Полярность обмоток статора асинхронных машин, т. е. соответствие ее заводской маркировке, определяется с помощью поляромера, как это описано в § 2. Правильность заводской маркировки важна для правильность подключения питающего кабеля к электродвигателе и обеспечения необходимого для приводимого механизма направления вращения.
Правильное направление вращения обеспечивается присоединением жил кабеля к выводам в соответствии с принятым (стандартным) чередованием и раскраской фаз в последовательности, соответствующей одному из следующих вариантов: фаза /1(1; Ж) — к выводу С1, С2 пли С3; фаза В (II; 3)—к выводу С2, С3 или С1 фаза С (III; К) — к выводу С3, С1 или С2.
Окончательная оценка правильности маркировки и подключения кабеля дается после опробования электродвигателя на холостом ходу (при отсоединенном приводимом механизме).
Проверка полярности и согласования обмоток машин постоянного тока более трудоемка. Стандартное обозначение выводов обмоток следующее:
В основу обозначений положено условие, что при правом вращении машины постоянного тока в режиме двигателя (т. е. по часовой стрелке, если смотреть на машину со стороны приводного конца) ток в его обмотке проходит от начала 1 к концу 2. Основные случаи согласования обмоток машин постоянного тока в зависимости от режима работы и направления вращения в соответствии с заводской маркировкой приведены на рис. 99. Исходя из этого в режиме генератора ток во всех обмотках, кроме включаемых специально на размагничивание и обмоток возбуждения, при правом вращении должен протекать от конца 2 к началу 1.
При новых включениях машин постоянного тока проверяется соответствие полярностей обмоток заводским обозначениям выводов, правильность внутренних соединений, а также согласования обмоток основных и дополнительных компенсационных обмоток для данного направления вращения, что важно для обеспечения безыскровой коммутации во время работы.
Рис. 99. Различные случаи стандартного согласования обмоток машин постоянного тока в зависимости от режима работы и направления вращения в соответствии с заводской маркировкой выводов
Рис. 100 Проверка согласованности обмоток главных полюсов импульсным методом
Проверка согласованности обмоток главных полюсов производится на собранной машине следующим образом. К одной из обмоток присоединяется переносная аккумуляторная батарея 6—12 В через рубильник (рис. 100), к другой — милливольтметр.
Рис. 101. Проверка согласованности обмоток главных полюсов методом проворачивания якоря
Если при включении рубильника стрелка милливольтметра отклонится вправо, а при отключении наоборот, то заводские обозначения обмоток главных полюсов правильны и обмотки согласованы между собой.
Обмотка дополнительных полюсов и главная (параллельная) включаются в схему таким образом, чтобы в них при работе возбудителя ток протекал от одних однополярных зажимов к другим, например от Ш1 к Ш2 и от Д2 к Д1 для правого вращения и от Ш2 к Ш1, от Д2 к Д1 для левого вращения.
Проверка может быть произведена методом проворачивания якоря. В этом случае собирается аналогичная схема (рис. 101), но милливольтметр присоединяется к якорю с любой полярностью зажимов. При согласованности обмоток и правильности заводских обозначений вводов милливольтметр при подаче напряжения на различные обмотки будет отклоняться в одну и ту же сторону.
Рис. 102. Схема проверки правильности соединения обмоток якоря, дополнительных полюсов и компенсационной
Правильность соединения обмоток якоря, дополнительных полюсов и компенсационной проверяется на собранной машине с помощью рамки, сделанной для проверки из нескольких витков провода небольшого сечения, и гальванометра, присоединенного к концам рамки. Рамка вставляется в зазор между дополнительным полюсом и якорем, а к обмоткам якоря и дополнительных полюсов поочередно подключается кратковременно аккумуляторная батарея, как это показано на рис. 102. По отклонениям стрелки гальванометра можно судить о полярности выводов. При противоположных отклонениях гальванометра однополярными следует считать те, к которым подключался один и тот же зажим батареи. В этом случае соединяются вместе разнополярные зажимы выводов, например Д2 с Д1, чтобы ток в обмотках якоря и дополнительных полюсов протекал от одних однополярных зажимов к другим. При наличии в машине компенсационной обмотки импульс от аккумуляторной батареи подается на обмотку дополнительных полюсов и компенсационную обмотку, соединенные вместе, так как соединение выполняется заводом внутри машины. В этом случае устанавливается правильность включения обмотки дополнительных полюсов и компенсационной обмотки по отношению к обмотке якоря.
Правильность соединения обмоток дополнительный полюсов и компенсационной при ее наличии с обмоткой
якоря можно проверить переменным током. Для этого через обмотки, соединенные последовательно, подается переменный ток от сети 127—220В, регулируемый реостатом, как это показано на рис. 103. Измеряются ток и напряжение, а по ним определяется сопротивление переменному току Z. Измерение повторяется при изменении полярности обмоток относительно обмотки якоря. Правильным согласованием будет такое, при котором Z наименьшее. Это следует из того, что при правильном согласовании обмоток потоки, создаваемые якорем и обмотками дополнительных полюсов (при наличии — и компенсационной обмоткой), направлены встречно, следовательно, результирующий поток будет меньше, чем он был бы, если бы потоки были одинаково направлены, а сопротивление переменному току цепи с обмоткой пропорционально потоку, связанному с ней. При этой проверке одновременно выявляется наличие витковых замыканий в обмотках.
Рис. 103. Проверка правильности соединения обмоток дополнительных полюсов и компенсационной с обмоткой якоря
Правильность соединения компенсационной обмотки с обмотками дополнительных полюсов может быть установлена на разобранной машине простым прослеживанием, как это делается при проверке чередования главных полюсов, т. е. задаваясь условным направлением токов и пользуясь правилом «буравчика». Если соединения обмоток выполняются на сборке зажимов, правильность их устанавливается индуктивным методом. Для этого подаются импульсы от батареи на одну из них и замечается направление отклонения стрелки гальванометра, подключенного к другой, при этом плюс батареи и плюс гальванометра подключаются к выводам Д1 и К1. Они однополярны, если отклонения гальванометра в обоих случаях положительны, и тогда соединяются вместе разнополярные выводы, т. с. Д2 и К1.
Для правильного присоединения к возбудителю внешних цепей и приборов определяется полярность выводов якоря (щеток). Согласно ГОСТ положительными для правого вращения должны быть выводы якоря Я1 и обмотки возбуждения Ш1. Это может проверяться двумя способами.
1-й способ. Плюс батареи подключается к Ш1 или Ш2 в зависимости от направления вращения якоря. К выводам якоря подключается милливольтметр (плюс прибора соединяется с выводом Я1), и якорь резко приводится во вращение. Если заводская маркировка правильная, то милливольтметр отклонится в правую сторону.
В противном случае внешние цепи подключают, исходя из установленной при проверке полярности.
Рис, 105. Проверка чередования основных и дополнительных полюсов на собранном возбудителе
2-й способ применяется, когда якорь нельзя привести во вращение. В этом случае к якорю возбудителя между коллекторными пластинами в точках, равноотстоящих от разноименных смежных щеток, подключается с помощью щупов милливольтметр (рис. 104). В момент подключения к обмотке возбуждения батареи с соответствующей заводской маркировке полярностью в обмотке якоря на основе закона электромагнитной индукции возникает противо-ЭДС, имеющая в отдельных проводниках знаки, показанные в кружочках на рисунке.
Рис. 104. Определение полярности выводов якоря
Знаки ЭДС таковы, как будто физическая нейтраль, имеющая место при работе машины, сместилась по направлению вращения якоря на половину полюсного деления (совпав с направлением потока основных полюсов). Если при этом милливольтметр, подключенный к якорю по линии образовавшейся физической нейтрали, отклонится вправо, то полярность ЭДС в точке а положительная, а в точке б отрицательная. Полярность щеток соответствует полярности той точки (а или б) коллектора, которая расположена ближе к ней против движения якоря.
Как известно из теории электрических машин постоянного тока, в последних имеет большое значение для их нормальной работы чередование основных и дополнительных полюсов. Проверка чередования производится по схеме рис. 105. Для этого к параллельной обмотке возбуждения и обмотке дополнительных полюсов поочередно с соответствующей рисунку полярностью подключается батарея. В обоих случаях в обмотке якоря образуется противо-ЭДС аналогично тому, как это имело место при определении полярности щеток (см. рис. 104). В первом случае замечают направление отклонения стрелки милливольтметра, подключенного под дополнительным полюсом к коллектору (при этом необходимо иметь в виду, что из конструктивных соображений стержень обмотки якоря, находящийся под основным полюсом, соединяется с пластиной коллектора, находящейся под дополнительным полюсом). Во втором случае замечают отклонение стрелки милливольтметра, смещенного одноименными концами по коллектору под ближайший против движения якоря основной полюс, Если отклонение стрелки милливольтметра в обоих случаях одинаково, то однополярными зажимами для данного направления вращения считаются те, к которым подключался один и тот же зажим батареи.
У электродвигателей постоянного тока согласование обмоток проверяют опробованием и наблюдением при этом за искрением. При необходимости производят проверку, аналогичную описанной выше, имея в виду, что полярность дополнительных полюсов у электродвигателей должна быть такой, как и у предыдущего по направлению вращения якоря основного полюса, что следует из физической картины искажения поля в машине из-за реакции якоря.
Определение последовательности фаз генератора вытекает из принципа образования ЭДС в генератор. Проверка производится после установки статора генератора на фундамент при снятых торцевых щитах путем прослеживания мест входа в паз начал всех обмоток фаз статора со стороны выводов (учитывая ответственность определения чередования фаз, проверку прослеживанием дублируют в дальнейшем другими проверками, производимыми при комплексных испытаниях, см. ниже). По последовательности чередования этих мест вдоль окружности расточки статора в направлении вращения ротора определяется чередование фаз. При установлении последовательности фаза 1, фаза 2, фаза 3 чередование фаз будет 1—2—3. В соответствии с установленным чередованием фаз монтажному персоналу задается в процессе наладочных работ раскраска ошиновки по фазам и схема подключения монтируемого генератора к шинам действующего распределительного устройства, обеспечивающая совпадение чередования фаз генератора и системы, к которой он подключается, что строго необходимо для возможной параллельной работы включаемого генератора с другими генераторами системы. Во избежание ошибки направление вращения ротора для определения чередования фаз задается лицом, ответственным за монтаж турбины, проверяется по расположению лопаток дисков турбины и подтверждается ответственным лицом из эксплуатационного персонала.
Выводы обмоток статора всех электрических машин переменного тока, в том числе и генераторов, маркируются заводом следующим образом: С1, С2, С3 — начала обмоток; C4, С5, С6—концы обмоток. Конец С4 соответствует обмотке с началом С1, конец обмотки С5 — началу C2, конец обмотки С6 — началу С3. Чередование и расцветка фаз в различных энергосистемах различны. Например, в сетях 500—750 кВ ЕЭС СССР Ж — З— К, в системе Мосэнерго К — З— Ж, а в системе Ярэнерго 3 — К — Ж. Такое сложившееся положение обязывает персонал наладочных организаций и эксплуатационный относиться с особой ответственностью к определению чередования фаз вновь вводимых в эксплуатацию синхронных генераторов и компенсаторов в последующей проверке чередования перед включением их на параллельную работу.
Рис. 106. Векторное изображение систем напряжения, принятых за базовые
Службой режимов Мосэнерго разработаны специальные указания по фазировке. Базовыми приняты чередование и расцветка фаз сетей 500—750 кВ ЕЭС СССР т.е. А — В —С, Ж— З — К, 1—2—3, чему соответствует векторная диаграмма на рис. 106.
В табл. 2 приведены раскраска и соединение энергоузлов энергосистем для возможной их параллельной работы в центральной части СССР.
На рис. 107 и 108 даны схемы соединения РУ электростанций и подстанций, а также генератора 300 МВт в соответствии с принятыми базовыми условиями в системах с прямым (Ж—З—К) и обратным (К — 3 — Ж) чередованием фаз, в скобках на рисунке указаны возможные циклические перестановки при подключении выводов генератора к ошиновке РУ.
Рис. 107. Схема согласования фаз РУ электростанции и подстанции Мосэнерго, обеспечивающая условия их параллельной работы
Рис. 108. Схема согласования фаз подстанций Мосэнерго и электроустановок московских ТЭЦ, обеспечивающая условия их параллельной работы
Для обеспечении нормальной циркуляции масла в подшипниках синхронных компенсаторов необходимо у последних проверять направление вращения ротора. Проверка производится аналогично определению чередования фаз генератора. Прослеживается в процессе монтажа расположение входов в пазы начал всех трех фаз обмотки статора вдоль окружности расточки его, и выполняется такое подключение ошиновки со стороны сети к статору, чтобы чередование фаз его обеспечивало необходимое вращение ротора.
Таблица 2. Раскраска и соединение фаз при параллельной работе узлов энергосистем Центра
