Виды испытаний
Испытания электрооборудования подразделяются на следующие виды.
Профилактические, проводящиеся в период эксплуатации электрооборудования по графику ППРЭсх. Их объем и периодичность установлены местными инструкциями в зависимости от условий и режимов работы электрооборудования.
Браковочные испытания или дефектация электрооборудования перед ремонтом. Они подробно описаны выше.
Пооперационные испытания в процессе ремонта (межоперационный контроль» - МОК).
Контрольные испытания.. Этим испытаниям подвергают любое электрооборудование, которое побывало в ремонте, независимо от объема ремонта. Цель контрольных испытаний — установить соответствие выпускаемого после ремонта электрооборудования паспортным данным, техническим условиям на ремонт, стандартам и т. д. Это основной вид испытаний электрооборудования.
Приемо-сдаточные испытания, которые проводят при приеме крупного электрооборудования в эксплуатацию после его монтажа или ремонта на месте установки.
Типовые или специальные испытания. Их проводят для электрооборудования, которое при ремонте подвергалось переделке или реконструкции с изменением обмоточных данных,
Контрольные и типовые испытания
При изготовлении и ремонте электрооборудования основными являются контрольные и типовые испытания. Контрольным испытаниям подвергают каждое изделие.
В объем контрольных испытаний электрооборудования входят следующие операции:
измерение сопротивления изоляции обмоток от корпуса и между обмотками;
измерение омического сопротивления обмоток постоянным током;
испытание главной изоляции обмоток повышенным напряжением;
проведение опыта холостого хода;
испытание витковой изоляции обмоток;
проведение опытов короткого замыкания.
Перечисленные операции обязательны в объеме контрольных
испытаний как электрических машин, так и трансформаторов. Кроме того, в объем контрольных испытаний электрических машин входит измерение воздушного зазора между статором и ротором (если это возможно).
При контрольных испытаниях электрических машин их обкатывают— проверяют температуру нагрева подшипников и состояние короткозамыкающего механизма.
При контрольных испытаниях асинхронных электродвигателей с фазным ротором определяют также коэффициент трансформации (опыт на трансформацию). Аналогичную операцию выполняют и при испытаниях трансформаторов, одновременно с этим определяют группу соединения обмоток трансформатора.
При замене обмоток якоря, ротора или бандажей электрических машин последние подвергают испытанию на повышенной (на 20% по сравнению с номинальной) частоте вращения.
Для машин постоянного тока в объем контрольных испытаний включают проверку и наладку коммутации.
Контрольные испытания электрических машин и трансформаторов после ремонта подробно описаны в практикуме по монтажу, эксплуатаций и ремонту электрооборудования.
В объем типовых испытаний входят все операции контрольных испытаний и дополнительно — обязательная проверка электрооборудования (электрических машин и трансформаторов) на нагревание при номинальной нагрузке и при необходимости определение технико-экономических и каталожных показателей: к.п.д., cos φ, скольжения, пускового, минимального и максимального моментов, поведения электрооборудования при нагрузке и т. д.
Обратим особое внимание на проверку электрооборудования при номинальной нагрузке.
Наиболее простое испытание на нагрев электрооборудования — это его прямое нагружение номинальной нагрузкой. Для генераторов постоянного и переменного тока и трансформаторов, такой нагрузкой могут быть различные сопротивления (реостаты). Для электродвигателей, как правило, для этих целей необходимо иметь генератор, который, как и в первом случае, будет работать на соответствующие сопротивления.
Исключение для электродвигателей относительно небольшой мощности представляет схема загрузки по Методу Мамед-Заде. В этом случае трехфазный электродвигатель запускают на холостом ходу, после его разгона одну из фаз обмотки статора отключают от сети и включают на сопротивление, регулируя которое получают необходимые токи по фазам электродвигателя. Недостаток этого способа нагрузки электродвигателей — наличие некоторой (небольшой) несимметрии токов по фазам. Однако прямая работа электрооборудования на сопротивления сопровождается большими непроизводительными затратами энергии, особенно при массовых тепловых испытаниях. Поэтому необходимо, где это возможно, прибегать к методам взаимной нагрузки машин и трансформаторов и рекуперации энергии в сеть.
Рис. 71. Схема взаимной нагрузки при самовозбуждении машин.
Под взаимной нагрузкой понимается работа двух электрических машин, соединенных электрически и механически друг с другом так, что одна из них, работающая в режиме генератора, отдает всю вырабатываемую ею электрическую энергию второй машине, работающей в режиме двигателя, а последняя, в свою очередь, расходует всю выделяемую ею механическую энергию на вращение первой машины. Приток энергии извне требуется при этом только для покрытия суммы всех потерь в обеих машинах; этот приток может осуществляться либо электрическим, либо механическим путем, либо обоими одновременно.
Таким образом, при наличии источника ограниченной мощности можно осуществлять нагрузку машин много большей мощности. При соответствующей организации работ обе машины могут быть испытуемыми, нужно только, чтобы машины подходили одна к другой по мощности, напряжению и частоте вращения.
На рисунке 71 в качестве примера показана схема взаимной нагрузки при самовозбуждении машин постоянного тока.
Дополнительный источник энергии может представлять собой вольтодобавочный генератор, последовательно включенный в цепь якоря основных машин, при этом номинальный ток вольтодобавочного генератора должен быть не меньше тока основных машин, а напряжение может составлять лишь небольшую долю номинального напряжения последних.
Аналогично можно испытывать под нагрузкой трансформаторы. Схема взаимной нагрузки при помощи вольтодобавочного трансформатора показана на рисунке 72. Однако чаще испытания трансформаторов на нагрев проводят по методу уравнительного тока (рис. 73).
Рис. 72. Схема испытания трансформатора на нагрев по методу взаимной нагрузки:
П — генератор, питающий трансформаторы; Г2 — генератор, питающий промежуточный трансформатор; ПТ промежуточный трансформатор.
Рис. 73. Схема испытания трансформатора на нагрев по методу уравнительного тока: Tt — испытуемый трансформатор; Т2 — вспомогательный трансформатор.
Этот способ применяется при наличии двух одинаковых трансформаторов с отводами для регулирования напряжения и равными напряжениями короткого замыкания. Значение уравнительного тока Iу определяется разностью напряжений ДU и суммой полных сопротивлений короткого замыкания трансформаторов 2ki и zK2, практически равных между собой: zKi«zK2«zK.
При наличии регулировочных отпаек на ±5% и при мк%=2к, близком к 5%, получаем
Таким образом, в этом режиме трансформаторы, находясь практически под номинальным напряжением, будут загружены и на ток, значение которого также близко к номинальному, то есть в трансформаторах будут наблюдаться действительные потери холостого хода и короткого замыкания. Полная кажущаяся мощность, необходимая в опыте, как и в предыдущем случае, равна геометрической сумме мощностей холостого хода и короткого замыкания двух трансформаторов. Наиболее простым и поэтому распространенным является нагрев трансформаторов по методу опыта короткого замыкания. При опыте короткого замыкания устанавливают силу тока /, создающую в трансформаторе потери, эквивалентные сумме потерь холостого хода Ро и короткого замыкания Рк:
а значение подводимого напряжения ин равно
Рис. 74. Схема испытания асинхронного двигателя с рекуперацией энергии в сеть:
ИД — испытуемый двигатель; Г и Д — соответственно генератор и двигатель постоянного тока; СГ — синхронный генератор.
Способ применим при потерях холостого хода, составляющих не более 30% Потерь короткого замыкания, так как при относительно больших потерях холостого хода обмотки трансформатора могут быть перегреты вследствие значительной перегрузки током и исказится картина теплового поля трансформатора.
Наиболее просто испытывать на нагрев синхронные генераторы, подключая их на работу параллельно с питающей сетью (при номинальной частоте вращения).
Несколько сложнее испытание на нагрев наиболее распространенных в сельском хозяйстве асинхронных электродвигателей. Для рекуперации энергии в сеть при их испытании необходимо иметь дополнительные машины.
На рисунке 74 приведена одна из возможных схем испытания асинхронного двигателя ЯД на нагрев при помощи вспомогательных машин: генератора Г и двигателя Д постоянного тока и соединенного с сетью синхронного генератора СГ. Испытуемый электродвигатель будет потреблять из сети энергию, необходимую на покрытие потерь во всех машинах. Естественно, чем выше мощность испытуемого двигателя, тем относительно меньшим будет потребление энергии из сети и относительно большая доля ее будет рекуперирована.
В объем испытаний трансформаторов входят также испытания бака и уплотнений на плотность при помощи избыточного давления или создания вакуума.
