Основные правила эксплуатации генераторных установок переменного тока

Неисправности автогенераторов и способы их устранения

При работе генераторов могут возникать неисправности механического и электрического характера. Зачастую одна вовремя не исправленная поломка становится причиной других.

Признаки повреждения генератора:

• мигание или постоянная работа лампы зарядки при работающем моторе;
• недостаточная зарядка или перезаряд аккумулятора;
• тусклый свет внешней световой сигнализации;
• пульсации свечения ламп;
• значительное увеличение яркости свечения ламп при повышении оборотов;
• посторонние звуки, источником которых является генератор или привод.

Механические поломки

Распространенные неисправности механического характера:

• появление трещин на приводном шкиве;
• обрыв ремня привода;
• износ подшипников якоря, который приводит к заклиниванию генератора.

Трещины и сколы на шкиве обнаруживаются при визуальном осмотре узла. Острые кромки начинают разрушать приводной ремень, который может сойти со шкива по поврежденным кромкам. Поломанный или лопнувший шкив требуется заменить новым, ремонт узла невозможен. Новый шкив должен иметь такие же геометрические параметры, как и изношенный.

Поврежденные подшипники якоря начинают издавать при работе характерный свист. Затягивать с ремонтом не следует, поскольку нарушается режим работы генератора из-за изменения зазора между якорем и статором. В итоге якорь может заклинить, что приведет к обрыву ремня и повреждениям щеток и обмотки.

Электрические поломки

Поломки электрической части генераторов:

• истирание токосъемных щеток;
• протирание коллекторной части ротора генератора;
• выход из строя регулятора напряжения;
• межвитковые замыкания обмотки статора;
• выгорание выпрямительного диодного моста;
• разрушение соединительной проводки;
• обгорание или окисление мест подключения проводки.

Для проверки работоспособности генератора применяется мультиметр или вольтметр, предназначенный для измерения постоянного напряжения 0-20 В. Перед началом замеров рекомендуется прогреть агрегат, дав ему поработать 10-15 минут при холостых оборотах двигателя и работающем потребителе (например, ближнем свете фар). Замер напряжения между положительной клеммой генератора и массой автомобиля должен показать значение в пределах 13,5-14,5 В. Более точная информация имеется в инструкции по ремонту и обслуживанию машины. При отклонении напряжения от норматива требуется замена реле-регулятора.

Проверка напряжения на клеммах батареи позволяет обнаружить повреждения соединительной проводки. Для полноценного замера требуется увеличить обороты двигателя до высоких и подключить мощные потребители энергии (например, дальний свет фар, обогревы стекол и сидений). В этом случае напряжение должно быть близким к значению на реле-регуляторе. В противном случае требуется провести проверку проводов и точек подключения.

Исправность диодного моста проверяется путем установки мультиметра на положительный вывод генератора и массу в режиме замера переменного тока. Значение напряжения должно находиться в пределах до 0,5 В. Более высокое напряжение является признаком неисправности диодного моста.

Процесс замены генератора на Форд Фокус 2 показан в видео, предоставленном каналом «Азбука Форд».

Замер пробоев обмоток генератора производится при отключенном аккумуляторе и отсоединенной от положительной клеммы устройства проводке. Тестер, переключенный в режим амперметра, подключается между клеммой и проводкой. Допустимым считается значение до 0,5 мА. При повышенном токе возможен пробой деталей диодного моста либо обмоток.

Для проверки обмоток возбуждения необходимо снять генератор с автомобиля. Работы ведутся при удаленном регуляторе напряжения и щеточном узле. Перед началом проверки контактные кольца очищаются от грязи. Тестирование выполняется мультиметром, переведенным в режим омметра. Подключение ведется к контактным кольцам. Нормальное значение сопротивления находится в интервале 5-10 Ом. Для замера пробоя на массу омметр цепляется к кольцам и корпусу. В исправном состоянии значение сопротивления будет бесконечным, при иных значениях — имеется пробой.

Категорически запрещается проверять работу генераторов методом короткого замыкания. Подобные действия приводят к выходу из строя не только агрегата, но и электронных блоков. Диагностику устройства рекомендуется проводить на стендах, имеющихся в специализированных центрах. Самостоятельные действия могут стать причиной дорогостоящего ремонта.

ТРЕБОВАНИЯ ОХРАНЫ ТРУДА ВО ВРЕМЯ РАБОТЫ

3.1. Подчиняться правилам внутреннего трудового распорядка, иным документам, регламентирующим вопросы дисциплины труда. 3.2. Во время работы следует быть внимательным, не отвлекаться от выполнения своих обязанностей. 3.3. Выполнять только ту работу, которая ему была поручена, и по которой он был проинструктирован. 3.4. В течение всего рабочего дня содержать в порядке и чистоте рабочее место. 3.5. Работать только в исправной спецодежде и спецобуви и применять индивидуальные средства защиты, положенные на рабочем месте по действующим нормам. 3.6. Выполнять санитарные нормы и соблюдать режимы работы и отдыха. 3.7. Применять необходимые для безопасной работы исправное оборудование, инструмент, приспособления, использовать их только для тех работ, для которых они предназначены. 3.8. Лица, не имеющие отношения к эксплуатации оборудования дизельной электростанции, не должны находиться в помещении. 3.9. При остановке дизельной электростанции для осмотра, чистки и ремонта должны быть приняты меры против ошибочного пуска их в ход или непроизвольного их движения. Генератор, соединенный с двигателем сгорания, должен быть полностью отключен от всех возможных посторонних напряжений. 3.10

При осмотре и ремонте двигателей особое внимание должно быть обращено на правильность затяжки и крепления гаек шатунных болтов и правильность закрепления коленчатого вала. Гайки шатунных болтов должны затягиваться равномерно, без перекосов

Насаживать на ключ трубы или применять кувалды для ударов по гаечному ключу запрещается. После затяжки гайки шатунных болтов должны зашплинтовываться. Состояние поршней, клапанов и сальников двигателя должно быть таким, чтобы исключалась возможность проникновения газа в помещение. 3.11. Подъем тяжеловесного оборудования должен осуществляться постоянным или временным подъемным устройством. 3.12. Расходные баки для топлива дизель-генератора наполняются из топливохранилища электрическим насосом, который включается вручную или автоматически по мере необходимости в наполнении. При ручном включении насоса расходный топливный бак должен быть оборудован прозрачной трубкой контроля уровня заполнения. При автоматическом включении насоса во избежание переполнения топливом расходного бака необходимо строго контролировать работоспособность клапана обратного перелива топлива трубопровода. 3.13. Наполнение вручную горючим расходного бака дизельной электростанции должно производиться при дневном освещении или при применении ламп безопасной конструкции перед началом работы двигателя или после его остановки и остывания. Заливка горючего в бак работающего двигателя запрещается. 3.14. Пролившиеся на пол горюче-смазочные материалы следует немедленно вытирать. Обтирочные материалы должны храниться в закрытых металлических ящиках, установленных вдали от двигателей, генераторов, щитов и отопительных приборов. Не реже двух раз в месяц производить выемку обтирочных материалов независимо от их количества в ящик сбора отходов. 3.15. Около генераторов, щитов автоматики должны быть проложены диэлектрические ковры. Площадь ковров должна быть такова, чтобы обслуживающий персонал при работе с оборудованием обязательно находился на ковре. 3.16. Все траншеи трубопроводов, люки колодцев, кабельные каналы и т.п. в помещениях ДЭС должны быть постоянно закрыты предусмотренными перекрытиями из рифленого листового железа или железобетона на уровне с полом помещения. 3.17. Все вращающиеся детали двигателей и вспомогательных механизмов должны быть закрыты предусмотренными ограждениями. 3.18. Перед пуском дизельной электростанции необходимо удостовериться в исправном ее состоянии, тщательно осмотреть двигатель, положение рукояток, переключателей, запорной арматуры и т.п., убрать все посторонние предметы, поставить на место все ограждения. 3.19. При тяжелом запуске двигателя подогревать маслопроводную и топливопроводную системы паяльными лампами, факелами и т.п. запрещается. 3.20. Соблюдать правила поведения на территории и в помещениях предприятия. 3.21. Не принимать пищу, не курить на рабочем месте. 3.22. В случае плохого самочувствия прекратить работу, поставить в известность своего непосредственного руководителя и обратиться к врачу.

Эксплуатация генераторов

Содержание материала

• Эксплуатация генераторов
• Элементы конструкции гидрогенераторов
• Охлаждение гидрогенераторов
• Системы возбуждения
• Режимы работы гидрогенераторов
• Развитие методов электромагнитного расчета гидрогенераторов
• Вспомогательные устройства гидрогенератора
• Дефекты статора гидрогенератора
• Дефекты ротора гидрогенератора
• Техническое обслуживание генераторного оборудования
• Остановка агрегата, оборудование в резерве
• Ремонты генераторного оборудования
• Эксплуатация турбогенераторов
• Конструктивные особенности турбогенераторов, вероятные повреждения
• Конструктивные особенности ротора турбогенераторов
• Система уплотнений вала турбогенераторов
• Повреждения ротора турбогенераторов
• Системы охлаждения турбогенераторов
• Особенности пуска и набора нагрузки турбогенераторов
• Нормальные режимы работы турбогенераторов
• Турбогенераторы серии ТФ
• Турбогенераторы серии ТВМ
• Сверхпроводниковые турбогенераторы
• Асинхронизированные синхронные генераторы
• Турбогенераторы с воздушным охлаждением за рубежом
• Диагностическое обслуживание генераторов электростанций
• Оценка технического состояния гидрогенераторов
• Новые отечественные методы диагностики гидрогенераторов
• Новые направления и совершенствование систем диагностики турбогенераторов
• Новые методы диагностики турбогенераторов
• Экспертные системы диагностики генераторов

На всех электрических станциях в качестве источников переменного тока используются синхронные генераторы. Мощность генераторов колеблется от нескольких киловатт для автономных установок до нескольких сотен тысяч киловатт для крупных электростанций. Различают турбогенераторы (первичный двигатель — паровая или газовая турбина) и гидрогенераторы (первичный двигатель — гидротурбина). Синхронный генератор имеет две обмотки: обмотка возбуждения располагается на роторе, обмотка якоря — на статоре. При протекании через обмотку возбуждения постоянного тока полюсы создают постоянное магнитное поле чередующейся полярности. При вращении полюсов, а следовательно, и поля относительно проводников обмотки якоря в них будет индуцироваться переменная ЭДС, причем ЭДС отдельных проводников фазы суммируются. Если на якоре уложены три одинаковые обмотки, сдвинутые в пространство на электрический угол, равный 120°, то в этих обмотках будет индуцироваться трехфазная система фазных ЭДС. Частота этой ЭДС зависит от числа пар полюсов р и частоты вращения ротора

Номинальная активная мощность генератора — наибольшая активная мощность, с которой работает генератор в комплекте с турбиной длительное время: Рном = Sном cosфном. Номинальное напряжение — линейное (междуфазное) напряжение обмотки статора в номинальном режиме. Номинальный ток статора — такое значение тока, при котором допускается длительная нормальная работа генератора при нормальных параметрах охлаждения и номинальных значениях мощности и напряжения. Номинальный коэффициент мощности принимается равным 0,8 для генераторов мощностью до 125 MBA; 0,85 — для турбогенераторов мощностью до 585 MBA и гидрогенераторов до 360 MBA, 0,9 — для более мощных машин. Номинальный ток ротора — наибольший ток возбуждения генератора, при котором обеспечивается отдача генератором его номинальной мощности. Номинальная частота вращения, об/мин (для гидрогенераторов указывается и угонная частота вращения). Также указываются: схема соединения обмоток, тип возбуждения, тип охлаждения, напряжение и ток обмотки возбуждения и некоторые другие параметры.

5.1.25

. При появлении сигнала или выявлении
измерениями глубокого понижения сопротивления изоляции цепи возбуждения
турбогенератора с непосредственным охлаждением обмотки ротора он должен
быть не более чем за 1 ч, а при замыкании на землю — немедленно
переведен на резервный возбудитель или резервный тиристорный канал
возбуждения. Если при этом сопротивление изоляции восстановится,
генератор может быть оставлен в работе, если оно останется пониженным,
но выше предельного наименьшего значения, установленного инструкцией
завода-изготовителя или другими нормативными документами, турбогенератор
при первой возможности, но не позднее чем через 7 сут. должен быть
выведен в ремонт.

При отсутствии резервного возбудителя,
невозможности его использования или неисправности резервного
тиристорного канала возбуждения, а также при дальнейшем понижении
сопротивления изоляции (ниже предельного наименьшего значения) при
работе на резервном возбуждении турбогенератор должен быть в течение 1 ч
разгружен, отключен от сети и выведен в ремонт.

При появлении замыкания на землю (понижении
сопротивления изоляции до 2 кОм и ниже) в цепи возбуждения
турбогенератора с косвенным охлаждением обмотки ротора он должен быть
переведен на резервный возбудитель или резервный тиристорный канал
возбуждения. Если при этом замыкание на землю исчезнет, допускается
оставить генератор в работе. При обнаружении замыкания на землю в
обмотке ротора турбогенератор должен быть при первой возможности выведен
в ремонт. До вывода в ремонт при устойчивом замыкании обмотки ротора на
корпус должна быть введена защита от двойного замыкания на землю в
обмотке ротора с действием на сигнал или отключение. При появлении
сигнала турбогенератор должен быть немедленно разгружен и отключен от
сети. Если защита от двойного замыкания не предусмотрена или не может
быть введена, то турбогенератор должен быть в течение 1 ч разгружен,
отключен от сети и выведен в ремонт.

Работа гидрогенераторов и синхронных компенсаторов с замыканием на землю в цепи возбуждения не допускается.

Правила эксплуатации генераторных установок переменного тока

Чтобы не вывести из строя выпрямитель генератора и регулятор напряжения, необходимо правильно подключать батарею: «+» — в сеть, а «—» — на «массу». При обратном подключении происходит короткое замыкание батареи через выпрямитель, и выпрямитель выходит из строй.

После остановки двигателя нужно выключить зажигание на авто­мобиле, а на тракторе — «массу». Несоблюдение этого требования влечет за собой разряд аккумуляторной батареи через обмотку воз­буждения генератора. Оставленное включенным зажигание на ав­томобиле может вывести из строя аппараты системы зажигания. Нельзя выключать «массу» аккумуляторной батареи при работающем двигателе. Это вызывает импульсное повышение напряжения и может привести к выходу из строя полупроводниковых приборов. В процессе эксплуатации необходимо проверять надежность под­ключения проводов к генераторной установке, контролировать и ре­гулировать натяжение приводного ремня генератора. Эти работы сле­дует производить при неработающем двигателе и отключенной акку­муляторной батарее. Нарушение соединений в цепи между корпуса­ми генератора и регулятором напряжения или соединение клемм «+> и «Ш» между собой равносильно отключению регулятора на­пряжения, при этом наблюдаются значительное повышение напря­жения в сети, увеличенный зарядный ток, выкипание электролита в батарее и перегорание ламп. Отключение плюсового провода генера­тора вызывает повышенное напряжение на выпрямителе, опасное для его диодов; в этом случае напряжение генератора к регулятору не подводится, а следовательно, и не регулируется.

Повышенный зарядный ток, наблюдаемый длительно (стрелка ука­зателя напряжения на автомобилях МАЗ находится в желтой или на автомобилях ВАЗ в правой красной зонах шкалы), и быстрое вы­кипание электролита — признаки повышенного напряжения из-за неисправности регулятора или плохих контактов в выключателе зажигания.

Продолжительный разрядный ток, показываемый указателем тока или напряжения (стрелка последнего находится в левой красной зоне шкалы), с прогрессирующим разрядом батареи указывает на пони­женный уровень напряжения в бортовой сети, причинами которого могут быть неисправности генератора, регулятора напряжения или пробуксовка приводного ремня.

Выезд из гаража с неисправной генераторной установкой запрещается. Но если в пути следования откажет регулятор напряжения, продолжать движение можно только с соблюдением мер, предохра­няющих аккумуляторную батарею от перезаряда и глубокого разряда.

Указатель тока или напряжения показывает разрядку. Это может случиться в результате срабатывания реле защиты РР362-А (Б) из-за его разрегулировки или замыкания обмотки возбуждения на «массу», понижении регулируемого напряжения до 12 В и ниже, а также при внутренних обрывах в реле-регуляторах РР362-А и РР350-А. Само­произвольное срабатывание реле защиты устраняют натяжением его пружины. Определяют указанные неисправности по броску зарядного тока при замыкании клемм «В» («ВЗ») и «Ш» реле-регулятора с ра­ботающим на средних частотах двигателем и отключенными потре­бителями, кроме батареи. Внутренний обрыв в ИРН определяют замыканием его клеммы «Ш» на «массу». При этом появляется за­рядный ток.

Указатель тока длительно показывает большой зарядный ток (бо­лее 10… 15 А), указатель напряжения — повышенное напряжение (15…16 В). Причинами могут быть пробой выходного транзистора реле-регулятора, обрыв провода, соединяющего «массы» реле-регуля­тора и генератора, и высокий уровень регулируемого напряжения.

Источник

5.1.41

. Обслуживание и ремонт системы
газового охлаждения (газопроводов, арматуры, газоохладителей), элементов
системы непосредственного жидкостного охлаждения обмоток и других
активных и конструктивных частей внутри корпуса генератора, а также
электрооборудования всей водяной и газомасляной систем, перевод
турбогенератора с воздушного охлаждения на водородное и наоборот,
участие в приемке из ремонта масляных уплотнений, поддержание заданных
чистоты и давления водорода, а также влажности газовой среды в
турбогенераторе должен осуществлять электрический цех электростанции.

Надзор за работой и ремонт системы
маслоснабжения уплотнений вала (включая регуляторы давления масла и
лабиринтные маслоуловители), масляных уплотнений вала всех типов,
оборудования и распределительной сети охлаждающей воды до
газоохладителей, а также оборудования системы подачи и слива
охлаждающего дистиллята вне генератора должен осуществлять турбинный или
котлотурбинный цех.

На тех электростанциях, где имеется специализированный ремонтный цех, ремонт указанного оборудования должен выполнять этот цех.

Возможное на ряде электростанций отступление
от вышеуказанного распределения функций по обслуживанию узлов и систем
генераторов с учетом местных условий должно быть закреплено
распоряжением технического руководителя электростанции.

Конструкция генератора переменного тока

В самом общем случае, наиболее часто применяемый трехфазный генератор переменного тока состоит из явнополюсного ротора с одной парой полюсов (маломощные оборотистые генераторы) или 2 парами их, расположенными крестообразно (наиболее распространенные генераторы мощностями до нескольких сот киловатт. Такая конструкция не только позволяет более рационально использовать материал, но и для промышленной частоты переменного тока 50 Гц дает рабочую частоту вращения ротора 1500 оборотов в минуту, что хорошо согласуется с тяговыми оборотами дизельных двигателей этой мощности), а также статора с 3 (в первом случае) или 6 (во втором) силовыми обмотками и полюсами. Напряжение с силовых обмоток и есть то, которое подается потребителю.

Ротор может быть выполнен на постоянных магнитах только для весьма маломощных генераторов, во всех остальных случаях он имеет намотку т.н. обмотки возбуждения, то есть представляет из себя электромагнит постоянного тока, запитываемый во вращающемся роторе через щёточно-коллекторный узел с простыми кольцевыми контактами, более устойчивыми к износу нежели разрезной ламельный коллектор машин постоянного тока.

В сколько-либо мощном генераторе переменного тока с обмоткой возбуждения на роторе, неизбежно встает вопрос — какой величины ток возбуждения подавать на катушку? Ведь от этого зависит выходное напряжение такого генератора. И это напряжение должно поддерживаться в определенных рамках, например, 380 Вольт, вне зависимости от тока в цепи потребителей, значительная величина которого способна также значительно уменьшать выходное напряжение генератора. Кроме этого, нагрузка по фазам вообще может быть очень неравномерной.

Этот вопрос решается в современных генераторах, как правило введением в выходные цепи фаз генератора электромагнитных трансформаторов тока, соединенных вторичными обмотками треугольником или звездой, и дающими на выходе переменное трехфазное напряжение амплитудой единицы — десятки вольт, строго пропорциональное и согласованное по фазе с величиной тока нагрузки фаз генератора — чем больше потребляемый в данный момент по данной фазе ток, тем больше напряжение на выходе соответствующей фазы соответствующего токового трансформатора. Этим и достигается стабилизирующий и авторегулирующий эффект. Все три регулирующие фазы с вторичных обмоток токовых трансформаторов далее заводятся на обычный 3-фазный выпрямитель из 6 полупроводниковых диодов, и на выходе его получается постоянный ток нужной величины, и подаваемый на обмотку возбуждения ротора через щёточно-коллекторный узел. Схема может быть дополнена реостатным узлом для некоторой свободы регулирования тока возбуждения.

В устаревших или маломощных генераторах вместо токовых трансформаторов применялась система из мощных реостатов, с вычленением рабочего тока возбуждения за счет изменения падения напряжения на резисторе при изменении тока через него. Эти схемы были менее точны и гораздо менее экономичны.

В обоих случаях существует проблема появления начального напряжения на силовых обмотках генератора в момент начала его работы — действительно, если возбуждения ещё нет, то и току во вторичных обмотках токовых трансформаторов взяться неоткуда. Проблема, однако, решается тем что железо ярма ротора обладает некоторой способностью к остаточному намагничиванию, эта остаточная намагниченность оказывается достаточной для возбуждения в силовых обмотках напряжения в несколько вольт, достаточного для самовозбуждения генератора и выхода его на рабочие характеристики.

В генераторах с самовозбуждением — серьезную опасность представляет случайная подача внешнего напряжения промышленной электрической сети на силовые обмотки статора. Хотя это не приводит к каким-то негативным последствиям для самих обмоток генератора, мощное переменное магнитное поле от внешней сети эффективно размагничивает статор, в результате чего генератор теряет способность к самовозбуждению. В этом случае требуется начальная подача напряжения возбуждения от какого-то внешнего источника, например, автомобильного аккумулятора, иногда такая процедура полностью излечивает статор, но в некоторых случаях необходимость подачи внешнего возбуждения остается навсегда.

Главный генератор переменного тока

Главный генератор состоит из вращающегося магнитного поля, как было указано ранее, и неподвижной арматуры (генераторные обмотки)

Эксплуатация

В отдаленных населенных пунктах и районах, ДГУ часто применяются как основной источник электричества, в то время как в городах их могут применять для аварийного электроснабжения объекта или как дополнение к системе гарантированного питания.

Отличаются эти станции по следующим параметрам:

• Для безостановочной используют станции до 3000 об/мин. При этом перегрузка оборудования не допускается;
• В случае эксплуатации ДГУ как резервного источника электричества, применяется техника с вращением ротора до 1500 оборотов в минуту. Она имеет стойкость к интенсивным эксплуатационным нагрузкам и способна работать с перегрузками до 10% в режиме 1 час из 12.

Дизельные генераторные установки для гарантированного энергоснабжения подключаются к ИБП через блок автоматического ввода резерва. Это устройство отслеживает состояние общей сети и в случае необходимости автоматически запускает аварийное питания объекта.