрИ - 18 Испытание на кратковременную перегрузку по току.
ПрИ - 19 Определение рабочей (скоростной) характеристики (для двигателей). ПрИ -20 Определение внешней характеристики (для генераторов). ПрИ -№ п/п Вид испытаний и проверок Тип машины МПТ СМ АД 21 Определение регулировочной характеристики (для генераторов и двигателей). ПрИ -22 Испытание на нагревание. ПрИ ПрИ ПрИ 23 Испытание механической прочности при ударном токе короткого замыкания.
ПрИ - 24 Определение коэффициента искажения синусоидальности кривой линейного напряжения. ПрИ - 25 Опытное определение индуктивных сопротивлений и постоянных времени обмоток (для машин мощностью свыше 100 кВА). ПрИ - 26 Испытание электромашинного возбудителя по программе типовых испытаний машин постоянного тока. ПрИ - 27 Определение тока третьей гармонической, если машина предназначена для работы при соединении обмотки статора в треугольник). ПрИ - 28 Определение скорости нарастания напряжения возбудителя для СГ и СК (для машин мощностью свыше 3000 кВА). ПрИ - 29 Определение начального пускового, минимального и входного вращающих моментов и начального пускового тока синхронных двигателей и начального пускового тока синхронных компенсаторов, не имеющих пусковых двигателей. ПрИ - 30 Определение области безыскровой работы (для машин с добавочными полюсами) и проверка качества коммутации.
ПрИ -31 Определение коэффициента полезного действия. ПрИ ПрИ ПрИ 32 Определение коэффициента мощности и скольжения.ПрИ 33 Испытание на кратковременную перегрузку по току.ПрИ 34 Определение максимального вращающего момента.ПрИ 35 Определение минимального вращающего момента в процессе пуска (для двигателей с короткозамкнутым ротором).ПрИ 36 Определение начального пускового вращающего момента и начального пускового тока (для двигателей с короткозамкнутым ротором).ПрИ 37 Измерение вибрации. ПрИ ПрИ ПрИ 38 Измерение биения коллектора. ПрИ -39 Измерение радиопомех. ПрИ -40 Измерение уровня шума.
ПрИ ПрИ ПрИ ^ 5.