Мощность СК при работе в емкостном и индуктивном режимах различна. В режиме перевозбуждения (индуктивный квадрант) мощность СК составляет не более 50 % его номинальной мощности при постоянных температуре и давлении охлаждающего газа. При работе в индуктивном квадранте мощность ограничивается из-за появления местных нагревов лобовых частей обмотки и магнитный частей машины.
Температура обмоток с изоляцией класса В и стали СК в установившемся режиме не должна превышать следующих значений, °С:
обмотка статора при охлаждении:
воздушном — 105;
водородном при избыточном давлении, кПа:
5 — 105;
50 — 100;
100 — 95;
200 — 90;
обмотка ротора (независимо от вида охлаждающей среды и давления) — 130;
сердечник статора (независимо от вида охлаждающей среды и давления) — 105.
Температура воды, поступающей в охладитель СК, не должна превышать 30 °C, а охлажденного газа — 40 °C. Перепад температур охлаждающего газа, а также воды в газоохладителях при номинальной мощности СК должен быть в пределах 6,5–9,5 °C.
По условиям нагрева активной стали работа СК с напряжением более чем 1,1Uном не допускается.
При напряжении менее 0,95Uном СК не может длительно работать с номинальной мощностью, так как для этого необходимо увеличить ток статора, который не должен быть выше 1,05Iном. Лишь в аварийных режимах допускается кратковременная перегрузка СК по току статора и ротора. Длительность кратковременной перегрузки в зависимости от кратности тока статора, отнесенного к его длительно допустимому значению при данной температуре и давлении, не должна превышать значений, указанных в табл. 3.1.
Ток ротора при перегрузке устанавливается соответствующим токовой нагрузке статора.
При контроле изоляции цепи возбуждения необходимо учитывать следующее:
запрещается работа СК с замыканием на землю в цепи возбуждения. Причиной такого строгого требования является опасность появления второго замыкания на землю, из-за чего часть витков и даже отдельные катушки могут оказаться зашунтированными, что может привести к тяжелым повреждениям СК;
цепи напряжения обмотки возбуждения для измерения и подключения устройства АВР должны выполняться отдельным кабелем с повышенным уровнем изоляции без захода через обычные ряды зажимов.
Для выявления дефектов изоляции систематически (не реже 1 раза в смену) контролируется состояние изоляции цепей возбуждения относительно земли. При этом измеряются напряжение U между контактными кольцами, а также напряжения U1 и U2 между каждым контактным кольцом и валом ротора.
Сопротивление изоляции Rиз определяется по следующей формуле:
Rиз = RвU/(U1 + U2), (3.1)
где Rв — внутренне сопротивление вольтметра (80-100 кОм).
При хорошей изоляции цепей возбуждения U1 и U2 близки к нулю. Если одно из них окажется равным нулю, а другое — полному напряжению возбуждения, то это является признаком наличия замыкания на землю. В этом случае СК необходимо отключить от сети с дальнейшим выводом в ремонт.
Контроль изоляции подшипников необходим, поскольку нарушение изоляции приводит к образованию пути для прохождения через подшипники, вал и станину токов, появляющихся в стали ротора вследствие несимметрии магнитной системы машины. Эти токи могут привести к повреждению шейки вала и поверхности вкладышей подшипников.
Состояние изоляции проверяется измерением и сравнением между собой двух напряжений: между концами вала ротора и на изоляционной прокладке стойки. При таких измерениях масляные пленки в подшипниках должны шунтироваться временной перемычкой, присоединяемой с помощью контактных щупов к валу и стойке подшипника.
При хорошей изоляции оба напряжения должны быть равны. Если изоляция неисправна, напряжение на прокладке будет меньше напряжения на валу ротора. Для контроля изоляции подшипников СК применяются специальные схемы измерения.
Проверка вибрации. Вибрация СК возникает как по причине механической неуравновешенности ротора, так и из-за несимметрии электромагнитных сил в машине.
Вибрация из-за механических причин практически не зависит от изменения нагрузки СК и появляется уже на ХХ.
Несимметрия электромагнитных сил, действующих на ротор, может возникнуть из-за нарушения равномерности воздушного зазора в машине или вследствие виткового замыкания в обмотке ротора. Вибрация из-за такого вида несимметрии зависит от нагрузки СК и возрастает с увеличением тока возбуждения.
Вибрация приводит к форсированному износу отдельных деталей с последующим выходом СК из строя.
При осмотре СК его вибрационное состояние проверяется обычно на ощупь. При резком повышении вибрации СК разгружают и отключают от сети.
Проверка работы систем охлаждения и смазки. В первую очередь при осмотре следует проверить положение вентилей водяной и газовой систем охлаждения, которое должно соответствовать режиму работы системы.
Все вентили и краны должны быть пронумерованы, и на них перед номером вентиля и крана должны быть нанесены индексы:
М — в системе смазки;
В — в газовой системе, заполненной водородом;
У — в системе, заполненной диоксидом углерода.
Проверке подлежат уровень воды в брызгальных бассейнах, работа сопел, давление и температура воды в напорном и сливном коллекторах СК. На ощупь проверяется температура электродвигателей циркуляционных насосов и уровень масла в подшипниках, а также температура полупроводниковых выпрямителей.
При наличии установок противонакипной магнитной обработки воды проверяют соответствие значений напряжения и выпрямленного тока испытательным наладочным параметрам.
На ощупь и на слух при осмотре масляной системы проверяются работа маслонасоса, давление и температура циркулирующего масла и уровень его в маслобаке. Снижение уровня масла в баке до уровня сливного маслопровода вызовет подсос воздуха в маслосистему, срыв струи масла и отключение СК.
Состояние газовой системы проверяется по давлению водорода и отсутствию утечек водорода на слух, а также путем контрольных замеров давления по манометру, проводимых через 1 ч при постоянной температуре СК. Отбирается проба газа из СК и производится ее химический анализ. По результатам анализа проверяют правильность работы автоматического газоанализатора. При его неисправности он отключается, а состав газа контролируется химическим анализом, проводимым не реже 1 раза в смену.
Проверка состояния СК и оборудования систем возбуждения производятся разными способами, например такими, как прослушивание (при исправно работающем СК характер его шума не изменяется), осмотр щеточного аппарата на кольцах ротора и коллекторе, которые не должны иметь искрение, способное привести к появлению огня или к КЗ.
Вероятность возникновения кругового огня и перекрытия коллекторных пластин возрастает в режиме форсировки возбуждения. Причинами искрения щеток на кольцах коллектора могут явиться недостаточное нажатие щеток, их плохая подгонка к кольцам, заклинивание щеток в щеткодержателе, вибрация щеток и др. Работе щеток без возникновения искр способствуют винтовые канавки на их рабочей поверхности, а при отсутствии канавок — диагональные прорези, наносимые ножовочным полотном на глубину 6–8 мм. При работе электрических машин поверхности их коллекторов и колец покрываются тонким слоем темной политуры, представляющей собой пленку закиси меди, покрытую частицами графита. Такие поверхности изнашиваются медленнее по сравнению со свежеотполированной медью.
При проверке нагрева возбудителя следует знать, что допустимая температура нагрева их обмоток составляет 70 °C, стали и коллектора — 80 °C.
При тиристорной системе возбуждения при осмотре следует обращать внимание на положения ключей, переключателей, накладок, автоматических выключателей, указателей реле, сигнальных устройств и сигнальных ламп. Исправность тиристоров контролируется горением неоновых ламп, а перегорание всех тиристоров приводит к срабатыванию быстродействующих предохранителей.
Кроме того, при осмотре необходимо следить за отсутствием течей в системе охлаждения тиристоров, проверять температуру охлаждающей дистиллированной воды и поддерживать ее в пределах 15–35 °C, контролировать перепад давления дистиллята (должен быть не менее 0,2 МПа), а также протекание воды через охладители.
Поскольку все устройства и оборудование в шкафах тиристорного возбуждения находятся под напряжением 380 В, то работы в цепях преобразователя без отключения напряжения запрещаются.
