Техническое обслуживание электрооборудования дизельной электростанции (ДЭС)

Обслуживающий персонал, осуществляя уход за оборудованием дизельной электростанции (ДЭС), должен постоянно контролировать его состояние, проводить периодические осмотры, проверки и испытания.

Перечень и сроки проведения обязательных работ по уходу за оборудованием ДЭС оговариваются в журнале технических осмотров и уходов. В этот журнал заносятся данные о проведенной работе, замене узлов, замеченных неисправностях. Соответствующие записи необходимо вносить в паспорт-формуляр электроагрегата, который предназначен для систематического внесения в него всех сведений, касающихся технического состояния, учета работы, ремонта и хранения электрооборудования ДЭС. Своевременное проведение технических осмотров обеспечивает поддержание постоянной готовности ДЭС к работе, максимально продлевает межремонтные сроки службы ДЭС, позволяет своевременно устранить замеченные неисправности и определить необходимость очередного ремонта.

Уход за генератором и возбудителем

Уход за генератором и возбудителем осуществляется согласно инструкции по эксплуатации генератора в соответствии с планом периодических осмотров и предупредительных ремонтов.

Для обеспечения нормальной работы следует периодически производить осмотр, измерение сопротивления изоляции и проверку состояния машины и ее отдельных частей.

Обмотки генератора и возбудителя, контактные кольца, щетки, коллектор и токовый подвод должны быть особенно чистыми. Грязь и пыль на обмотках, коллекторе и контактных кольцах снижают прочность изоляции обмоток. Грязь в вентиляционных каналах сердечника статора ухудшает вентиляцию и может являться причиной повышенного нагрева генератора. Поэтому генератор и возбудитель не реже 1 раза в месяц необходимо очищать от пыли, продувая сжатым воздухом.

Проверку состояния коллектора, контактных колец и щеточных аппаратов следует проводить через 100-150 ч работы. Коллектор и контактные кольца должны всегда иметь хорошо отшлифованную поверхность. Небольшие неровности на поверхности необходимо зачистить (предварительно сняв щетки) мелкозернистой стеклянной бумагой при помощи деревянных колодок, пригнанных по окружности коллектора или контактных колец, а большие неровности - проточить. Скорость при проточке не должна превышать 1-1,5 м/с, а подача за одни оборот 0,05-0,1 мм. Проточка и шлифовка должны производиться на обесточенной машине, а после их окончания необходимо коллектор и контактные кольца вычистить и продуть сжатым воздухом.

При появлении искрения следует проверить биения коллектора и контактных колец в начале пуска при малой частоте вращения генератора. При биении контактных колец более 0,05 мм их надо проточить. После проточки продороженных коллекторов необходимо снять заусенцы с краев пластин и прочистить канавки между пластинами фиброй или прессшпаном.

Если миканит окажется на уровне наружной поверхности, то коллектор необходимо продорожить на глубину 1,0-1,5 мм, после чего его поверхность следует вновь отшлифовать. Допускается полировка коллекторов пемзой.

При хорошо работающих щетках контактные кольца приобретают со временем полированную поверхность, предохраняющую кольца от износа. Эту поверхность следует сохранять, и без особой надобности чистить ее стеклянной шкуркой не рекомендуется.

Для очистки поверхности коллектора или контактных колец от угольной пыли, грязи и подгара нужно применять мягкие неворсистые тряпки, смоченные в бензине. При сильном подгаре, не смываемом тряпкой, надо прочистить контактные кольца на ходу генератора мелкой стеклянной шкуркой.

Щетки должны размещаться в щеткодержателе свободно, без заеданий, с зазором 0,2 мм.

Давление пружины на щетки необходимо установить одинаковым и равным приблизительно 150-200 г/см². Давление проверяют динамометром. Для этого рычажок щеткодержателя захватывают динамометром (рис.1), а между проверяемой щеткой и коллектором прокладывают лист бумаги. Рычажок щеткодержателя отпускают так, чтобы лист легко можно было вынуть, и определяют силу, с которой щетка давит на коллектор.

Рис.1. Проверка динамометром давления щетки на коллектор

При износе щеток до высоты, не обеспечивающей необходимого нажатия и плотного контакта, щетки должны быть заменены новыми той же марки.

Вновь устанавливаемые щетки должны быть тщательно притерты к коллектору и контактным кольцам. Притирка производится стеклянной бумагой, которая нарезается на полосы по ширине контактного кольца и протягивается под щетками по поверхности коллектора и контактных колец так, чтобы она плотно прилегала к поверхности. Полоски стеклянной бумаги протягиваются под щетками по направлению вращения, а щетки при этом должны прижиматься пружиной щеткодержателя.

Рекомендуется периодически (1-2 раза в год) менять полярность контактных колец генератора для предотвращения их неравномерного износа.

Через 100-150 ч работы и после длительных остановок или ремонта следует проверить сопротивление изоляции обмоток статора, ротора и возбудителя, его значение должно быть не ниже 5 МОм для новых и вышедших из ремонта машин и 0,5 МОм для машин, находящихся в эксплуатации. При уменьшении сопротивления изоляции ниже допустимого обмотки следует тщательно очистить от грязи и пыли, протереть тканью, смоченной в бензине, и продуть сжатым воздухом. Если же сопротивление изоляции не восстанавливается, машину следует сушить.

О состоянии подшипников возбудителя и генератора можно судить по шуму при их работе. Правильная работа подшипников характеризуется равномерным гулом (жужжанием) шариков или роликов, дополнительный равномерный или неравномерный стук или удары указывают на повреждения в подшипнике или на присутствие постороннего тола в нем. Ненормальным режимом является также нагрев крышки подшипника выше 80°С.

При нормальной работе подшипников через каждые 500 ч (но не реже одного раза в полгода) следует проверить состояние смазки в них. При ее хорошем состоянии (нет засохших участков, смазка сравнительно чистая и не содержит посторонних частиц) необходимо добавить в каждый из подшипников 20-30г смазки. Чрезмерное количество смазки может вызвать перегрев подшипника, поэтому полость подшипника должна быть заполнена смазкой не больше чем на 2/3 объема.

Если состояние смазки неудовлетворительно, ее заменяют, а подшипник - промывают. При нормальной работе подшипника его промывка со сменой смазки производится обычно через 4000 ч работы, но не реже 1 раза в 2 года.

При недопустимом превышении температуры, неравномерном или повышенном шуме, подшипник необходимо осмотреть. После вскрытия подшипника из него надо удалить смазку и промыть полость сначала керосином, а затем бензином. При появлении трещин или других внешних повреждений, подшипник необходимо заменить новым, Если после чистки и смазки подшипников повреждения не будут обнаружены, а шум и перегрев не исчезнут, подшипник также необходимо заменить.

Профилактический осмотр генератора и возбудителя

Профилактический осмотр генератора и возбудителя проводится обычно через 500ч работы, но не реже 1 раза в полгода.

При осмотре выполняют все операции, указанные ранее, и, кроме того, проверяют затяжку болтов крепления подшипниковых щитов, подшипниковых крышек, станины к раме агрегата, контактных болтов блока возбуждения, проверяют зажатие наконечников выводных концов генератора и системы возбуждения на контактных шпильках и болтах. Проверяют состояние гаек и выводных концов; особое внимание следует обращать на состояние переходов кабель-наконечник и изоляцию выводных концов.

При осмотре следует тщательно проверить шайбы силовых выпрямителей и выпрямителей питания корректора. При повреждении контакта в токосъемных шайбах необходимо заменить неисправный столб. Для устранения местных повреждений поверхности шайб их покрывают нитроэмалью.

Сушка генератора и возбудителя

Сушка генератора и возбудителя производится, когда измерениями установлено, что изоляция обмоток увлажнена. Выбор способа сушки зависит от состояния изоляции машины. Сушка может производиться внешним нагревом, электрическим током или комбинированным способом. Генераторы или возбудители, сопротивление изоляции обмоток которых ниже 0,1 МОм (сильно отсыревшая изоляция), рекомендуется сушить только способом внешнего нагрева. Сушка генератора и возбудителя, имеющих сопротивление изоляции не менее 0,1 МОм, производится для машин малой мощности внешним нагревом, электрическим током, а также комбинированным методом (электрическим током с дополнительным подогревом воздуходувкой).

Генераторы и возбудители, которые будут подвергнуты сушке, внимательно осматривают и очищают от пыли и посторонних предметов, затем их необходимо продуть сухим сжатым воздухом из шланга (давление не более 2 кгс/см²). Если машины сушат электрическим током, их корпуса необходимо надежно заземлить. Для контроля температуры во время сушки на обмотках и сердечниках машин устанавливают термометры или комплект термопар. Шарики термометров должны быть обернуты станиолем и снаружи покрыты ватой или войлоком. Вата или войлок не должны находиться между шариком и частью машины, температура которой измеряется.

Во время сушки нужно следить, чтобы температура внутренних частей обмоток не достигала значений, опасных для изоляции. В начальной стадии сушки скорость повышения температуры должна быть не более 5°С/ч.

Во время сушки в журнал заносят результаты периодических измерений температуры обмоток и окружающего воздуха, сопротивления изоляции, тока при сушке электрическим током и другие параметры. По данным измерений строят зависимость сопротивления изоляции обмоток от продолжительности сушки (рис.2). Сопротивление изоляции во время сушки измеряют мегаомметром 500 В.

Рис.2. График сушки генератора
1 - температура, °С;
2 - сопротивление изоляции, МОм.

Во время сушки сопротивление изоляции сначала понижается, так как происходит испарение влаги из машины, затем медленно возрастает и, наконец, устанавливается постоянным. Сушку заканчивают, если сопротивление изоляции не изменяется в течение 4-5 ч.

Наименьшее допустимое значение сопротивления изоляции в нагретом состоянии после сушки для обмотки возбудителя составляет 0,5 МОм.

Сушка внешним нагреванием

При сушке внешним нагреванием используют тепловые воздуходувки, лампы накаливания и нагревательные элементы, с помощью которых равномерно нагревают снаружи или внутри части машины.

Наиболее эффективно обдувание нагретым воздухом от тепловой воздуходувки мощностью 10 кВт всей наружной части обмоток. Для этого следует закрыть брезентом, натянутым на каркас, всю машину, а при сушке мелких и средних машин только их лобовые части.

Перед сушкой с машины закрытого исполнения необходимо снять торцовые крышки. Температура горячего воздуха обмотки и железа статора не должны превышать 90°С.

Сушка дизельного генератора постоянным током

При сушке постоянным током (рис.3) для более равномерного нагревания обмоток следует переключать фазы приблизительно 1 раз в 1 ч. Включение и отключение производят реостатом при токе не более 0,2 I_ном.г для предотвращения пробоя изоляции обмоток на корпус от перенапряжений. Ток сушки должен составлять 0,7-0,9 I_ном.г, его значение изменяют с помощью реостата или подводимого напряжения постоянного тока.

Рис.3. Схема сушки генератора постоянным током

При сушке переменным током от трехфазного источника питания (рис.4,а) напряжение составляет 0,15-0,2 U_ном.г. При сушке однофазным током (рис.4,б) фазы генератора включают поочередно с переключением через каждый час для равномерного нагрева обмотки во всех ее частях.

Рис.4. Схема сушки генератора переменным током от источника питания
а - трехфазного;
б - однофазного.

При сушке током к.з. (рис.5) три фазы генератора замыкают накоротко. Дизель-генератор должен иметь пониженную частоту вращения. Ток статора в начальный период сушки не должен превышать 0.5 I_ном.г. Затем ток постепенно увеличивают, но не более чем на 0,8 I_ном.г, чтобы нагревание обмотки до 70°С происходило постепенно. Для поддержания температуры обмотки на этом уровне рекомендуется понижать силу тока.

Рис.5. Схема сушки генератора током короткого замыкания

Сушка возбудителя электрическим током в режиме к.з.

При сушке возбудителя электрическим током в режиме к.з. якорь замыкают накоротко через добавочные полюсы, амперметр, рубильник и предохранители, а последовательную обмотку отключают. Возбудитель при этом нужно вращать от двигателя.

Перед началом сушки щетки сдвинуты с нейтрали на один-два коллекторных деления в направлении вращения возбудителя. По мере увеличения угловой скорости следует сдвигать щетки против вращения до тех пор, пока сила тока в якоре не достигнет номинального значения. Если без возбуждения этого достичь не удается, то в шунтовую обмотку следует дать очень слабое независимое возбуждение, для чего последовательно с регулятором возбуждения необходимо включить большое добавочное сопротивление.

Перед включением возбуждения следует угловую скорость понизить, а щетки несколько сдвинуть по направлению вращения и затем постепенно повышать частоту вращения и увеличивать возбуждение, соблюдая осторожность; необходимо, чтобы щетки возбудителя не искрили. При искрении щеток следует изменить ток возбуждения в обмотках добавочных полюсов, подключив параллельно им сопротивления. Для измерения температуры якоря и коллектора возбудитель время от времени необходимо останавливать. Шунтовая обмотка обычно высыхает во время сушки якоря, отдельная сушка ее требуется в редких случаях.

Температура наиболее горячего места обмотки не должна превышать 90°С по термометру и 110°С при определении ее по сопротивлению обмотки.

У некоторых машин при номинальной частоте вращения без возбуждения ток к.з. значительно превосходит номинальный. В таких случаях, если нельзя понизить частоту вращения, в цепь якоря включают небольшое добавочное сопротивление (железную проволоку, кабель и т.п.).

Сушка возбудителя от постороннего источника постоянного тока

При сушке возбудителя от постороннего источника постоянного тока цепь якоря с дополнительными полюсами и последовательной обмоткой подключают к сети с напряжением, равным 3-6% номинального. Обычно ток, необходимый для нагрева обмотки до температуры 90°С по термометру, не превышает 50-60% номинального значения. Якорь во время сушки следует медленно поворачивать.

При незначительном сдвиге щеток с нейтрали возможен запуск невозбужденного и ненагруженного возбудителя. Поэтому необходимо постоянное наблюдение за машиной, и при малейшей попытке двигателя пойти в ход следует немедленно выключить ток. Во избежание пробоя изоляции необходимо производить через реостат включение и выключение обмоток.

Уход за силовой панелью генератора

Аппаратура силовой панели генератора обеспечивает нормальную эксплуатацию, контроль за работой и защиту силового оборудования ДЭС (генератора, дизеля). Поддержание оборудования силовой панели в исправности, чистоте и порядке является залогом бесперебойной работы ДЭС.

В процессе эксплуатации следует периодически осматривать аппаратуру шкафов силовой панели, производить очистку от пыли и грязи (мягкой волосяной кистью, пылесосом или сухим сжатым воздухом). Необходимо тщательно проверять затяжку и фиксацию контактных болтов, винтов и гаек. Подгар на доступных контактах контакторов и реле следует удалять мелкой стеклянной шкуркой и промывать бензином или спиртом.

Перегоревшие вставки в предохранителях заменяют только калиброванными на соответствующий ток, как правило, при невозбужденном генераторе, после остановки агрегата. Категорически запрещается вставлять в предохранители вместо плавких вставок куски проволоки и другие металлические предметы.

Цепи управления и сигнализации силовых автоматических выключателей, схемы АВР и синхронизации после проведенных чисток и ревизии аппаратуры необходимо проверять.

Работа элементов защиты (тепловых и электромагнитных расцепителей, релейной токовой зашиты) проверяется 1 раз в год на надежность срабатывания и на соответствие уставок проектным. Защита автоматических выключателей проверяется поэлементно прогрузкой первичным током. Проверка электроизмерительной аппаратуры производится не реже 1 раза в 2 года. Точность показаний щитовых и переносных электроизмерительных приборов проверяется путем сличения их показаний с показаниями эталонных приборов.

Обслуживание системы собственных нужд

Обслуживание системы собственных нужд включает в себя уход за исполнительными механизмами (электрическими приводами насосов прокачки масла, подкачки топлива и масла, компрессора, электронагревателей и т.п.), аппаратурой и блоками управления.

При осмотре электрических приводов необходимо периодически проверять крепеж исполнительных механизмов, приводных электрических двигателей, состояние изоляции кабельных связей и обмоток двигателей. Проверка состояния изоляции обязательна перед включением двигателя после длительных перерывов в работе. Включение в работу может быть произведено при сопротивлении изоляции не менее 0,5 МОм. При включении необходимо проверить рабочие токи приводных двигателей.

Обслуживание и уход за схемами управления и сигнализации электроприводов системы с.н. и блоков автоматики с.н. осуществляется в соответствии с планом проверок схем автоматики силовой панели, который включает в себя периодический осмотр аппаратов и электромонтажа блоков, их необходимую чистку, проверку работы и т.п.

Аккумуляторные батареи системы с.н. ДЭС обслуживают в соответствии с инструкциями по эксплуатации батарей.

Обслуживание систем автоматического управления и сигнализации ДЭС

Обслуживание систем автоматического управления и сигнализации ДЭС включает в себя ежемесячные осмотры аппаратуры, расположенной непосредственно в шкафу или на щите управления, электромонтажа схемы шкафа и датчиков, установленных на дизеле. Одновременно производят чистку аппаратуры от пыли, грязи, проверку и затяжку болтов, гаек и другого крепежа. Элементы схем, подверженные вибрации, проверяют наиболее тщательно.

При осмотре следует внимательно проверить состояние переходных контактов электроизмерительной, сигнальной и релейной аппаратуры. Внешним осмотром проверяют состояние контактных групп реле, переходных контактов различных ключей, которые в случае необходимости промывают бензином или спиртом. При осмотре релейной аппаратуры, а также различных датчиков обращают внимание на соответствие уставок по шкале проектным уставкам.

В конце такого осмотра желательно имитацией проверить работу схемы в аварийных режимах (прохождение сигнала на аварийную остановку, работу аварийной и предупреждающей сигнализации).

Состояние изоляции аппаратов и цепей вторичных соединений проверяют во время планово-предупредительного ремонта и обязательно перед включением схемы в работу после длительных перерывов.

Настройку релейной аппаратуры, проверку срабатывания датчиков и точности показаний электроизмерительных приборов и трансформаторов, установленных в шкафу управления, проводят не реже 1 раза в год независимо от длительности работы ДЭС.

При обслуживании кабельного хозяйства необходимо следить и поддерживать в чистоте кабельные каналы, короба и другие места прохождения кабелей. Состояние и исправность кабельных связей проверяют примерно 1 раз в месяц внешним осмотром. На наружной поверхности кабелей не должно быть глубоких царапин, вмятин, порезов и других недопустимых механических повреждений. При обнаружении вмятин следует проверить целостность жил такого кабеля, а также состояние его изоляции.

Система автоматического регулирования напряжения

Система автоматического регулирования напряжения требует особенно тщательного ухода в процессе эксплуатации. Схему узла возбуждения и регулятора напряжения осматривают одновременно с генератором и возбудителем. При этом проверяют надежность крепления элемента, контактных соединений, отсутствие ненормальных нагревов, соответствие положения реостатов УР и ШР их положению выставленному при пуске ДЭС.

Во время профилактического осмотра генератора и возбудителя производят наружный осмотр монтажных соединений регулятора, корректора и цепей возбуждения, измерение сопротивления изоляции цепей регулятора и корректора относительно корпуса с помощью мегаомметра при выпрямительных блоках, закороченных на всех выводах. Проверяют установочный реостат УР, ключ управления, блокировочные контакты в цепи уравнительных соединений (при параллельно работающих ДЭС). Производят чистку и регулируют контакты переключателей и установочного реостата.

Во время планово-предупредительного ремонта настройку регулятора и корректора проверяют в полном объеме. Результаты проверок сравнивают с протоколами пусковой или предыдущей проверки. При отклонении режима работы отдельных элементов производят более тщательную проверку и перенастройку.

Перед включением регулятора в работу после длительного перерыва его осматривают и измеряют сопротивление изоляции цепей. Перед включением следует провести электрическую подформовку блоков выпрямителей включением блоков на номинальное переменное напряжение (желательно без нагрузки).

Результаты испытаний и проверок заносят в протокол, а объем проведенных работ, выявленные отклонения и неисправности указывают в журнале технических осмотров и в паспорте-формуляре на агрегат.

Проверка регуляторов и корректоров напряжения требует специальных знаний и квалификации и должна производиться высококвалифицированным персоналом.