Трехцикловой способ сушки увлажненной изоляции электрических машин Российский патент 2024 года по МПК H02K15/12 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано преимущественно при техническом обслуживании и ремонте электрических машин.

Известен способ сушки изоляции электрических машин и аппаратов локомотивов [1]. Данный способ сохранения изоляции электрических машин и аппаратов локомотивов включает принудительную продувку их воздушным потоком, тепловой нагрев и последующий контроль рабочей температуры воздуха и состояния изоляции. Способ характеризуется тем, что принудительную подачу воздуха через электрические машины и аппараты осуществляют из окружающей среды, температуру которого ступенчато повышают с чередованием продувки с температурой окружающего воздуха и по времени в 2-5 раз больше времени нагрева, контролируя рабочую температуру воздуха и состояние изоляции, при этом дополнительно осуществляют ступенчатую сушку дискретно до температуры 90-100°С электрических машин и аппаратов, которые ранее до ремонта имели пониженное состояние изоляции.

Недостатками данного способа являются:

- при данном режиме сушки изоляции расходуется большое количество энергии;

- происходит повышенный износ изоляции и снижается ее надежность.

Известен способ сушки изоляции электрических машин и аппаратов локомотивов [2]. Данный способ включает принудительную продувку их воздушным потоком, тепловой нагрев, контроль за рабочей температурой и состоянием изоляции. Характеризуется тем, что сушку осуществляют ступенями. На первой ступени поверхностные слои изоляции сушат воздушным потоком нагретым до температуры 90-100°С, на второй ступени осуществляют сушку обмоток изоляции воздушным потоком при пониженной температуре 50-60°С. На третьей ступени сушки осуществляют воздушным потоком без подогрева, до тех пор, пока показатель сопротивления изоляции не достигнет норм, установленных правилами ремонта.

Недостатками данного способа являются:

- сушка изоляции при пониженных температурах в несколько раз увеличивает время на процесс нормализации изоляции;

- длительность процесса нормализации снижает качество изоляции. Ближайшим аналогом является трехцикловой амплитудно-широтно-прерывный способ сушки изоляции электрических машин и аппаратов локомотива [3]. Способ сушки изоляции электрических машин и аппаратов локомотивов включает принудительную продувку их воздушным потоком до нагрева и после нагрева, тепловой нагрев, контроль за рабочей температурой и состоянием изоляции характеризующийся тем, что сушку осуществляют циклами при высокой температуре. В первом цикле поверхностные слои изоляции сушат воздушным потоком, нагретым до предельно допустимой температуры для данного класса изоляции. Для класса изоляции В - 130°С, для F - 155°С, для Н - 180°С. Эта температура устанавливается в конце рабочего периода первого цикла и регулируется в осциллирующем режиме до конца рабочего периода третьего цикла.

Недостаток данного способа заключается в том, что при переключении на другой уровень энергоподвода и выборе цикла сушки изоляции не учитывается фактическое значение степени увлажнения изоляции.

Трехцикловой способ сушки увлаженной изоляции электрических машин при осциллирующем энергоподводе, отличающийся тем, что сушка осуществляется циклами с изменением уровня энергоподвода в соответствии с режимом работы электрокалориферной установки, который задается на основе фактического значения степени увлажненной изоляции.

Алгоритм работы представлен на фиг. 1 (алгоритм работы электрокалориферной установки). Схема режимов представлена на фиг. 2 (схема режимов работы электрокалориферной установки).

Длительность циклов выбирается исходя из показаний датчиков влажности, в частности от фактического значения степени увлажнения изоляции: «сухая» изоляция, «слабо увлажненная» изоляция, «средне увлажненная» или «сильно увлажненная» изоляция. Для каждой категории степени увлажнения изоляции конкретное значение длительности цикла устанавливается на основе экспериментальных исследований в зависимости от типа изоляции.

В каждом цикле предусмотрены соответствующие режимы работы двигателя вентилятора и электрокалорифера, из которых можно увидеть, как ограничивается мощность, подводимая к электрокалориферу и двигателю вентилятора, конкретные значения которой определяются на основе теоретических и экспериментальных исследований. Всего предусмотрено 5 режимов работы двигателя вентилятора и электрокалорифера. В 1 режиме работы на двигатель вентилятора и электрокалорифер подается номинальная мощность (Р_Н). Во 2 режиме работы на двигатель вентилятора также подается номинальная мощность (Р_Н), а электрокалорифер обесточен. В 3 режиме работы на двигатель вентилятора подается мощность равная 0,8 от номинальной, на электрокалорифер - 0,67 от номинальной. В 4 режиме работы на двигатель вентилятора подается мощность 0,65 от номинальной, электрокалорифер обесточен. В 5 режиме работы на двигатель вентилятора подается мощность 0,65 от номинальной и на электрокалорифер - 0,33 от номинальной.

При запуске установки начинается 1 цикл, запускается режим работы 1, в соответствии с фиг. 1. Цикл начинается с замера влажности, по значению которой задается его время. Далее идет проверка условия: сравнение текущего времени с заданным временем цикла. Если условия не удовлетворяются, система проверяет какой режим на данный момент и достигалось ли значение предельно допустимой температуры нагрева для данного класса изоляции. Если температура не достигла предельного значения, то продолжается первый режим. Если температура изоляции достигла предельного значения - происходит переключение на режим 2, при котором отключается электрокалорифер, что приводит к снижению температуры, которое продолжается до завершения цикла 1.

Затем система переходит на 2 цикл, снова производится замер влажности и определение времени цикла 2, далее все происходит аналогично. Единственное отличие - это чередование режимов в соответствии с фиг. 2. Процесс сушки заканчивается очередным замером влажности. При условии, что показания датчика выдают значения «сухая» изоляция, система останавливается. В противном случае - работа установки продолжается следующим циклом.

Таким образом, в результате применения трехциклового способа сушки увлаженной изоляции электрических машин снижаются затраты электроэнергии и времени сушки изоляции.

Источник информации

1. Патент №2138899 Российской Федерации, МПК H02K 5/12. Способ пропитки и сушки электротехнических изделий [Текст] / Я.К. Абрамов, В.П. Голицын, В.А. Молокеев, Ф.Г. Кижаев, С.И. Сидоров, В.Е. Малютин, С.И. Борисов, В.К. Белоус; №97110544/09; заявл. 20.06.1997; опубл. 27.09.1999.

2. Патент №2324278 Российской Федерации, МПК H02K 15/12. Способ сушки изоляции электрических машин [Текст] / Д.В. Коноваленко, Р.Ю. Упырь, A.M. Худоногов; №2006143925/09; заявл. 11.12.2006; опубл. 10.05.2008.

3. Патент №2494517 Российской Федерации, МПК H02K 15/12. Трехцикловой амплитудно-широтно-прерывный способ сушки изоляции электрических машин [Текст] / В.В. Сидоров, Е.М. Лыткина, Д.В. Коноваленко, A.M. Худоногов, Н.Н. Гарев, Е.Ю. Дульский, П.Ю. Иванов №2011150204/07; заявл. 09.12.2011; опубл. 27.09.2013.

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат - обеспечение сушки изоляции, повышающей ее надежность. Предложенный трехцикловой способ сушки увлаженной изоляции электрических машин при осциллирующем энергоподводе характеризуется тем, что сушка осуществляется циклами с изменением уровня энергоподвода в соответствии с режимом работы электрокалориферной установки, который задается на основе фактического значения степени увлажненной изоляции. Длительность циклов выбирается исходя из показаний датчиков влажности. Предусмотрено 5 режимов работы двигателя вентилятора и электрокалорифера. В 1 режиме работы на двигатель вентилятора и электрокалорифер подается номинальная мощность Р_Н. Во 2 режиме работы на двигатель вентилятора также подается номинальная мощность Р_Н, а электрокалорифер обесточен. В 3 режиме работы на двигатель вентилятора подается мощность 0,8Р_Н и на электрокалорифер - 0,67Р_Н. В 4 режиме работы на двигатель вентилятора подается мощность 0,65Р_Н, а электрокалорифер обесточен. В 5 режиме работы на двигатель вентилятора подается мощность 0,65Р_Н и на электрокалорифер - 0,33Р_Н. Процесс сушки заканчивается очередным замером влажности, при котором показания датчика выдают значения «сухая» изоляция. 2 ил.

Способ сушки увлаженной изоляции электрических машин при осциллирующем энергоподводе, отличающийся тем, что сушка осуществляется циклами, длительность каждого из которых определяется фактической степенью влажности изоляции, причем предусмотрено 5 режимов работы двигателя вентилятора и электрокалорифера, обеспечивающих сушку изоляции, так что в 1 режиме работы на двигатель вентилятора и электрокалорифер подается номинальная мощность Р_H, во 2 режиме работы на двигатель вентилятора также подается номинальная мощность Р_H, а электрокалорифер обесточен, в 3 режиме работы на двигатель вентилятора подается мощность, равная 0,8Р_H, на электрокалорифер - 0,67Р_H, в 4 режиме работы на двигатель вентилятора подается мощность 0,65Р_H, электрокалорифер обесточен, в 5 режиме работы на двигатель вентилятора подается мощность 0,65Р_H и на электрокалорифер - 0,33Р_H, причем в 1 цикле последовательно применяются 1 и 2 режимы работы, во 2 цикле - 3 и 4 режим работы, причем в случае, если в конце 2 цикла показания датчика влажности выдают значения, характеризующие сухую изоляцию, сушка прекращается, в противном случае выполняется 3 цикл, в котором последовательно применяются 5 и 2 режим работы, причем переход к следующему режиму работы в каждом из циклов происходит в случае, если температура изоляции достигает значения предельно допустимой температуры нагрева для данного класса изоляции.