Вопрос 10. Вычертите схему токового способа сушки обмоток электрических двигателей. Опишите процесс сушки. Укажите достоинства и недостатки метода

Опишите порядок определения степени увлажнения изоляции обмоток электрических двигателей. Укажите в каких случаях обмотки электрических двигателей необхадимо подвергать сушке, какие параметры контролируют при сушке, когда сушка считается законченной. Приведите схему и опишите конвективный способ сушки электрических машин.

Перечислите способы очистки трансформаторного масла. В чем суть очистки масла при помощи центрифугирования. В чем суть очистки масла при помощи фильтрпрессов. Зачем и как проводят регенерацию трансформаторного масла. Как проводится регенерация трансформаторного масла при работе трансформатора. Назовите наиболее часто применяемые адсорбенты. Когда трансформаторное масло подвергается сокращенному анализу.

Опишите назначение трансформаторного масла. Укажите достоинства и недостатки. Как проверяют прозрачность трансформаторного масла. Опишите порядок определения наличия в масле растворимых в воде кислот и щелочей. Что входит в объем сокращенного химического анализа трансформаторного масла. Как производится удаления воды из масла.

Вопрос 6. Опишите условие, необходимое для выполнения процесса сушки силовых трансформаторов. Перечислите способы сушки. Начертите график зависимости t и Rиз от времени сушки.

Для оценки степени увлажнения изоляции трансформатора следует рассчитать коэффициент абсорбции (Кабс).К_абс лучше всего определяет увлажнение изоляции. Коэффициент абсорбции — отношение R_из, измеренного мегомметром через 60с. с момента приложения напряжения, к R_из, измеренному через 15с.:

К_абс=R₆₀/ R₁₅

Если изоляция сухая, то коэффициент абсорбции значительно превышает единицу (больше 1,3); у влажной изоляции коэффициент абсорбции близок к единице. Объясняется это временем заряда абсорбционной емкости у сухой и влажной изоляции. В первом случае (сухая изоляция) время велико, ток заряда изменяется медленно, значения R_из, соответствующие 15 и 60 с после начала измерения, сильно различаются. Во втором случае (влажная изоляция) время мало, ток заряда изменяется быстро и уже к 15 с после начала измерения достигает установившегося значения, поэтому R_из, соответствующие 15 и 60 с после начала измерения, почти не различаются

Коэффициент абсорбции является основным условием, необходимым для выполнения процесса сушки.

Существуют следующие способы сушки:

1). Сушка потерями в собственном баке.

2). Сушка токами нулевой последовательности.

На рисунке 1 представлены кривые изменения R_из, во времени для увлажненной и сухой изоляции.

Сопротивление изоляции R_из, а также коэффициент абсорбции К_абс сильно зависят от температуры.

Рисунок1- Кривые изменения сопротивления изоляции Rизво времени для силового трансформатора.

1— влажного (Кабс менее 1,3), 2 — высушенного (Кабс более1,3)

Применение электроизоляционных жидкостей позволяет обеспечить надёжную и длительную работу электрической изоляции, находящейся под напряжением элементов конструкций, и отводить от них теплоту, наделяющуюся при работе.

В электротехнике в качестве жидкого диэлектрика наибольшее применение получило трансформаторное масло.

Применяется трансформаторное масло для изоляции в трансформаторах, для охлаждения магнитопровода и обмоток масляных выключателях для гашения электрической дуги, для заливки маслонаполненных вводов, некоторых типов реакторов, реостатов (в шахтных подземных установках).

Достоинство трансформаторного масла:

1. Высокая электрическая прочность.

2. Доступностьи малая стоимость.

Недостатки:

1. Пожароопасность.

2. Взрывоопасность (под действием высоких температур масло разлагается с образованием водорода 70% (по объёму), ацетилена - 22%,метана 5%,этилена 3%. Вместе с воздухом при некотором определенном соотношении объемов этих газов образуется взрывчатая смесь.

3. Высокая гигроскопичность.

Масло достаточно легко воспринимает влагу. Причем, вода в масле может быть в различных видах: в растворе, в виде мельчайших взвешенных капелек (эмульсия) или в виде избыточной воды, которая не смешивается с маслом и осаждается на дно сосуда. Примесь воды в количестве до 0,01% (особенно в виде эмульсии) снижает электрическую прочность масла настолько, что делает его непригодно для работы в электрических аппаратах даже при низком напряжении.

4. Недостаточная стабильность.

В результате действия температуры, влияния воздуха, соприкосновения масла с металлами появляются продукты распада. Масло теряет свою прозрачность, темнеет, в нем появляются механические примеси, взвешенный углерод, вода, кислоты, смолы. Масло стареет.

Поэтому при эксплуатации систем сельского электроснабжения проводят надзор за состоянием масла.

Состояние транс­форматорного масла оценивается но результатам испытаний, которые в зависимости от объема делятся на три вида:

испытание на электрическую прочность, включающее опре­деление пробивного напряжения, качественное определение на­личия воды и визуальное определение содержания механичес­ких примесей;

сокращенный анализ, включающий кроме названных выше испытаний, определение кислотного числа, содержания водора­створимых кислот, температуры вспышки и цвета масла;

испытания в объеме полного анализа, включающие в себя сокращенный анализ, а также определение tgδ, натровой пробы, стабильности прочив окисления, количественное определение влагосодержания и механических примесей.

Хорошее трансформаторное масло имеет светло-желтый цвет и слабый запах керосина.Сильное потемнение в процессе эксплуатации указывает на порчу масла вследствие загрязнения или окисления. Оно должно сохранять прозрачность при охлаждении до +5°С.. Прозрачность проверяют в стеклянном прямоугольном сосуде, на одну из стенок которого наклеивают полоску бумаги с нанесенными на нее черной тушью тремя ли­ниями толщиной 0,1; 0,5 и 1 мм. Если через слой масла 100 мм четко видны все линии — масло хорошее, если линия толщиной 0,5 мм видна нечетко, а линия толщи­ной 1 мм — четко, то желательна очистка, при мень­шей прозрачности масла необходима немедленная очи­стка.

В масле не должно быть воды. Если при опускании в пробирку с маслом раскаленной проволоки раздается треск, то это означает, что в масле есть влага и его необходимо очищать или сушить.

Кислотность масла характеризуется кислотным чис­лом, которое представляет собой количество едкого калия (мг), необходимое для нейтрализации свободных кислот в 1 г масла. Оно не должно быть более 0,05 мг КОН/г для чистого и сухого масла и не более 0,25 мг. КОН/г для эксплуатационного.

Температура вспышки любого масла должна быть не менее 140 °С, снижение температуры допускается не более чем на 5 °.

Отсутствие содержания серы определяют по потемнению полированной медной плас­тинки после кипячения ее в масле в течение 12 ч.

Для определения растворимых в воде кислот и ще­лочей используют реакцию водной вытяжки, проводи­мую при помощи индикаторов, способных резко изме­нять свой цвет в присутствии незначительных количеств кислоты или щелочи (например, водный раствор ме­тилоранжа).

Для удаления воды масло нагревают различными ме­тодами: током к. з., потерями в собственном баке, токами нулевой последовательности. В некоторых случа­ях для очистки масло отстаивают в емкости в помеще­нии с относительно сухим и чистым воздухом. Наиболь­шее распространение получила сушка масла при помо­щи центрифугирования при температуре 40...50°С. При этом масло очищают не только от воды, но и от тяжелых механических примесей.

От легких механических примесей масло очищают при помощи фильтрпрессов. В фильтрпрессе масло при температуре 40...50°С под давлением 3...5 ат про­гоняют через фильтровальную бумагу, которая впиты­вает влагу и задерживает механические примеси — во­локна, шлам, сажу и т. д.

Для удаления воды масло нагревают различными ме­тодами: током к. з., потерями в собственном баке, токами нулевой последовательности. В некоторых случа­ях для очистки масло отстаивают в емкости в помеще­нии с относительно сухим и чистым воздухом. Наиболь­шее распространение получила сушка масла при помо­щи центрифугирования при температуре 40...50°С. При этом масло очищают не только от воды, но и от тяжелых механических примесей.

От легких механических примесей масло очищают при помощи фильтрпрессов. В фильтрпрессе масло при температуре 40...50°С под давлением 3...5 ат про­гоняют через фильтровальную бумагу, которая впиты­вает влагу и задерживает механические примеси — во­локна, шлам, сажу и т. д.

При очистке фильтровальную бумагу меняют через 1... 4 ч, после промывки и сушки ее можно снова ис­пользовать.

Фильтрпресс включают после центрифуги, добива­ясь предельной очистки масла от примесей. Центрифу­гированием и фильтрованием очищают масло, но не восстанавливают его утраченные свойства. Для уда­ления из масла продуктов окисления и восстановления прежних качеств прибегают к регенерации.

Регенерацию осуществляют при помощи адсорбен­тов — веществ, способных поверхностью своих частиц поглощать продукты старения масла и влагу (явление адсорбции). В качестве адсорбентов используют при­родные отбеливающие глины, земли, опоки, аморфные или активированные угли, окислы алюминия, селикагели (измельченная кремниевая кислота) и цеолит.

Регенерацию масла можно проводить непосредствен­но в трансформаторе при его эксплуатации; для этого трансформаторы оборудуют специальными термоси­фонными фильтрами, поглотительными патронами и воздухоосушителями, которые заполняют селикагелем.

При эксплуатации изоляционное масло, проходя через селикагель, восстанавливает свои свойства и, согласно ПТЭ, подвергается сокращенному анализу;

один раз в год для трансформаторов, работающих без термосифонных фильтров;

не реже одного раза в 3 года для трансформаторов, работающих с термосифонными фильтрами.

Схема токовой сушки изоляции обмоток двигателя.

1-Обмотка, 2-Регулятор

Токовый способ сушки.Он заключается в пропус­кании по обмоткам электрического тока пониженного напряжения (15... 20%) U_H. Значение напряжения пи­тания зависит от схемы соединения обмоток. При этом тепло генерируется непосредственно в проводниках об­мотки и влага первоначально удаляется из центра изо­ляционной конструкции. Сушке может быть подверг­нута собранная машина или один статор. Источник пи­тания может быть как постоянного, так и переменного тока. При сушке переменным током тепло дополнительно выделяется в стали статора за счет потоков рассе­яния.

Токовую сушку можно вести однофазным или трех­фазным током. Практически в качестве источника пита­ния для сушки может быть использован универсальный стенд сельского электрика МИИСП или же сварочный трансформатор.

Достоинство: значительно сокращает продолжи­тельность сушки по сравнению с конвективным.

Недостаток: требуется дополнительное оборудование.