Основне призначення магнітопроводу - підсилення магнітного зв'язку між обмотками трансформатора, тобто зменшення магнітного опору контура, крізь який проходить магнітний потік.

Магнітопроводи можуть мати П - або Ш-подібну форму. Трансформатори з П-подібними магнітопроводами називаються стержньовими (Мал.2.18 а), а з Ш-подібними - броньовими (Мал.2.18 б). Частини магнітопроводу, на яких розміщені обмотки, називаються стержнями, а частини, на яких немає обмоток, - ярмом.

У трансформаторах малої потужності, які використовуються при частотах понад 20 кГц, феромагнітний магнітопровід відсутній, оскільки він фактично не проводить магнітного потоку через витиснення його до поверхні магнітопроводу.

Обмотки трансформаторів виготовляють з мідного (рідше - з алюмінієвого) дроту круглого або прямокутного перерізу. Обмотка, до якої підводиться електрична енергія, називається первинною, а обмотка, від якої відводиться електрична енергія, - вторинною.

Розглянемо принцип дії однофазного двообмоткового трансформатора (Мал.2.19).

Мал. 2.19. Схема принципу дії однофазного двообмоткового трансформатора

Під час вмикання первинної обмотки трансформатора до мережі змінного струму з напругою U₁ ній виникає струм I₁ який збуджує в магнітопроводі змінний магнітний потік Ф. Заїкаючись по магнітопроводу, змінний магнітний потік перетинає витки обмоток та індукує в первинній обмотці w₁е. р. с. e1, а вторинній обмотці w₂е. р. с. e₂. Під час вмикання вторинної мотки до навантажування е. р. с. е2 створить у ній струм I₂ Отже, у трансформаторі електрична енергія первинного кола з параметрами U₁, I₁ та частотою f перетворюється в електричну енергію змінного струму з параметрами U₂, I₂ та частотою f.

Поряд з основним магнітним потоком у трансформаторі ще змінні магнітні потоки розсіювання Ф_р1 та Ф_р2, які замикаються навколо витків первинної та вторинної обмоток в основному через повітря. Магнітні лінії потоків розсіювання зчеплені тільки; витками своєї обмотки і не беруть участі у передачі енергії з первинного кола до вторинного. У кожній з обмоток вони створюють е. р. с. e₁ і e₂; відповідно. Змінні е. р. с. е₁ і е₂ залежать від кількості витків і швидкості зміни магнітного тобто струми в трансформаторі обернено пропорційні їхнім напругам.

У деяких випадках буває необхідно змінювати напругу в невеликих межах. Це найпростіше зробити не двохобмотувальні трансформаторами, а однообмоточнимі, званими автотрансформаторами. Якщо коефіцієнт трансформації мало відрізняється від одиниці, то різниця між величиною струмів в первинній і у вторинній обмотках буде невелика. Що ж станеться, якщо об'єднати обидві обмотки? Вийде схема автотрансформатора (Мал.2.20).

Автотрансформатори відносять до трансформаторів спеціального призначення. Автотрансформатори відрізняються від трансформаторів тим, що у них обмотка нижчої напруги є частиною обмотки вищої напруги, тобто ланцюга цих обмоток мають не тільки магнітну, але і гальванічний зв'язок.

У залежності від включення обмоток автотрансформатора можна отримати підвищення або пониження напруги. матора.

Мал. 2.20. Автотронсформатор Схеми однофазних автотрансформаторів: а - понижуючого, б - підвищує.

Якщо приєднати джерело змінної напруги до точок А і Г, то в сердечнику виникне змінний магнітний потік. У кожному з витків обмотки буде индукуватися ЕРС однієї і тієї ж величини. Очевидно, між точками а і Х виникне ЕРС, рівна ЕРС одного витка, помноженої на число витків, укладених між точками а і Х.

Якщо приєднати до обмотки в точках a і Х яку-небудь навантаження, то вторинний струм I2 буде проходити по частині обмотки і саме між точками a та Х. Але оскільки за цими ж витків проходить і первинний струм I1, то обидва струму геометрично складуться, і по ділянці aХ буде протікати дуже невеликий за величиною струм, який визначається різницею цих струмів. Це дозволяє частину обмотки зробити з дроту малого перерізу, щоб заощадити мідь. Якщо взяти до уваги, що ця ділянка становить більшу частину всіх витків, то й економія міді виходить досить відчутною.

Таким чином, автотрансформатори доцільно використовувати для незначного зниження або підвищення напруги, коли в частині обмотки, що є спільною для обох ланцюгів автотрансформатора, встановлюється зменшений струм що дозволяє виконати її більш тонким дротом і заощадити кольоровий метал. Одночасно з цим зменшується витрата сталі на виготовлення магнітопроводу, перетин якого виходить менше, ніж у трансформатора.

У електромагнітних перетворювачах енергії - трансформаторах - передача енергії з однієї обмотки в іншу здійснюється магнітним полем, енергія якого зосереджена в магнітопроводі. У автотрансформаторах передача енергії здійснюється як магнітним полем, так і за рахунок електричного зв'язку між первинною і вторинною обмотками.

Монтаж електродвигунів. При монтажі електродвигунів керуються спеціальними інструкціями заводів - виготовників. Однією з основних операцій підготовчих робіт перед початком монтажу є перевірка фундаментів. Перевіряють бетон, який використовується для фундаментів.

При перевірці фундаментів розміри звіряють з даними двигуна: подовжньою віссю вала двигуна, поперченими осями станин, реперами висоти. Перевірку проводять нівеліром і натягнутим візирними струнами стальних проволок.

В склад підготовчих робіт належить підбір необхідних робочих інструментів, вимірювальних приладів, такелажних механізмів із стропами, заздалегідь випробуваних. Далі відповідно відбувається розпаковка електричних двигунів, очистка від бруду, іржі, антикорозійних покрить.

Підготовка двигунів до монтажу включає в себе наступні технологічні операції:

1. Зовнішній огляд;

2. Очистка фундаментальних плит;

3. Промивка фундаментальних болтів уайт - спиртом і перевірку якості різьби;

4. Огляд виводів, щіткового механізму, колекторів або контактних кілець;

5. Огляд стану підшипників, промивку підшипникових стояків і картерів;

6. Перевірку зазору між кришкою і вкладишем підшипника ковзання, валом і ущільненням підшипників;

7. Розтин повітряного зазору між активною сталлю ротора і статора;

8. Перевірку вільного обертання ротора і відсутність зачіпань вентиляторів за кришки торцевих щитів;

9. Перевірка мегоомметром опору ізоляції всіх обмоток, щіткової траверси та ізолюючих підшипників;

10. Огляд електричного двигуна проводять на стенді у спеціально виділеному в цеху приміщенні.

Якщо зовнішніх пошкоджень не виявлено, електродвигуни продувають стисненим повітрям. При продувці ротор електродвигуна повертають вручну, перевіряючи вільне обертання вала у підшипниках. Зовні двигун протирають ганчіркою, змоченою в керосині.

Промивку підшипників ковзання в час монтажу проводять наступним чином: із підшипників видаляють залишки мастила, відвернув спускні пробки. Потім, загвинтивши їх, в підшипники наливають керосин і обертають руками якір або ротор. Далі вгвинчують спускні пробки і дають стекти всьому керосину. Після промивки підшипників керосином їх необхідно промити мастилом, яке уносить за собою залишки керосину.

Тільки після цього їх заповнюють свіжим мастилом на 1/2 або 1/3 об'єму ванни.

Вимірювання опору ізоляції електродвигунів постійного струму проводять між якорем і котушками збудження (полюсами), перевіряють опір ізоляції якоря, щіток і котушок збудження по відношенню до корпуса. При вимірюванні опору ізоляції, під'єднаного до мережі електродвигуна необхідно від'єднати всі провода, підведені до електродвигуна від мережі і реостата. Між щітками і колектором при вимірюванні поміщають ізолюючу прокладку із магніту, електрокар тону, фібри, гумової трубки і т.д.

У електродвигунів трифазного струму з короткозамкненим ротором проводять вимірювання опору ізоляції тільки обмоток статора по відношенню до землі (корпуса) і друг до друга. Це можливо при виведених шести кінцях обмотки. Якщо виведені тільки три кінці обмотки, вимірювання проводять тільки по відношенню до землі (корпуса).

Монтаж трансформаторів. Трансформатори, що доставляються замовником на територію підстанції, повинні бути при транспортуванні орієнтовані щодо фундаментів у відповідності з робочими кресленнями.

Силові трансформатори доставляють на місце установки повністю зібраними і підготовленими до включення в роботу. Тільки у випадках, коли не дозволяють вантажопідйомність транспортних засобів і скрутність габаритів, трансформатори великої потужності доставляють зі знятими радіаторами, розширювачем і вихлопною трубою.

Розглянемо основні монтажні операції при установці трансформаторів в камері або на фундаменті ОРУ.

Трансформатор доставляють на місце установки на автомашині, спеціальному транспорті (трейлері) або на залізничній платформі і встановлюють на фундамент або в камеру за допомогою лебідок і поліспастів, а якщо дозволяє вантажопідйомність - кранами.

Підйом трансформаторів 630 кВА і вище виробляють за гаки, приварені до стінки бака. Трансформатори до 6300 кВА відправляють з підприємства-виробника заповненими маслом, менше 2500 кВА - у зібраному вигляді, трансформатори 2500, 4000 і 6300 кВ-А - зі знятими радіаторами, розширювачем і вихлопною трубою.

Пересування трансформаторів по похилій площині виробляють з ухилом не більше 15°. Швидкість переміщення трансформатора в межах підстанції на власних ковзанках не повинна перевищувати 8 м / хв.

При установці трансформатора на місце, щоб уникнути утворення повітряних мішків під кришкою бака під катки з боку розширювача кладуть сталеві пластинки (підкладки).

Товщину підкладок вибирають такий, щоб кришка трансформатора мала підйом у бік розширювача, рівний 1% при установці розширювача по вузькій стороні трансформатора і 1,5% при установці його по широкій стороні. Довжину прокладок роблять не менше 150 мм.

Катки трансформаторів зміцнюють на напрямних упорами, що встановлюються з обох сторін трансформатора. Трансформатори масою до 2 т, не забезпечені котками, встановлюють безпосередньо на фундаменті. Корпус (бак) трансформатора приєднують до мережі заземлення.

При монтажі трансформаторів (2500, 4000 і 6300 кВА), що поставляються до місця установки зі знятими радіаторами, розширювачем і вихлопною трубою, виконують такі роботи:

1) промивають радіатори чистим сухим трансформаторним маслом і випробовують їх у відповідності з інструкцією підприємства-виробника на відсутність течі масла.

Проварені радіатори піднімають краном у вертикальне положення і сблочують фланці радіаторів з фланцями патрубків на кожусі трансформатора. Між фланцями прокладають ущільнюючі прокладки з пробки або маслостійкої гуми,

2) промивають розширювач чистим сухим трансформаторним маслом і краном встановлюють його на місце. Потім з'єднують його на фланцевих ущільненнях з маслопроводів і кришкою трансформатора і встановлюють у розтин маслопроводу газове реле. Газове реле повинна бути попередньо підтверджено у лабораторії.

Корпус газового реле, систему поплавців і кришку реле встановлюють так, щоб стрілка на корпусі була спрямована до розширювачі. Газове реле встановлюють строго горизонтально.

3) промивають вихлопну трубу чистим сухим трансформаторним маслом і встановлюють її на кришці трансформатора. На верхньому фланці труби встановлюють скляну мембрану на гумовій або пробковою прокладці та пробку для випуску повітря. Товщина стінки мембрани повинна бути не більше 2,5 мм при діаметрі 150 мм, 3 мм при діаметрі 200 мм і 4 мм при діаметрі 250 мм.

Вихлопну трубу встановлюють на ущільнюючих прокладках і розташовують так, щоб при аварійному викиді масло не потрапляло на ошиновки, кабельні муфти і сусіднє обладнання. Для виконання цієї вимоги допускається встановлення загороджувального щита у отвори труби,

4) встановлюють з ущільненням з азбестового шнура, просоченого бакелітовим або гліфталевим лаком температурний датчик для манометричного, ртутно-контактного і дистанційного термометра. Гільзи, в яких встановлюють ртутні або ртутно-контактні термометри, заповнюють трансформаторним маслом і закривають,

5) заливають кожен радіатор за допомогою центрифуги або фільтр-преса чистим сухим трансформаторним маслом до тих пір, поки воно не почне витікати з верхньої пробки радіатора.

Відкривають верхні і нижні крани, що з'єднують радіатори з баком трансформатора, і приступають до доливці (центрифугою або фільтр-пресом) розширювача. Перед долівкою відкривають пробки на верху вихлопної труби і на кришці трансформатора, кран на маслопровід, що з'єднує розширювач з баком, а також край на кришці газового реле.

При доливці в розширювач масла, по мірі того як воно починає витікати з відкритих верхніх пробок на радіаторах, пробки щільно загортають. Потім таким же чином закривають пробки на кришці газового реле. Після доливання масла до рівня в маслоуказателе, відповідного температурі навколишнього повітря, закривають пробку на верху вихлопної труби.

Технічне обслуговування електричних машин. У залежності від габаритних розмірів, маси і характеру ремонту електричної машини, а також наявності або відсутності необхідних розумів для ремонту її ремонтують або на місці, або в електроремонтному цеху, або на електроремонтному заводі.

Машини ушкоджуються частіше всього через неприпустимо тривалу роботу без ремонту, поганого експлуатаційного обслуговування або порушення режиму роботи, на який вони розраховані. Ушкодження електричних машин бувають механічні й електричні.

До механічних ушкоджень відносять: виплавку баббіта в підшипниках ковзання; руйнація сепаратора, кільця, кульки або роликів підшипників гойдання; деформацію або поломку вала ротора (якорі); утворення глибоких виробіток ("доріжок”) на поверхні колекторів і контактних каблучок; ослаблення кріплення полюсів або сердечника статора до станини, розрив або сповзання дротових бандажів роторів (якорів); послаблення пресовки сердечника ротора (якорю) і ін.

Електричними ушкодженнями є пошкодження ізоляції на корпусі, обрив провідників в обмотці, замикання між витками обмотки, порушення контактів і руйнація з'єднань, виконаних паянням або зварюванням, неприпустиме зниження опору ізоляції внаслідок її старіння, руйнації або зволоження та ін.

Електрослюсар по ремонті електричних машин повинний добре знати характерні ознаки, а також способи виявлення й усунення різних ушкоджень і несправностей, що виникають у цих машинах.

Несправності й ушкодження електричних машин не завжди можна виявити шляхом зовнішнього огляду, тому що деякі з них (виткові замикання в обмотках статорів, пробій ізоляції на корпус, замикання пластин колектора. Порушення пайки в обмотках і ін.) носять схований характер і можуть бути визначені тільки після відповідних вимірів і іспитів.

У число перед ремонтних операцій по виявленню несправностей електричних машин входять: вимір опору ізоляції обмоток (для визначення ступеня її зволоження), іспит електричної прочність ізоляції, перевірка на холостому ходу машини цілості підшипників, розміри осьового розбігу ротора (якорю), правильності прилягання щіток колектору і контактним кільцям, розміри вібрації, визначення розміру зазорів між обертовими і нерухомими частинами машинами, а також перевірка стану кріпильних деталей, щільності посадки підшипникових щитів на заточеннях станини і відсутності ушкоджень (тріщин, сколовши) в окремих деталей машини.

Технічне обслуговування трансформаторів. Найбільше уразливою частиною трансформатора, що часто ушкоджується, є його обмотки ВН і рідше НН. Ушкодження частіше усього виникають внаслідок зниження електричної прочності ізоляції на будь-якій ділянці обмотки, у результаті чого відбувається електричний пробій ізоляції між витками і їхнє замикання на цій ділянці, що приводить до виходу трансформаторів із ладу. Часто бувають випадки переходу напруги з обмотки ВН на обмотку НН через погіршення стану ізоляції між ними.

У трансформаторах можуть ушкоджуватися також уведення, перемикачі, кришка й інші деталі. Зразкове співвідношення (у відсотках) ушкоджень окремих частин трансформатора наступне: обмотки і що струмопровідні частини - 53, вводи 18, перемикачі - 12, всі інші, узяті разом, - 17. Дослідження причин аварійних виходів трансформаторів із ладу показали, що звичайно аварії відбуваються через задовільне обслуговування і низьку якість ремонту.

Трансформатор з ушкодженими обмотками або іншими його частинами підлягає негайному виводу з роботи і ремонту. Трансформатор надходить у дефектаційно-подготовче відділення, що складається з трьох ділянок: розбирання і мийки, дефектировки обмоток і механічної частини трансформатора.

Дефектировкою трансформатора називають комплекс робіт з виявлення характеру і ступеня ушкоджень його окремих частин. Робота по дефектировці найбільше відповідальний етап ремонту, оскільки при цьому визначаються дійсний характер і розміри ушкоджень, а також об'єм майбутнього ремонту і потреба в ремонтних матеріалах і оснастці. Тому виконуючий дефектировку повинен добре знати не тільки ознаки і причини несправності, але і способи їхнього безпомилкового виявлення й усунення. Ушкодження зовнішніх деталей трансформатора (розширника, бака, арматури, зовнішньої частини введень, пробивного запобіжника) можна виявити ретельними оглядами, а внутрішніх деталей - різними іспитами. Однак результати випробувань не завжди дозволяють точно установити дійсний характер ушкоджень, оскільки будь-яке відхилення від норми, виявлене в результаті випробувань (наприклад, підвищений струм холостого ходу), може бути викликано різними причинами, у тому числі витковим замиканням в обмотці, наявністю замкнутого контуру струму через стяжні болти і деталі, що пресують, неправильним вмикання паралельних обмоток та ін.

2.4 Основні пошкодження силового електроустаткування та їх усунення

Організація ремонту

При експлуатації устаткування відбувається знос окремих деталей і вузлів, старіння ізоляції. Це може призвести до зниження його продуктивності, зменшенню потужності, а в окремих випадках - і до втрати працездатності. Ушкодження устаткування, як правило, є слідством невчасного ремонту, порушення режимів експлуатації і незадовільного обслуговування. При невчасному усуненні дефектів устаткування може вийти з ладу, що зажадає збільшення витрат на ремонт. В окремих випадках ушкодження настільки значні, що взагалі не удається відновити устаткування.

На промислових підприємствах надійність роботи електроустаткування забезпечується при дотриманні системи планово-попереджувальних ремонтів. Система містить у собі не тільки сукупність заходів щодо ремонту устаткування, але і по технічному відході за ним. Всі ці заходи попереджують інтенсивний знос устаткування, усувають можливість випадкового його виходу з ладу і створюють необхідні умови для ремонту з дотриманням високої якості робіт.

Заводському електрику часто припадає займатися технічним обслуговуванням і поточним ремонтом устаткування.

Технічне обслуговування, як правило, роблять у процесі роботи устаткування з використанням перерв, робітників днів і змін і виконують силами" обслуговуючого персоналу. Добре налагоджена робота з технічного обслуговування забезпечує надійну і безперебійну роботу устаткування, скорочує витрати на ремонт і експлуатацію. Технічне обслуговування містить у собі роботи, спрямовані на підтримку електроустаткування в справному стані і на забезпечення його працездатності в процесі експлуатації. Воно передбачає систематичне спостереження за роботою, відхід і регулярне проведення оглядів. При технічному - обслуговуванні здійснюють контроль за дотриманням режимів роботи, правил експлуатації, інструкцій заводів-виготовлювачів і місцевих експлуатаційних інструкцій; усувають дрібні несправності, що не потребують відключення устаткування і мереж; здійснюють регулювання, чищення продування і мастило. У задачу технічного обслуговування входить також швидке, що не потребує ремонту відновлення працездатності устаткування, що відключається, або ділянки мережі. При необхідності можуть бути зроблені короткочасне припинення устаткування і відключення мереж для попередження аварійних ситуацій.

При поточному ремонті забезпечується підтримка енергетичного устаткування в працездатному стані до такого чергового планового ремонту.

У об'єм робіт із поточного ремонту включають операції, виконувані при технічному обслуговуванні: огляд устаткування, перевірка, ремонт вузлів і деталей з усуненням дефектів, що виникнули в процесі експлуатації, регулювання й іспит на неодруженого ходу і під навантаженням. При необхідності роблять повне або часткове розбирання окремих вузлів у потрібному для проведення ремонту обсязі, ремонтують або заміняють вузли, що швидкозношувальні деталі і.

Поточний ремонт виконують силами ремонтних підрозділу підприємства, а при необхідності залучають і обслуговуючий персонал. Терміни ремонту і їхня періодичність визначаються особливістю конструкції устаткування, його призначенням і місцевими умовами експлуатації (температура, забруднення виробничого середовища, змінність робіт).

Моральний знос - результат старіння цілком справного резервного або працюючого електроустаткування, подальша експлуатація якого недоцільна через створення нового, технічно більш зробленого або більш економічного устаткування аналогічного призначення. Цей вид зносу електроустаткування - закономірний процес, обумовлений розвитком науки і безупинного технічного прогресу.

Однак експлуатація електроустаткування, що морально зносилося, може статті технічно й економічно доцільною, якщо при капітальному ремонті здійснити модернізацію, при котрій його техніко-економічні параметри можуть бути максимально наближені до параметрів аналогічного більш досконалого електроустаткування. Модернізація електроустаткування має велике народногосподарське значення.

Обслуговування і ремонт електричних машин.

У залежності від габаритних розмірів, маси і характеру ремонту електричної машини, а також наявності або відсутності необхідних розумів для ремонту її ремонтують або на місці, або в електроремонтному цеху, або на електроремонтному заводі.

Машини ушкоджуються частіше всього через неприпустимо тривалу роботу без ремонту, поганого експлуатаційного обслуговування або порушення режиму роботи, на який вони розраховані. Ушкодження електричних машин бувають механічні й електричні.

До механічних ушкоджень відносять: виплавку баббіта в підшипниках ковзання; руйнація сепаратора, кільця, кульки або роликів підшипників гойдання; деформацію або поломку вала ротора (якорі); утворення глибоких виробіток ("доріжок”) на поверхні колекторів і контактних каблучок; ослаблення кріплення полюсів або сердечника статора до станини, розрив або сповзання дротових бандажів роторів (якорів); послаблення пресовки сердечника ротора (якорю) і ін.

Електричними ушкодженнями є пошкодження ізоляції на корпусі, обрив провідників в обмотці, замикання між витками обмотки, порушення контактів і руйнація з'єднань, виконаних паянням або зварюванням, неприпустиме зниження опору ізоляції внаслідок її старіння, руйнації або зволоження та ін.

У число перед ремонтних операцій по виявленню несправностей електричних машин входять: вимір опору ізоляції обмоток (для визначення ступеня її зволоження), іспит електричної прочність ізоляції, перевірка на холостому ходу машини цілості підшипників, розміри осьового розбігу ротора (якорю), правильності прилягання щіток колектору і контактним кільцям, розміри вібрації, визначення розміру зазорів між обертовими і нерухомими частинами машинами, а також перевірка стану кріпильних деталей, щільності посадки підшипникових щитів на заточеннях станини і відсутності ушкоджень (тріщин, сколовши) в окремих деталей машини.

Таблиця 1. Несправності трифазних асинхронних двигунів і способи їх усунення

Несправність	Можлива причина	Спосіб виявлення або усунення
Двигун не запускається без навантаження. Відсутній пусковий момент	Обрив (в однім із проводів) лінії живлення Обрив в одній з обмоток фаз статора двигуна (при вмиканні зіркою)	Перевірка напруги лінії (лінійні напруги) Перевірка запобіжників або струму в живлячих проводах, або опору обмоток фаз
Двигун не розвиває номінальну частоту обертання і гудить	Одностороннє тяжіння ротора внаслідок зносу підшипників, перекосу підшипникових щитів або вигину вала	Перевірка зазору між статором і ротором
Двигун зупиняється при збільшенні навантаження. Пусковий або максимальний момент недостатній	Знижена напруга мережі Вмикання фаз обмотки зіркою замість трикутника Обрив в одній з обмоток фаз статора двигуна (при вмиканні фаз трикутником) Міжвиткове замикання в обмотці статора Обрив або розпайка в обмотці ротора Несправний пусковий реостат Перевантаження	Перевірка лінійних напруг Перевірки схеми з'єднання обмоток Перевірка опору обмоток фаз Перевірка опору обмоток фаз Перевірка струму к. з. або трансформації (фазний ротор) Перевірка опору і справності реостата Перевірка навантаження
Двигун дає знижене число обертів у хвилину	Знижена напруга мережі Підвищений опір обмотки ротора в результаті: розпайки, поганої заливки, тріщин у стрижнях і кільцях коротко замкнутого ротора, несправності кілець, щіток (для фазного ротора)	Перевірка напруги Перевірка струму к. з. Огляд каблучок, щіток
Двигун не розгортається (застряє при малих частотах обертання) і гудить	Обрив в обмотці ротора або ланцюга кільця (пусковий реостат), несправність коротко замикаючого механізму (фазного ротора). Несправність пускового реостата (різні опори по фазах) Обриви в декількох стрижнях або замикаючих кільцях коротко замкнутого ротора Фаза обмотки статора перевернена	Перевірка опору фаз обмотки ротора і пускового реостата Перевірка струму к. з. Перевірка струму в живлячих проводах і маркірування кінців обмотки
Двигун приходить в обертання при розімкнутому фазному роторі	Міжвиткове замикання в роторі Перекриття між стрижнями ротора при пуску	Перевірка магнітним ярмом Перевірка трансформації. Огляд лобових частин і голівки стрижнів
Підвищений нагрів статора	Підвищений струм в обмотках статора в результаті: Обрив в однім із трьох проводів живлячої лінії в ланцюзі однієї з фаз обмотки статора Підвищеної або зниженої напруги в мережі Перевантаження міжвиткового замикання в обмотці фази статора, замикання між обмотками фаз	Перевірка запобіжників, а також напруги між проводами лінії і струму в них Перевірка напруги між проводами живлячої лінії і струму в них Перевірка струму в живлячих проводах; ізоляції між фазами обмотки статора і на корпус; опори обмоток
Перегрів ротора	Погіршення вентиляції Підвищений струм у роторі в результаті: Зниження мережі, що харчує Перевантаження, Розпайка з'єднань	Очищення вентиляційних каналів Перевірка лінійної напруги і струму ротора (для фазного ротора) Перевірка навантаження Перевірка місць пайки, опір ротора (для фазного ротора)
Значення струму споживаного двигуном, періодично коливається	Обрив у роторі	Перевірка струму к. з.
При вмиканні спрацьовує захист (великий струм)	Перевернуто фазу обмотки статора З'єднання фаз обмотки статора в трикутник замість зірки Замикання обмоток на корпус або між фазами Несправність пускового реостата	Перевірка маркірування кінців і схеми з'єднання обмотки Перевірка схеми з'єднання обмоток. Перевірка ізоляції обмоток фаз щодо корпуса й один одного
Перегрівши підшипників	Відсутність мастила. Забруднене мастило. Невідповідний сорт мастила Знос підшипника	Перевірка і заміна мастила Те ж Перевірка зазору в підшипнику
Механічні коливання (струс) двигуна	Небаланс ротора (струс зникає лише при значному зменшенні частоти обертання) Обрив у роторі Велика осьова "гра" ротора Знос ковзаючих підшипників Погано зшитий ремінь передачі	Перевірка балансування Перевірка струму к. з. Перевірка зазору в підшипниках і їхньої установки Перешивання ременя

Примітка:

1. Коли обрив відбувся на ходу, двигун продовжує обертатися, і якщо вчасно не зупинити він згорить. Обрив живлячого проводу і невідповідний захист є частими причинами ушкодження статорної обмотки трифазних асинхронних двигунів.

2. Вмикання обмотки зіркою замість трикутника приводить до зниження напруги у кожній з обмоток у 1,73 разу і, отже, до зменшення пускового максимального моментів у три рази.

Обслуговування і ремонт трансформаторів.

Найбільше уразливою частиною трансформатора, що часто ушкоджується, є його обмотки ВН і рідше НН. Ушкодження частіше усього виникають внаслідок зниження електричної прочності ізоляції на будь-якій ділянці обмотки, у результаті чого відбувається електричний пробій ізоляції між витками і їхнє замикання на цій ділянці, що приводить до виходу трансформаторів із ладу. Часто бувають випадки переходу напруги з обмотки ВН на обмотку НН через погіршення стану ізоляції між ними.

У трансформаторах можуть ушкоджуватися також уведення, перемикачі, кришка й інші деталі. Зразкове співвідношення (у відсотках) ушкоджень окремих частин трансформатора наступне: обмотки і що струмопровідні частини - 53, вводи 18, перемикачі - 12, всі інші, узяті разом, - 17. Дослідження причин аварійних виходів трансформаторів із ладу показали, що звичайно аварії відбуваються через задовільне обслуговування і низьку якість ремонту.

Розбирання трифазного масляного двухобмоточного трансформатора, дефектировку ряду його частин роблять одночасно або з невеликим зсувом у часу.

Дефектировкою трансформатора називають комплекс робіт з виявлення характеру і ступеня ушкоджень його окремих частин. Робота по дефектировці найбільше відповідальний етап ремонту, оскільки при цьому визначаються дійсний характер і розміри ушкоджень, а також об'єм майбутнього ремонту і потреба в ремонтних матеріалах і оснастці. Тому виконуючий дефектировку повинен добре знати не тільки ознаки і причини несправності, але і способи їхнього безпомилкового виявлення й усунення. Характерні несправності силових трансформаторів і можливі причини їхні виникнення приведені в табл.2.

Ушкодження зовнішніх деталей трансформатора (розширника, бака, арматури, зовнішньої частини введень, пробивного запобіжника) можна виявити ретельними оглядами, а внутрішніх деталей - різними іспитами. Однак результати випробувань не завжди дозволяють точно установити дійсний характер ушкоджень, оскільки будь-яке відхилення від норми, виявлене в результаті випробувань (наприклад, підвищений струм холостого ходу), може бути викликано різними причинами, у тому числі витковим замиканням в обмотці, наявністю замкнутого контуру струму через стяжні болти і деталі, що пресують, неправильним вмикання паралельних обмоток та ін.

Тому в процесі дефектовки, як правило, розбирають трансформатор і при необхідності піднімають активну частину, що не тільки точно установити причини, характер і масштаби ушкоджень, але і пристосування, а також і час.

Таблиця 2. Несправності трансформатора і способи їхній усунення

Несправність	Ознака	Можлива причина	Спосіб виявлення
Магнитопровід
Дефектність міжлистової ізоляції	Погіршення стану мастила (зниження температури спалаху, підвищення кислотності, зниження пробивної напруги), збільшення втрат холостого ходу	Старіння міжлистової ізоляції, окремі місцеві дефекти	Зовнішній огляд при вийнятій активній частині. Випробування: вимір втрат холостого ходу, напруга між крайніми листами і пакетами, опорів постійному струму міжлистової ізоляції
Пожежа в сталі	Поява газу в газовому реле і робота газового захисту на сигнал; зниження температури спалаху мастила; специфічний різкий запах і темний колір мастила внаслідок його розкладання	Ушкодження ізоляції шпильок, яке дає коротко замкнутий контур Місцеве ушкодження міжлистової ізоляції, що викликає замикання листів сталі Неправильне виконання заземлення, виникнення коротко замкнутого контуру й ін.	Те ж >> >>
Місцеве замикання листів сталі	Поява пального чорного газу в газовому реле через місцевий перегрів і розкладання мастила	Наявність сторонніх металевих або струмопровідних часток, замикаючих у даному місці листи сталі	Зовнішній огляд при вийнятій активній частини
Підвищене гудіння, деренчання в шихтованого магнитопроводу	----	Ослаблення прес совки магнитопроводу Разбовчування і вільне коливання деталей, що кріплять Коливання відстаючих крайніх листів сталі в стрижнях або ярмах Підвищене проти номінального первинна напруга	Зовнішній огляд при вийнятій активній частині і перевірка стану пресуючих та кріплячи магнитопровід деталей, а також відставання крайніх листів у стрижнях або ярмах
Неприпустиме гудіння в стикового магнитопроводу	- ---	Ослаблення прессовки стиків. Пробій або руйнація ізолюючих прокладок у стиках	Зовнішній огляд при вийнятій активній частині і перевірка стану стиків, а також ізолюючих прокладок у них
Обрив заземлення	Потріскування усередині трансформатора при підвищеній напрузі	- ---	Зовнішній огляд при вийнятій активній частині і перевірка стану заземлення
Обмотки
Виткове замикання	Робота газового захисту на відключення - пальний газ біло-сірого або синюватого кольору. Сильний нагрів, іноді з характерним булькотом мастила. Невелике збільшення первинного струму	Руйнація первинної ізоляції внаслідок старіння, тривалих перевантажень або недостатнього охолодження Механічне ушкодження ізоляції витків при коротких замиканнях або інших аварійних режимах Оголення обмоток через зниження рівня мастила	Зовнішній огляд активної частини. Випробування: вимір опорів постійному струму; прожиг обмотки для виявлення місця виткового замикання підведенням до неї зниженої напруги (10-20%) UНОМ. Поява диму в місці ушкодження Те ж
Пробій на корпус	Робота газового захисту	Ушкодження головної ізоляції в результаті старіння або тріщин, отворів, зламів і т.д. Зволоження мастила, ізоляції	Перевірка мегомметром опору ізоляції між обмотками і корпусом; перевірка мастила на хімічний аналіз і пробій; зовнішній огляд при вийнятій активній частині
Міжфазне коротке замикання	Робота газового і максимального захисту. Викид мастила через вихлопну трубу	Те ж, крім того, замикання на введеннях	Зовнішній огляд при вийнятій активній частині. Перевірка мегомметром
Перемикачі
Оплавлення або вигоряння контактних поверхонь	Робота газового захисту	Дефекти конструкції або сборки (недостатнє натискання контактів і пругкість нажимних пружин)	Зовнішній огляд при вийнятій активній частині. Перевірка мегомметром (при наявності обриву)
Перекриття між фазами або окремими відгалуженнями (дефект аналогічний міжфазному короткому замиканню обмоток)	Робота газового диференціального і максимального захисту. Викид мастила через вихлопну трубу	Перенапруга. Проникнення вологи усередину трансформатора. Дефекти в ізолюючих частинах (злами, тріщини)	Зовнішній огляд при вийнятій активній частині. Перевірка мегомметром
Вводи
Пробій на корпус	Дія максимального і диференціального захисту	Наявність тріщин в ізоляторі. Зниження рівня мастила при забрудненій внутрішній поверхні ізолятора	Зовнішній огляд. від'єднання введення і перевірка його ізоляції мегомметром.
Перекриття між уведеннями	Те ж	Накиди сторонніх предметів на введення	Зовнішній огляд
Течія мастила в місцях ущільнення	----	Ослаблення затягування болтів, дефект ущільнюючої прокладки	Те ж
Течія мастила в армировці введення	----	Дефекти в армировке (тріщини й ін.), у пайку ковпачка зі шпилькою	>>
Бак, радіатори, розширник
Течі мастила в місцях ущільнень і зварювальних швів	----	Ослаблення затягування болтів. Дефект ущільнюючих прокладок	Зовнішній огляд
Мастило
Ненормальне підвищення температури мастила і нагрів	----	Несправність у системі охолодження (наприклад закриті радіаторні крани, вийшли з ладу вентилятори). Перевантаження. Внутрішні ушкодження в трансформаторі	Перевірка роботи системи охолодження. Перевірка навантаження, а також відповідності (по записах у журналі) температури мастила даному навантаженню Ослаблення кріплення активної частини
Газовий захист
Робота на сигнал	----	Повільне зниження рівня мастила	Аналіз газів: на кількість, запах, горючість (якщо газ без кольору, запаху і не горить, те реле спрацювало через улучення повітря; якщо газ горить - внутрішнє ушкодження)
Робота на відключення	----	Різке зниження рівня мастила Внутрішні ушкодження, супроводжувані сильним виділенням газів	Аналіз газів і мастила Зовнішній огляд і з'ясування причини різкого зниження рівня мастила

3. Розрахункова частина

3.1 Розрахунок електродвигуна

Досить часто приходиться ремонтувати електродвигуни, в яких відсутня стара обмотка та табличка з технічними даними. Щоб відновити обмотку таких двигунів, потрібен повний розрахунок машини. Нижче проводиться розрахунок для найбільш розповсюджених трифазних двигунів потужністю до 100кВт.

Визначити діаметр дроту, число витків обмоток статора, потужність електродвигуна типу А.

При обмірі сталі статора стало відомо:

· Активна потужність двигуна P_н = 13 кВт

· Внутрішній діаметр статора D_і = 147,5 мм,

· довжина активної сталі з каналами ? = 157,7 мм,

· висота тіла (ярма), h_с = 33,2 мм,

· площа паза S_п = 312,4 мм²

· кількість пазів статора z₁ = 36 (пази овальні)

· обмотка статора розрахована на напругу 380 В.

Рішення

1. Визначаємо можливе найменше число полюсів по формулі:

Приймаємо 2р = 2

2. Знаходимо площу полюсного ділення:

3. По графіку для двигуна типу А оср = 1 (див. мал 7 методичної роботи) визначають число послідовного з'єднаних витків однієї фази щ_ф = 60 (витків).

Потім отримане щ_ф = 60 перевіряють на кратність його z_1/6:

36/6 = 6 кратне 60.

Можна приймати щ_ф = 60.

4. Знаходимо значення індукції у тілі статора:

5. Знаходимо ефективних провідників на один паз:

6. Визначаємо повний переріз міді усіх провідників пазу при двошаровій обмотці та овальноподібному з очертанням по дузі окружності пазі:

7. Переріз кожного провідника без ізоляції:

Вибираємо дріт ПСД з діаметром без ізоляції 4,10 мм, перерізом 13,20 мм² по таблицям 7,8,9.

8. Визначаємо потужність електродвигуна. Для цього необхідно розрахувати силу струму статора. По таблиці 2 приймаємо щільність струму д = 2 А/мм²:

9. По силі струму статора та напрузі визначаємо повну потужність двигуна:

10. Активна потужність двигуна:

де та - коефіцієнт корисної дії та потужності, які приблизно можна приймати по даних, взятих з каталогів типових електродвигунів або по табл.4.

По таблиці приймаємо:

;

3.2 Розрахунок трансформатора

Однофазні трансформатори низької напруги використовуються для живлення кіл управління, для освітлення, а також використовуються у випрямлячах та різноманітних електронних апаратах. Розрахунок трансформатора починають з визначення його вторичної повної потужності, яку можливо прийняти рівним множенню вторинної напруги на вторинний струм при повному навантаженні.

Розрахунок трансформатора з осердям стержневого типу

· напруга живлення

· напруга вторинна, (коло керування)

· сила струму навантаження, (коло керування)

· напруга вторинна, (коло освітлення)

· сила струму навантаження, (коло освітлення)

Рішення

1. Розраховуємо вторинну повну потужність трансформатора:

= = 1275 = 635B A, S'₂ =U'₂ I'₂=360,5 = 18B A

S₁ = S₂ + S'₂= 550 + 12 = 653BA

2. Первинна повна потужність трансформатора:

3. Так як трансформатор стержньового типу, то переріз осердя:

Приймаємо розміри трансформатора такими:

· ширина стержня ,

· висота стержня ,

· ширина вікна ,

· товщина пакета пластини .

Фактичний переріз вибраного осердя

4. Визначаємо силу струму первинної обмотки:

5. Визначаємо переріз дроту первинної та вторинної обмотки, виходячи з щільності струму, яка дорівнює 2 А/мм²:

Приймаємо по табл. 7,8,9 для первинної та вторинної обмоток дроту ПЕВ-1 зі слідуючими даними:

діаметр дроту без ізоляції:

діаметр дроту з ізоляцією:

переріз дроту без ізоляції:

6. Визначаємо кількість витків первинної та вторинної обмоток, прийняв магнітну індукцію осердя Вс = 7000 (сталь Е41),

щ_1=U1 10⁴_/222BcQc=38010⁴/ 222 700027 = 905 витка,

щ_{2 =} щ_{1 (U2/U1) =} 905 (127/380) = 302 витка.

щ_2'= щ₁' _(U2' _{/ U1) = 905 (36/380) = 85}витків.

7. Перевіряємо чи розмістяться обмотки у вікні нашого осердя. Площа, зайнята первинною та вторинною обмотками

F_обм1 =di₁² ₁ = 1,16²905= 1217 мм²

F_обм2 =di₂² ₂ =1,90²302 = 1090 мм²

F_обм2'=di' ₂² ₂' = 0,62²85 = 32 мм²

F_обм = F_обм1 + F_обм2' + F_обм2''=1217 + 1090 + 32 = 2339 мм²

Площа вікна осердя:

Відношення розрахованої та фактичної площ вікна осердя

Значить, обмотки вільно розмістяться у вікні вибраного осердя трансформатора.

4. Заключна частина

4.1 Діяелектричного струму на організм людини

Електричний струм небезпечний. Впливаючи безпосередньо (у результаті прямого проходження), а також іншими видами енергії, в які перетворюється при розрядах, струм заподіює організму людини явні і приховані пошкодження, звані електричними травмами. До них відносяться електричні знаки, що з'являються на вході струму в тіло людини і на виході з нього; опіки всього тіла або окремих його ділянок; (виявляються крововиливи, зміна кольору шкіри і др.) електричні удари, характерні внутрішніми ушкодженнями.

Електричний знак являє собою омертвілу шкіру у вигляді мозолі. З плином часу, іноді вельми тривалого (роки), цей знак поступово проходить.

Опіки заподіює електрична дуга, температура якої досягає декількох тисяч градусів, а також електричний струм при безпосередньому контакті тіла з токоведучою частиною. Електрична дуга з'являється при розряді у випадках наближення людини до струмоведучих частин, що знаходяться під високою напругою, при коротких замиканнях і т.п. Опіки електричним струмом викликають опікову хворобу, проникають глибоко в тканини і важко виліковуються.

Електричний удар зовні проявляється у вигляді мимовільних судомних скорочень м'язів різної тяжкості: без втрати свідомості; з втратою свідомості, але зі збереженням дихання і роботи серця; з втратою свідомості і порушенням дихання або серцевої діяльності; з втратою свідомості і одночасним порушенням дихання і роботи серця. У всіх цих випадках, особливо коли впливу струму піддалася ліва половина тіла, виникає загроза ураження серця, дуже чутливого і найбільш уразливого для електричного струму. При легких ступенях електротравми потерпілий скаржиться на серцебиття, відчуття тиску за грудиною, відчуття страху і туги.

У більш важких, але ще оборотних випадках виникають різні порушення ритму серцевої діяльності, тобто послідовності, сили і частоти скорочень шлуночків серця. Може наступити фібриляція, коли волокна (фібрили) серцевого м'яза, які безпосередньо здійснюють її скорочення, перестають працювати нормально. Серце при цьому не може забезпечити руху крові через неправильні, хаотичних, прискорених скорочень. Кровообіг і доставка кисню тканинам припиняються, що призводить до важких наслідків. Зовні фібриляція виявляється в тому, що пропадає пульс, з'являються синюшність, застій крові і набряки.

Після припинення кровопостачання практично відразу перестає функціонувати кора головного мозку, а загибель її клітин настає через 5 - б хв. Вимкнення функцій інших органів відбувається дещо пізніше (печінки і нирок - через 10-20 хв), м'язова система припиняє роботу через 20 - 30 хв. Порушення функцій, а потім загибель тканин викликаються насамперед кисневим голодуванням. Якщо протягом 5-6 хв після зупинки серця вдається відновити його діяльність, можна розраховувати на повне відновлення життя людини. Тому цей період називають уявною клінічною смертю. У здорових людей при раптовому впливі струму тривалість клінічної смерті може становити 7 - 8 хв. У більш пізні терміни патологічні зміни в корі головного мозку стають незворотними - клітини його вже загинули, тому настає необоротна біологічна смерть. Звідси ясно, яке найважливіше значення має негайне надання першої допомоги (штучного дихання н непрямого масажу серця) потерпілому. Констатувати смерть може тільки лікар.

Вихід впливу електричного струму на людину залежить від багатьох факторів: від роду струму (змінний чи постійний; при змінному струмі - від його частоти), значення струму (або напруги), тривалості його протікання та шляхи проходження через тіло, а також від фізичного та психічного стану людини.

Найбільш небезпечним для людини є змінний струм з частотою 50-500 Гц. Здатність самостійного звільнення від струму такої частоти у більшості людей зберігається при дуже малому струмі (до 10 мА). Постійний струм теж небезпечний, але самостійно звільнитися від нього можна при кілька великих значеннях (20-25 мА).

Струм, що проходить через тіло людини, залежить від напруги електроустановки і опору всіх елементів ланцюга, по якій він протікає, в тому числі від опору тіла людини. Електричний опір тіла людини складається з опорів шкіри і опорів внутрішніх тканин. Найбільший опір має верхній, роговий, шар шкіри, товщина якого складає долі міліметра. Якщо шкіра суха і неушкоджена, опір її велика і при напрузі 10 В складає близько 100 000 Ом. При наявності пошкоджень на тілі людини його опір знижується до 1000 Ом,

а в деяких випадках і менше (наприклад, при пошкодженні шкіри в місці контакту тіла з токопровідною частиною).

Опір тіла людини - величина нелінійна, різко непропорційно зменшувана від десятків тисяч ом до 800 Ом при збільшенні прикладеної напруги від 10 до 140 В. Відповідно струм, що протікає через тіло, і небезпека ураження зростають. Опір тіла зменшується, коли збільшується тривалість впливу, є великий і щільний контакт з струмоведучою частиною, а також при незадовільному фізичному і психічному стані людини. У розрахунках за електробезпеки приймають за найменший опір тіла людини, рівне 1000 Ом.

Кожен працюючий повинен твердо пам'ятати, що не можна доторкатися до струмоведучих частин незалежно від того, під яким напругою вони знаходяться. При необхідності роботи на обладнанні, яке може виявитися під напругою (металеві конструкції розподільних пристроїв, опори ліній електропередачі, корпуси обладнання та інші частини), слід застосовувати необхідні правилами безпеки засоби захисту: заземлення, ізоляцію, індивідуальні ізолюючі інструменти.

Список використаної літератури

1. Електротехнічний довідник вид. Москва Енергоіздат, 1986.

2. Атабенов В.Б. Ремонт електрообладнання промислових підприємств. Москва, "Вища школа", 1979.

3. Китаєв В.С. з Електротехніка з основами промислової електроніки. Москва, "Вища школа", 1980.

4. Алукер Ш. М Електричні вимірювання. Москва, "Вища школа", 1972.

5. Трунковський Л. Є. Обслуговування електрообладнання промислових підприємств. Москва, "Вища школа", 1979.

6. Львов А.П. Довідник електромонтера. Київ, Головне видавництво видавничого об'єднання, "Вища школа", 1980.

7. Круглянський М.С. Довідник молодого електромонтера. Москва, "Вища школа", 1969.

8. Д'яков В.І. Типові розрахунки по електрообладнанню. Москва, "Вища школа", 1985.

9. Воронін А.А. Техніка безпеки при роботі в електроустановках. Москва, "Вища школа", 1979.

Размещено на Allbest.ru