Монтаж крупных электрических машин

Электрические машины переменного и постоянного тока, прибывающие на место установки в собранном виде, устанавливают без разборки, но с предварительной ревизией. Монтаж начинают с установки фундаментной плиты, рамы или салазок на металлические подкладки толщиной 10 мм и более для грубой и 0,5—5 мм для окончательной выверки горизонтального положения плиты, рамы или салазок.
Прокладки устанавливают по всему периметру опорных плоскостей через каждые 400 мм так, чтобы они выступали за края плиты, рамы и салазок на 25—50 мм. Одновременно в анкерные колодцы устанавливают фундаментные болты. Около фундаментных болтов подкладки устанавливают с обеих сторон болтов.
Горизонтальное положение фундаментных плит, рам и салазок проверяют по уровню, при помощи проверочных линеек, уложенных на опорные плоскости, регулировку производят при помощи указанных выше прокладок.
После того как фундаментные плиты, рамы или салазки будут окончательно выверены на них устанавливают электрическую машину при помощи крана или треноги с талью и выверяют сопряжение осей валов электрической машины и рабочего механизма.
Центровку валов производят при помощи контрольных скоб, так чтобы при повороте обоих валов на 90, 180, 270 и 360° величины зазоров а и б во всех четырех положениях отличались друг от друга не более чем на 0,03 мм.
Регулировку взаимного расположения валов электродвигателя и рабочего механизма при ременной или клиноременной передаче производят шнуром по кромкам или средним линиям шкивов так, чтобы кромки шкивов (если они одинаковой ширины) или их средние линии были расположены на общей прямой линии.
Когда монтируют агрегат из двух и более электрических машин (например, двигатель — генератор — возбудитель), регулировку положения линий валов начинают с машины, имеющей два подшипника. Вал этой машины устанавливают строго горизонтально, а линии валов у промежуточных подшипников устанавливают по плавной кривой, соответствующей естественному прогибу валов от собственного веса.
При сопряжении двух валов, имеющих три подшипника, наклоны шеек вала, лежащего на двух подшипниках, не должны меняться при присоединении второго вала. Это достигается регулировкой третьего подшипника в вертикальной плоскости. Правильность сопряжения проверяется измерением величины биения конца вала, имеющего один подшипник, при помощи индикатора.
После окончательной проверки положения электрической машины на фундаментной плите, раме или салазках, сопряжения ее с рабочими механизмами и сдачи по акту выполненной центровки валов заливают фундамент вместе с плитой, рамой или салазками цементным раствором. При этом тщательно заполняют отверстия, в которых заделываются фундаментные болты и зазоры под плитой, рамой или салазками. Если позволяет конструкция плиты или рамы, то цементным раствором заполняют всю внутреннюю часть их, оставляя свободными лишь места прохода болтов сквозь плиту.
Затем мегомметром проверяют состояние изоляции обмоток электрической машины, воздушные зазоры в междужелезном пространстве по всей окружности (зазоры по окружности должны отличаться от среднего значения не более чем на 10%), промывают и заливают чистым маслом подшипники скольжения. В машинах постоянного тока проверяют состояние коллектора, щеток, щеточного механизма. Полируют и в случае необходимости продороживают изоляцию между пластинками коллектора. Индикатором проверяют бой (эксцентричность) коллектора, который должен быть не более 0,02—0,1 мм в зависимости от его диаметра. Если бой коллектора более величины 0,1—0,5 мм, то его шлифуют. При бое более 0,5 мм коллектор протачивают.
Установка и выверка фундаментной плиты или рамы при монтаже электрических машин, поступающих на монтажную площадку в разобранном виде, производится так же, как и для машин, прибывающих в собранном виде. Монтаж начинают с установки подшипниковых стояков по заводским рискам и контрольным шпилькам. Подшипники разбирают, их опорные поверхности освобождают от защитных покрытий, ржавчины и забоин. Перед установкой подшипниковых стояков под них на плиту укладывают металлические прокладки общей толщиной 4—5 мм, при помощи которых в дальнейшем регулируют положение подшипников по высоте, а также изолирующие прокладки под одним или двумя стояками, чтобы исключить разъедание шеек вала от паразитных токов.
В качестве изолирующих прокладок применяют пластинки из прочного изоляционного материала толщиной 2-5 мм. Болты и контрольные шпильки изолируют бакелитовыми трубками с толщиной стенки 2 мм, а фланцы маслопроводов — электрокартоном. Сопротивление изоляции подшипникового стояка, измеренное мегомметром на 1000 в, должно быть не менее 0,5 Мом. Затем в подшипниковые стояки устанавливают нижние вкладыши подшипников и на них укладывают ротор машины, предварительно смазав шейки его вала чистым машинным маслом; чтобы убедиться в отсутствии перекоса вкладышей подшипников, ротор проворачивают на несколько оборотов. Далее производят предварительную выверку совпадения валов электрической машины и рабочего механизма с насаженными полумуфтами при помощи линейки и щупа и устанавливают осевые зазоры (разбег) между торцами вкладышей подшипников и заточками (галтелями) вала. Эти зазоры необходимы для свободного удлинения вала при его нагревании и для возможной самоустановки ротора под влиянием магнитного поля электрической машины (сборка машины должна обеспечить симметричное расположение магнитных полей статора и ротора, однако при сборке может быть допущена некоторая погрешность, что приводит к самоустановке ротора). Осевые зазоры устанавливают по обе стороны вкладышей подшипников с учетом того, что со стороны внешних подшипников, т. е. подшипников со стороны расположения контактных колец или коллектора, они должны быть больше.
У машин с диаметром шейки вала до 200 мм эти зазоры у ближайшего к полумуфте подшипника принимают равными 2—4 мм. Вал ротора проверяют индикатором на отсутствие радиального биения в шейках, местах установки уплотнений подшипников и щитов статора, а также вблизи ступицы ротора. Для валов с диаметром шейки вала до 200 мм допустимая величина биения составляет 0,02 мм.
Убедившись в правильности установки ротора в подшипниках, еще до установки статора производят регулировку совмещения валов так, как это было описано выше.
После этого ротор поднимают краном, отводят в сторону и устанавливают на место статор электрической машины, руководствуясь заводскими рисками на отдельных его частях и контрольными шпильками. Правильность установки статора выверяют по струне, натянутой вдоль оси подшипниковых стояков, и штихмасу, при помощи стальных прокладок, подкладываемых под опорные лапы статора. Затем снимают один из подшипниковых стояков, ротор заводят в статор, перемещают его внутри статора до выхода полумуфты за пределы статора и укладывают на деревянные подкладки для того, чтобы переставить стропы на роторе и полностью ввести его в статор. Снятый подшипниковый стояк устанавливают на свое место, ротор укладывают в подшипники и еще раз проверяют осевые зазоры.
После того как положение ротора в подшипниках окончательно выверено, производят окончательную регулировку положения статора так, чтобы оси симметрии активного железа статора и ротора совпадали, и регулируют зазор в междужелезном пространстве статора и ротора. Зазоры измеряют щупом в четырех диаметрально противоположных точках. В машинах постоянного тока зазоры измеряют под серединой каждого полюса.
Перед закрытием подшипников проверяют величины зазоров между верхним вкладышем подшипника и шейкой вала, а также между вкладышем и крышкой подшипника. Величину зазора определяют по толщине сплющенных при затяжке болтов свинцовых, предварительно заложенных в подшипник проволок. Размер зазора определяется по существующим нормам. Например, для вала диаметром 180 мм зазор между шейкой вала и вкладышем подшипника должен быть 0,1— 0,195 мм. Затем выполняют внутренние соединения обмоток, обрабатывают коллектор и контактные кольца, регулируют щеточный механизм, монтируют масляную или воздушную системы охлаждения и приступают к сушке машины (если это требуется). Результаты окончательных данных регулировок и измерений заносят в монтажный паспорт электрической машины.

§ 53. Пусковое опробование электрических машин и трансформаторов
Пусковое опробование синхронных генераторов начинают с испытания на холостом ходу. При этом проверяют фазировку, цепи синхронизации, работу соответствующих вторичных цепей, приборов и аппаратов.
Поведение изоляций генератора и связанных с ним элементов проверяется при подъеме напряжения на генераторе с нуля до 1,3 U_ном во время испытания витковой изоляции и, следовательно, не связано с необходимостью подачи напряжения от системы.
Чтобы убедиться в правильности работы приборов синхронизации (синхроноскопа и нулевого вольтметра), а также устройств синхронизации и реле блокировки от несинхронного включения, можно собрать простейшую схему синхроноскопа с тремя (или двумя) лампами, подключенными к трансформаторам напряжения, которые включены по схеме, показанной на рис. 187, непосредственно у генераторного выключателя. Трансформаторы напряжения следует выбирать из условий, что напряжение на них может достигать двойного фазового напряжения генератора.
Подогнав частоту вращения генератора Г до нормальной, воздействуя на МИСВ (механизм изменения частоты вращения турбины), чтобы частота генератора стала равной частоте сети, нужно подогнать и напряжение генератора, регулируя ток возбуждения до напряжения, равного напряжению сети. После этого включают синхроноскоп, установленный на колонке синхронизации. Если момент прохождения стрелки синхроноскопа через «Нуль» (неподвижный индекс па шкале) соответствует моменту, когда погасли лампы Л1 и Л2 лампового синхроноскопа, можно считать, что синхроноскоп колонки включен правильно. Добившись, чтобы стрелка синхроноскопа вращалась медленно (не быстрее одного оборота за 5—10 с), включают генератор на параллельную работу с сетью. Выключатель В включают в момент, когда стрелка синхроноскопа, медленно двигаясь, будет подходить к нулю, не дойдет до него на несколько градусов, с тем чтобы в течение времени от момента подачи команды на включение выключателя В до момента замыкания его контактов напряжение генератора точно совпало по фазе с напряжением сети. Если стрелка синхроноскопа остановится, команду на включение выключателя подавать нельзя, поскольку, даже если стрелка синхроноскопа будет стоять на нуле, это может свидетельствовать не о совпадении по фазе напряжений генератора и сети, а о неисправности синхроноскопа или цепей синхронизации. Включение генератора в этом случае может произойти при самых неблагоприятных условиях и сопровождаться толчком тока. После первого включения генератор отключают и разбирают временную схему с ламповым синхроноскопом.
В дальнейшем включение генератора на параллельную работу с электрической сетью или с другими генераторами и набор нагрузки осуществляют в соответствии с действующими инструкциями, проверяют работу первичного и вторичного оборудования под нагрузкой, после чего генератор обычно остается в работе.

Рис. 187. Применение лампового синхроноскопа при проверке цепей синхронизации генератора

Пусковое опробование электродвигателей начинают с подготовки их к пуску. При этом убеждаются в отсутствии в машине посторонних предметов, надежности механических креплений, наличии смазки в подшипниках и нормальной работе всей системы смазки. В крупных машинах следует прокручивать вращающуюся часть краном или валоповоротным механизмом (при наличии его), что обеспечивает подачу масла в нижнюю часть вкладыша и проверку свободного проворачивания вала.
Вначале кратковременно подают напряжение к машине, чтобы ротор успел сделать несколько оборотов. При этом наблюдают, в какую сторону будет вращаться ротор, и убеждаются в отсутствии ненормальных явлений, заедания ротора, резких механических ударов, не спадания пускового тока и др.
Если пробный пуск (толчок) прошел нормально, двигатель включают повторно на достаточно длительное время, в течение которого проверяют работу машины на холостом ходу: прослушивают для выявления неисправностей в работе; замеряют время разворота двигателя до полных оборотов и, если требуется, частоту вращения на холостом ходу; в отдельных случаях снимают осциллограммы силы тока статора, напряжения и частоты вращения во время пуска; измеряют вибрацию отдельных частей машины виброметром, проверяют поведение защит при пуске и, если требуется, отстраивают защиты от пусковых токов.
При наблюдении за работой подшипников следует установить приборы для измерения их температуры. Предельные температуры нагрева подшипников скольжения 80° С, а качения 95° С. Допустимая температура перегрева при температуре среды 35° С соответственно 45 и 60° С.
При измерении вибрации устанавливают на подшипниках виброметр и измеряют вибрацию во всех трех направлениях (вертикальном, горизонтальном и осевом). При установке вибрографа необходимо следить, чтобы он своим основанием плотно- прилегал к соответствующей площадке подшипника. В отдельных случаях для его установки к подшипнику прикрепляют специальный кронштейн. Амплитуда вибрации, определяемая по размаху стрелки вибрографа, не должна превышать значений, указанных заводом, или при отсутствии данных значений, приведенных в ПУЭ: при частоте вращения 3000, 1500, 1000, 750 об/мин и ниже соответственно 0,05; 0,1; 0,13; 0,16 мм.
Следует иметь в виду, что вибрация может быть повышена из-за чисто механических причин: плохого крепления подшипниковых стоек, повышенных зазоров в подшипниках, плохой центровки валов, динамической и статической неуравновешенности (недостаточной балансировки) вращающихся частей машины, а также из-за ненормальностей электромеханического характера: повышенной неравномерности зазора между сталью статора и ротора, нарушения электрической цепи ротора или замыкания витков в обмотке ротора и др. Вибрацию замеряют не только при работе двигателя на полных оборотах, но и в процессе его остановки, после отключения от электрической сети.
После пробного пуска и остановки электродвигателя вручную кнопкой или ключом управления при наличии других устройств для его пуска (полуавтоматического или автоматического) при пусковом опробовании следует провести пробные пуски и остановки от всех этих устройств, в том числе обязательно проверить остановку от аварийной кнопки.

Пусконаладочные работы, сопровождающие электромонтажные работы, представляют собой комплекс работ, включающий проверку, настройку и испытания электрооборудования с целью обеспечения его проектных параметров и режимов.

Пусконаладочные работы осуществляются в четыре этапа.

На первом (подготовительном) этапе подрядчик:
разрабатывает (на основе проектной и эксплуатационной документации предприятий-изготовителей) рабочую программу пусконаладочных работ, включающую мероприятия по охране труда;
передает заказчику замечания по проекту, выявленные в процессе разработки рабочей программы;
готовит парк измерительной аппаратуры, испытательного оборудования и приспособлений.
На этом этапе работ заказчик:
выдает подрядчику уставки релейной защиты, блокировок и автоматики, согласованные с энергосистемой;
подает напряжение на рабочие места наладочного персонала от временных или постоянных сетей электроснабжения;
назначает представителей по приемке пусконаладочных работ и согласовывает с подрядчиком сроки выполнения работ, учтенные в общем графике строительства.

На втором этапе производятся наладочные работы на отдельно стоящих панелях управления, защиты и автоматики, а также наладочные работы, совмещенные с электромонтажными работами. Начало пусконаладочных работ определяется степенью готовности строительно-монтажных работ: в электротехнических помещениях должны быть закончены все строительные работы, включая и отделочные, закрыты все проемы, колодцы и кабельные каналы, выполнено освещение, отопление и вентиляция, закончена установка электрооборудования и выполнено его заземление.
На этом этапе генеральный подрядчик обеспечивает временное электроснабжение и временную связь в зоне производства работ. Заказчик обеспечивает:
согласование с проектной организацией вопросов по замечаниям, выявленным в процессе изучения проекта;
авторский надзор со стороны проектных организаций;
замену отбракованного и поставку недостающего электрооборудования, устранение дефектов электрооборудования и монтажа, выявленных в процессе производства пусконаладочных работ;
поверку и ремонт электроизмерительных приборов.
По окончании второго этапа пусконаладочных работ и до начала индивидуальных испытаний подрядчик вносит изменения в принципиальные электрические схемы объектов электроснабжения, включаемых под напряжение.

На третьем этапе пусконаладочных работ выполняются индивидуальные испытания электрооборудования, в частности проверка и испытания систем охлаждения и РПН трансформаторов, устройств защиты, автоматики и управления оборудованием, особенно с новыми реле фирм Сименс и АББ.

Началом данного этапа считается введение эксплуатационного режима на данной электроустановке, после чего пусконаладочные работы должны относиться к работам в действующих электроустановках и выполняться с оформлением наряда-допуска и соблюдением технических и организационных мер безопасности.

На этом этапе производятся индивидуальные испытания оборудования, настройка параметров, уставок защит и характеристик
оборудования, опробование схем управления, защиты и сигнализации, а также опробование электрооборудования на холостом ходу.

Обслуживание электрооборудования на этом этапе осуществляется заказчиком, который обеспечивает расстановку эксплуатационного персонала, сборку и разборку электрических схем, а также осуществляет технический надзор за состоянием электрооборудования.

После окончания индивидуальных испытаний электрооборудование считается принятым в эксплуатацию. При этом подрядчик передает заказчику протоколы испытаний электрооборудования повышенным напряжением, проверки устройств заземления и зануления, а также исполнительные и принципиальные электрические схемы, необходимые для эксплуатации электрооборудования. Все остальные протоколы наладки электрооборудования передаются заказчику в срок до четырех месяцев после приемки объекта в эксплуатацию.

Окончание пусконаладочных работ на третьем этапе оформляется актом технической готовности электрооборудования для комплексного опробования.

На четвертом этапе пусконаладочных работ производится комплексное опробование электрооборудования по утвержденным программам. На этом этапе выполняются пусконаладочные работы по настройке взаимодействия систем электрооборудования в различных режимах. В состав указанных работ входят:
обеспечение взаимных связей, регулировка и настройка характеристик и параметров отдельных устройств и функциональных групп электроустановки с целью обеспечения на ней заданных режимов работы;
опробование электроустановки по полной схеме на холостом ходу и под нагрузкой во всех режимах работы для подготовки к комплексному опробованию технологического оборудования.

Пусконаладочные работы на четвертом этапе считаются законченными после получения на электрооборудовании предусмотренных проектом параметров и режимов, обеспечивающих устойчивый технологический процесс. Для силовых трансформаторов - это 72 часа работы под нагрузкой, для воздушных и кабельных линий электропередачи - 24 часа работы под нагрузкой.