Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

OTchet_po_7_labe

.docx
Скачиваний:
27
Добавлен:
12.04.2015
Размер:
57.5 Кб
Скачать

Ставропольский Государственный Аграрный Университет

Лабораторная работа

ИССЛЕДОВАНИЕ СПОСОБОВ СУШКИ ОБМОТОК ТРАНСФОРМАТОРОВ И ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ

Проверил: доцент к.т.н. Ершов А.Б.

Ставрополь 2014 г

Цель работы: исследовать наиболее распространенные способы сушки трансформаторов и обмоток электродвигателей, овладеть приближенными методами расчета параметров сушки и способами измерения увлажнения изоляции.

КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

В процессе эксплуатации, транспортировки, хранения изоляционные конструкции электродвигателей и трансформаторов увлажняются от длительного соприкосновения с влажным воздухом или в результате отпотевания при резком изменении температуры, в результате окислительных процессов в масле, залитом в бак трансформатора.

Появление влаги в изоляции приводит к резкому снижению ее электрической прочности и требует проведения сушки.

Необходимость сушки оценивается на основе измерения параметров изоляции, характеризующих ее диэлектрические свойства.

Способы обнаружения увлажнения изоляции

Наиболее простым и приемлемым способом оценки технического состояния изоляции является эксплуатационный контроль - анализ изменения сопротивления изоляции постоянному току.

За сопротивление изоляции RИЗ принимается показание мегаомметра через 60с после начала измерений, т.е. RИЗ = R60.

Измеренное сопротивление сравнивают с результатом предыдущих измерений или же с результатом заводских измерений (но необходим учет температуры окружающей среды).

Величина сопротивления изоляции не является всеобъемлющей характеристикой изоляции. О степени увлажнения изоляции судят по коэффициенту абсорбции:

Ка = ,

где R15 – показания мегомметра через 15с после начала измерения.

Если Ка ≥ 1,3, то делают вывод о допустимости дальнейшей эксплуатации силового трансформатора или электрической машины. Если Ка< 1,3, то делают вывод о недопустимом увлажнении изоляции и необходимости сушки увлажнившейся изоляции.

Примечание:

1. Данная методика применительна для крупных машин мощностью более 100кВт и напряжением свыше 1000В. Такие машины имеют большую массу изоляции, и время ее поляризации соответствует рекомендуемым значениям 15с и 60с. Машины меньшей мощности и особенно низковольтные машины имеют значительно меньше массы изоляции и соответственно меньшее время поляризации. Поэтому в данной работе R15 следует измерять по истечении от момента приложения напряжения.

2. После изготовления главную изоляцию электродвигателя, испытывают повышенным напряжением, величина которого, В

Uисп = 2Uн + 1000

и для электродвигателей с номинальным напряжением 220/380В принимается равным

Uисп = 1750 В.

По этой причине использовать мегаомметр на напряжение 2500В при измерении изоляции электродвигателя нельзя. Измерение сопротивления изоляции осуществляют мегаомметром на напряжение 1000В.

3. В трансформаторах без масла изоляцию обмоток высшего напряжения по отношению к заземленному корпусу измеряют мегаомметром на напряжение 2500В, а обмоток низшего (потребительского) напряжения - мегаомметром на напряжение 1000В. Дополнительной оценкой состояния изоляции является оценка по методу "емкость-частота", такие измерения проводятся в ремонтной практике для оценки скорости увлажнения изоляции. Контроль осуществляется прибором типа ПКВ - 7 и позволяет найти отношение емкости изоляции при частоте 2 Гц к емкости при промышленной частоте 50 Гц, т.е. прибором ПКВ-7 можно оценить отношение С250.

Для абсолютно сухой изоляции это отношение приближается к единице, т.е.

Для увлажненной изоляции С250> 1, но обычно не должно превышать значения С250 ≤ 1,2 при t0 = + 20 0С.

Сушка изоляции обмоток трансформаторов

Изоляцию обмоток трансформатора можно сушить различными способами: в сушильных печах, при помощи ламп инфракрасного света, током короткого замыкания, потерями в собственном баке и токами нулевой последовательности. В условиях эксплуатации наиболее широко применяются последние три способа.

Сушка потерями в собственном баке

Способ заключается в следующем. На бак трансформатора (рисунок 1) укладывают дополнительную намагничивающую обмотку из гибкого изолированного провода (при необходимости бак теплоизолируют асбестом), и подключают к источнику переменного тока.При протекании тока по намагничивающей обмотке создается магнитный поток, замыкающийся по баку трансформатора. Потери на вихревые токи, обусловленные переменным магнитным потоком, нагревают бак трансформатора, и затем теплота передается изоляции обмоток.

Рисунок 1 - Схема сушки трансформатора потерями в собственном баке

Достоинства:

Cушка производится на месте установки трансформатора, без его транспортировки, при наличии любого источника питания низкого напряжения.

Недостатки:

Необходимо изготовлять специальную намагничивающую обмотку; большой расход электроэнергии; источник тепла располагается снаружи (потери в баке), поэтому поток тепла и влаги имеют встречное направление (тепло - во внутрь, влага - изнутри в окружающую среду); достаточно велико время сушки.

В основе расчета основных параметров сушки используется уравнение баланса мощности теплоотдачи и теплопоступлений трансформатора при установившейся температуре изоляции.

При расчете требуется определить число витков намагничивающей обмотки W; мощность Р, потребную для сушки; силу тока I в намагничивающей обмотке и диаметр провода d.

Исходными данными являются: напряжение источника токаU; геометрические размеры трансформатора (периметр бака l , полная поверхность F и поверхность бака, на которой размещена намагничивающая обмотка F0); температура окружающей среды t0 и конечная температура бака tк; коэффициент теплоотдачи Кт.

Необходимое число витков определяют из формулы:

W = (UA)/l

где U - напряжение источника тока, В;

l - периметр бака, м.

Величину А находят из таблицы 1 в зависимости от удельных (греющих) потерь ΔР (кВт/м2), которые определяют из условия баланса мощности нагрева Р и мощности потерь теплоты с поверхности бака Р1

Мощность нагрева:

Р = ΔРF0

где F0 = h0l - поверхность бака, на которую наматывается намагничивающая обмотка, м;

h0- высота стенки бака, на которую наматывается намагничивающая обмотка, м.

Потери мощности в окружавшую среду:

Р1 = КТF(tK – t0),

где КТ - коэффициент теплоотдачи, Вт/м2·град (для утепленного асбестом трансформатора КТ = 5,3; для неутепленного – КТ = 12);

tK- конечная температура нагрева бака, обычно равная 1050С;

При установившемся процессе сушки:

Р = Р1, а ΔР = КТ(tK – t0).

Таблица 1 – Значения величины А, в зависимости от мощности нагрева Р

Р, кВт/м2

А

Р, кВт/м2

А

Р, кВт/м2

А

0,75

0,8

0,85

0,9

0,95

1,0

1,05

1,1

1,15

2,33

2,26

2,18

2,12

2,07

2,02

1,97

1,92

1,88

1,2

1,25

1,3

1,35

1,4

1,45

1,5

1,6

1,7

1,84

1,81

1,79

1,77

1,74

1,71

1,68

1,65

1,62

1,8

1,9

2,0

2,1

2,2

2,3

2,4

2,5

3,0

1,59

1,56

1,54

1,51

1,49

1,46

1,44

1,42

1,34

Величина тока в намагничивающей обмотке:

I= ,

где cosφ = 0,5…0,55 для трансформаторов с гладкими или трубчатыми баками; для трансформаторов с ребристыми баками cosφ ≈ 0,3.

Диаметр не изолированного провода:

d = (мм),

где j = 2...6 А/мм2 - плотность тока в намагничивающей обмотке.

Исходные данные:

U=220В

а=0,6 м

в=0,4 м

L=2м

h=0,75м

h0=0,5 м

Расчет параметров намагничивающей обмотки

  1. Находим площадь поверхности бака:

F=hL+2*a*в=0,75*2+2*0,6*0,4=

  1. Разметка бака на которой размещена обмотка:

F0=h0*L=0,5*2=1

Начальная температура: t0=25C

Конечная температура нагрева бака: tK=105 С.

  1. Потери мощности в окружавшую среду при установившемся процессе сушки:

4.Мощность нагрева:

5. Необходимое число витков:

6. Величина тока в намагничивающей обмотке:

7. Диаметр не изолированного провода:

Таблица2 - Результаты расчетов и измерений параметров сушки трансформатора

Параметр

Время, мин

0

30

60

80

Фаза А

R60

140

40

30

-

R15

120

35

17

-

Фаза В

R60

120

60

35

-

R15

110

50

30

-

Фаза С

R60

135

35

30

-

R15

125

30

20

-

Ка = R60/ R15

А -

1,16

1,14

1,76

-

В -

1,09

1,2

1,16

-

С -

1,08

1,16

1,5

-

Таблица 3 - Результаты измерений коэффициента абсорбции

Время, мин

0

30

60

80

Ка = R60/ R15

1,16

1,14

1,76

-

Вывод: при проведении лабораторной работы, я исследовал наиболее распространенные способы сушки трансформаторов и обмоток электродвигателей, на практике производил сушку трансформатора методом собственных потерь в баке.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]