Межвитковое замыкание обмотки статора: Межвитковое замыкание обмоток электродвигателя: признаки и способы определения

Межвитковое замыкание обмоток электродвигателя: признаки и способы определения

Выход из строя электродвигателя зачастую связан с механическими неисправностями приводов, редукторов и т.п. устройств. Но чуть меньше половины отказов приходятся на межвитковое замыкание обмоток электродвигателя. Оно происходит по причине нарушения изоляции. В результате происходит короткое замыкание нескольких витков. Если первые неисправности можно уменьшить или устранить на этапе профилактических работ, то витковое замыкание предсказать невозможно. Ниже мы подробно расскажем читателям сайта Сам Электрик, в чем причина возникновения межвиткового замыкания и как его устранить.

• Причины возникновения
• Диагностика неисправности
• Как определить неисправную обмотку
• Поиск неисправности с помощью металлического шарика
• Проверка специальным прибором
• Диагностика якоря с помощью дросселя
• Измерение сопротивления тестером
• Проверка статора тестером
• Заключение

Причины возникновения

Факторов, влияющих на появление межвиткового замыкания электродвигателя может быть несколько. Рассмотрим основные причины, почему оно возникает:

1. Самая распространенная неисправность, при которой происходит пробой обмоток, это перегрузка двигателя. Она может возникнуть при выходе из строя механических деталей. Например, заклинил подшипник ротора, возникла неисправность в транспортере, редукторе или другом механизме. В результате по обмоткам протекает повышенный ток, что приводит к перегреву проводов и разрушению изоляции. Происходит короткое замыкание (КЗ) между витками.
2. При изготовлении на заводе допустили брак. Это случается не часто, но не исключено. В процессе эксплуатации изоляция трескается. Обмотка повреждается, происходит межвитковое замыкание.
3. Во время ремонта был нарушен технологический процесс. Обмотка получилась очень тугой. В процессе работы электродвигатель нагревается, витки расширяются. Из-за туго намотанной электрообмотки, расширение невозможно. Лак на проводах повреждается, происходит межвитковое замыкание.
4. В результате неправильного хранения в двигатель попадает вода, что может привести к пробою изоляции.

С такой неисправностью электродвигатель долго работать не сможет. Произойдет дальнейший нагрев обмотки. Последствия такой неисправности приводят к выходу двигателя из строя. Поэтому важно вовремя определить неисправность, и принять меры по ее устранению.

Диагностика неисправности

Основным признаком возникновения межвиткового замыкания является неравномерный нагрев корпуса. Это происходит по причине повышенного потребления тока одной (неисправной) обмотки. Если возник перегрев одной части корпуса, то двигатель необходимо обесточить и выполнить диагностику.

Ее выполняют следующим образом:

• Проверяют напряжение на всех обмотках. Оно должно быть одинаково, т.е. в сети должен отсутствовать перекос фаз. После этого замеряют токи в каждой обмотке. Замеры производят токовыми клещами. Если ток в одной обмотке отличается от остальных в большую сторону, то это говорит о наличии неисправности в данной обмотке.
• С помощью высокоточного омметра замеряют сопротивление обмоток. Значения должны быть одинаковыми. Обычным прибором проверить наличие замыкания невозможно. Т.к. при коротком замыкании всего двух витков, сопротивление изменится незначительно.
• Замыкание на корпус определяют с помощью мегомметра. Для этого один конец соединяют с корпусом, а второй подсоединяют к обмоткам поочередно. Таким образом, проверяют целостность сопротивления изоляции. В идеале оно должно быть одинаково на каждой обмотке или иметь незначительные отклонения. При этом следует учитывать, что оно меняется в зависимости от температуры проводников.

На нижеприведенном рисунке представлена таблица зависимости изменения сопротивления изоляции от температуры:

Как определить неисправную обмотку

Для определения межвиткового замыкания в электродвигателе, его необходимо разобрать. Произвести визуальный осмотр. Дефект можно определить по внешнему виду обмоток. На них видны места кроткого замыкания, как показана неисправность ротора и статора на рисунках снизу:

Однако зачастую признаки межвиткового замыкания обнаружить визуально невозможно. Поэтому обслуживающий персонал должен знать, что делать в таких ситуациях. При отсутствии видимых неисправностей применяют следующие методы.

Поиск неисправности с помощью металлического шарика

Выявить замыкание изоляции можно при помощи понижающего трехфазного трансформатора. Напряжение вторичной обмотки не должно превышать 40 Вольт.

На разобранный двигатель подается напряжение с трансформатора. Внутрь двигателя по кругу запускают металлический шарик. При исправных обмотках он начинает «бегать» по кругу без остановки.

Если имеется замыкание обмотки, то шарик, сделав два три круга примагничивается в месте неисправности.

Если отсутствует шарик, проверить можно с помощью пластины из трансформаторного железа. Можно использовать железо от неисправного трансформатора. Пластину прикладывают по кругу поочередно. В неисправном месте пластина начнет вибрировать. В остальных местах она примагничивается.

Проверяя исправность электродвигателя, не стоит забывать о технике безопасности. Корпус двигателя должен быть заземлен. При этом, категорически запрещено подавать напряжение выше 40 Вольт на обмотки.

На рисунке снизу показана методика проверки с помощью шарика:

Проверка специальным прибором

Поиск межвиткового замыкания электродвигателя можно производить с помощью прибора для проверки пробоя изоляции обмоток. Его можно приобрести через интернет или сделать самостоятельно. Многочисленные схемы приведены в интернете. Они не сложные. Повторить может любой специалист, имеющий навыки работы с паяльником и разбирающийся в электросхемах.

Как определить неисправность, подробно расписано в инструкции к прибору. Диагностика выполняется за считанные минуты. Однако, для выполнения диагностики необходим осциллограф.

Это дорогостоящий прибор. Работать на нем умеют не все мастера. Поэтому этот метод проверки не получил массового распространения.

Сейчас промышленность выпускает устройства, которые не требуют применения осциллографа. В нем имеются два светодиода, по которым определяют неисправность.

Прибор представляет собой генератор, колебательный контур которого состоит из конденсатора и обмотки двигателя. Подстроечным резистором добиваются возбуждения контура. В этом случае светодиод начинает мигать. Поочередно подсоединяют все обмотки. При подключении неисправной обмотки, светодиод будет гореть постоянно. Т.е. произойдет срыв генерации.

Диагностика якоря с помощью дросселя

Для проверки якоря применяют дроссель. Он представляет собой трансформатор с вырезанным сердечником. Используется прибор заводского изготовления или самодельный.

Сделать его можно при наличии неисправных вибрационных насосов «Малыш» или «Ручеек». Подробная инструкция с описанием имеется в интернете.

Проводились измерения на заводском приборе и самодельном, изготовленном по методике, описанной в интернете. Результат оказался одинаковым.

Как проверять неисправность данным устройством. В вырез помещается якорь. На дроссель подается напряжение. При этом обмотка якоря будет представлять вторичную обмотку трансформатора.

С помощью пластины из трансформаторного железа проверяем исправность обмотки. Постепенно поворачивая якорь, в месте пробоя, пластина примагничивается к якорю и начинает вибрировать. Это показано на нижеприведенном рисунке:

Измерение сопротивления тестером

При отсутствии дросселя можно произвести проверку аналоговым тестером. Стоит отметить, что таким образом можно проверить обрыв обмотки, а замыкание витков проверяют вышеописанным способом.

Для этого производят замеры между ламелями якоря. Сопротивление проводников должно быть одинаковым.

Обязательно производят проверку замыкания проводов на корпус. Для этого необходимо один конец тестера соединить с корпусом и поочередно прозвонить каждую обмотку. Такую проверку выполняют при условии отсутствия обрыва в обмотках.

На фото снизу показано, как измерять сопротивление проводников:

Проверка статора тестером

Проверить целостность обмотки статора можно с помощью тестера.

Для этого достаточно измерить сопротивление каждой в отдельности. Замеры выполняют с помощью высокоточного прибора. Не лишне проверить на отсутствие пробоя изоляции на корпус с помощью мегомметра.

На рисунке вверху показана прозвонка целостности обмоток:

Заключение

Во время эксплуатации определить межвитковое замыкание обмоток электродвигателя достаточно сложно. Да и возникает оно нечасто. Обычно двигатели с таким дефектом работают до последнего момента. Пока из него не пойдет дым.

Поэтому у обслуживающего персонала не возникает вопрос, как устранить неисправность. Двигатель отдают на перемотку. Аналогично поступают при своевременном обнаружении КЗ обмоток, перематывают неисправную часть. При этом нужно учитывать, что замыкание витков между собой устранить без перемотки невозможно.

Как определить витковое замыкание в обмотках?

Вам понадобится

– омметр;- амперметр;- вольтметр;- портативный дефектоскоп.

Инструкция

Замыкание витков в катушкеобмотки возбуждения определите, измерив сопротивление катушкиомметром или сняв показания амперметра (вольтметра) при питании обмотки от аккумулятора. Запишите показания измерительного прибора. Разделите величину напряжения на силу тока и вычислите сопротивление. Если сопротивление катушки стало меньше (по сравнению с номинальным), имеет место замыкание витков. Устраняют неисправность перемоткой катушки или ее заменой.

Для проверки катушки на наличие замыкания используйте также другой способ. Подключите ее через амперметр к аккумулятору.

Измерьте силу тока в цепи обмотки. Теперь замерьте силу тока в цепи обмотки другой аналогичной катушки, заведомо исправной. Если замыкание отсутствует, оба измерения покажут примерно одинаковую силу тока.

Для выявления межвиткового замыкания в обмотках электрических машиниспользуйте портативный дефектоскоп. Подключите приборк источнику питанияи поместите его в расточку статора, чтобы паз секции проверяемой обмотки располагался между воздушными зазорами стальных пакетов дефектоскопа. О межвитковом замыкании будет свидетельствовать загоревшаяся на приборе лампа.Для изготовления простейшего дефектоскопа соберите из электротехнической стали сердечник. Стяните пластины сердечника болтами, изолировав от стали прокладками. Намотайте на сердечник 800 витков провода маркиПЭВ сечением 0,8 мм.Для проверки обмотки уложите ее на «плечи» сердечника прибора. Положите на пластины стальную пластину из жести. Подключите катушкуприбора к сети. Теперь медленновращайте обмотку, придерживая пластину. Если в одной из пар витков изоляция повреждена, стальная пластина притягивается.При визуальном осмотре наличие межвиткового замыкания без специальной аппаратуры определите по локальному разрушению обмоток. Обратите внимание также на такой признаккак «закоксовывание» масла и внутренних поверхностей устройства. Нередко при межвитковом замыкании срабатывают автоматы защиты при пуске агрегата.

До 40 процентов случаев проблем с электродвигателем связано с межвитковым замыканием. Как правило, оно возникает в катушке обмотки возбуждения. Основные причины:

Перегрузка двигателя из-за неправильной его эксплуатации либо механических повреждений. Вследствие этого происходит перегрев обмоток статора и повреждение или разрушение их изоляционного слоя. В результате уменьшается сопротивление цепи, и контакт витков катушки ведет к замыканию и выходу двигателя из строя.«Сухие» или заклинившие подшипники.Заводской брак обмоток (либо их неудачная перемотка).Попадание влаги внутрь агрегата из-за несоблюдения условий его хранения (например, во влажном месте).

Итак, причины более или менее понятны, теперь мы попытаемся разобраться: как определить межвитковое замыкание электродвигателя?

Содержание

• 1 Способы определения межвиткового замыкания двигателя
• 2 На стартер разобранного электродвигателя подаем  три фазы с понижающего трансформатора.  С маленьким разгоном кидаем  туда шарик, если шарик начинает бегать по кругу внутри статора то все в порядке. Если он, сделав пару оборотов  прилип к одному месту, то значит там межвитковое замыкание. Вместо шарика можно использовать пластинку от трансформаторного железа, прикладываем  внутри статора к железу и в том месте где межвитковое она начнет дребезжать, а там где все в порядке пластина будет примагничиваться. Обязательно используйте все выше перечисленные способы с заземленным  электродвигателем и строго при помощи понижающего трансформатора. Проверка  шариком и пластинкой  при напряжении в 380 вольт  запрещена и очень опасна для  вашей жизни.

Способы определения межвиткового замыкания двигателя

Если какая-либо часть статора сильно нагревается, стоит прекратить работу и провести диагностику агрегата. Мы предлагаем следующие варианты:

Токовые клещи.

Измеряется нагрузка на каждую фазу, и, если на какой-либо из них она значительно увеличена, то это признак межвиткового замыкания. Однако чтобы избежать ошибки из-за, например, перекоса фаз на подстанции, стоит также измерить приходящее напряжение вольтметром. Прозвон обмоток тестером. Прозванивается каждая обмотка в отдельности, затем полученные результаты сопротивления сверяются.

Но следует учесть, что этот способ может оказаться неэффективным при замыкании 2-3 витков, т. к. в этом случае расхождение будет небольшим.Измерения мегомметром.

Чтобы обнаружить замыкание на корпус, один щуп прикладывается к корпусу двигателя, второй – к выходу обмоток в борно.Проверить межвитковое замыкание электродвигателя также можно визуально. Агрегат разбирается и тщательно осматривается на предмет наличия сгоревшей части обмотки.Проверка с помощью понижающего трехфазного трансформатора и шарика от подшипника или пластинки от трансформаторного железа. Этот способ считается самым надежным.

Предупреждение: ни в коем случае не используйте данный алгоритм при напряжении в 380 вольт, это опасно для жизни! Последовательность действий такова: три фазы с понижающего трансформатора подаются на статор предварительно разобранного двигателя. Туда кидается шарик. Если он движется внутри статора по кругу – аппарат в рабочем состоянии.

Если через несколько оборотов он «залипает» на одном месте – именно там и находится замыкание. Пластинка прикладывается к железу внутри статора. Если она «примагничивается», причин для беспокойства нет, а ее дребезжание указывает на межвитковое замыкание.

Следует также отметить, что все перечисленные выше способы проверки производятся исключительно с заземленным двигателем.

Таким образом, зная, как проверить обмотку электродвигателя на межвитковое замыкание, вы сможете самостоятельно выявить причину неисправности и принять решение о ее своевременном устранении.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам защиты силовых трансформаторов, и может быть использовано для определения витковых замыканий в обмотках силовых трансформаторов напряжением 10/0,4 кВ и 6/0,4 кВ с переключением без возбуждения.

Технический результат состоит в повышении чувствительности к межвитковым замыканиям и исключении влияния высших гармоник. Устройство содержит включенные в рассечку фаз силовой цепи трехфазной сети, подключенной к электроустановке, трансформаторы тока, соединенные между собой по схеме треугольника по числу сторон электроустановки, образующие дифференциальную схему защиты, токовые цепи и дифференциальное реле с первой и второй уравнительными и дифференциальной обмотками, расположенными на одном стержне магнитопровода и соединенными между собой. Полярные выводы трансформаторов тока разных фаз и сторон электроустановки подключены к одному дифференциальному реле.

Для определения межвиткового замыкания в обмотках на автотрансформаторе предусмотрены выводы обмотки, имеющие соответствующую цифровую маркировку по числу ступеней переключателя без возбуждения силового трансформатора и позволяющие увеличивать или уменьшать коэффициент трансформации автотрансформатора в зависимости от ступени переключателя без возбуждения силового трансформатора. На выводах по числу фаз трансформатора установлены накладки переключения витков регулируемой обмотки, каждая из которых представляет собой металлическую пластину сечением не менее 2,5 мм, прикрепленную одним концом к клемме диэлектрической пластины, а другим концом – к одному из выводов регулируемой обмотки автотрансформатора, расположенного на той же диэлектрической пластине. Фиксация накладки осуществляется на выводах автотрансформатора.

1 з. п. ф-лы, 1 ил.

Настоящее техническое решение относится к области электротехники, а именно к устройствам защиты силовых трансформаторов, и может быть использовано для определения витковых замыканий в обмотках силовых трансформаторов напряжением 10/0,4 кВ и 6/0,4 кВ с переключением без возбуждения (ПБВ).

Областью применения является защита силовых трансформаторов напряжением 10/0,4 и 6/0,4 кВ, эксплуатируемых в электрических сетях.

В качестве аналога, с точки зрения конструктивного исполнения, рассматривается электромагнитное реле дифференциальной защиты РНТ-565 [Н.В. Чернобровов., В.А. Семенов.

Релейная защита энергетических систем. – М.: Энергоатомиздат, 1998. – 800 с.].

Реле дифференциальное без торможения, серии РНТ-565, состоящее из трехстержневого с глубоким насыщением трансформатора и исполнительного органа (реле типа РТ-40/0,2). Трансформатор имеет три первичные обмотки (рабочую и две уравнительные обмотки), одну вторичную и одну короткозамкнутую обмотку. Первичные обмотки включаются в токовые цепи релейной защиты, а вторичная обмотка питает исполнительный орган.

Короткозамкнутая обмотка уменьшает трансформацию периодической составляющей тока в исполнительный орган. Ток срабатывания реле РНТ-565 регулируется изменением числа витков первичных обмоток. Токи, поступающие в первичные обмотки реле, трансформируются во вторичную обмотку, и при достижении уставки исполнительный орган срабатывает.

Основными недостатками аналога являются его узкое предназначение для дифференциальной защиты только одной фазы трансформатора; нечувствительность к межвитковым замыканиям в обмотках; при изменении коэффициента трансформации силового трансформатора (после переключения ступени ПБВ) отсутствие возможности осуществлять подстройку реле в процессе эксплуатации трансформатора.

Также из существующего уровня техники известно устройство – блок реле ДЗ-2, включающее в себя три реле сопротивления [А.П. Удрис.

Панель релейной защиты ЭПЗ-1636 для ВЛ-110-220 кВ. – М.: НТФ «Энергопрогресс, 2000. – 100 с.].

Реле сопротивления, состоящее из исполнительного органа, тормозного и рабочего контуров, трансформатора напряжения, трансреактора тормозного и рабочего контуров, трансреактора подпитки и контура подпитки. Трансреактор тормозного и рабочего контура имеет две первичные и две вторичные обмотки. Первичные обмотки подключаются к вторичным цепям трансформаторов тока.

Первичные обмотки имеют три отвода. Регулировка тока точной работы осуществляется ступенчато изменением числа витков первичных обмоток трансреактора тормозного и рабочего контура. Регулировка осуществляется путем соединения вторичной обмотки трансформаторов тока с одним из отводов с помощью металлической накладки.

Недостатком таких реле является их узкое предназначение для дистанционной защиты ВЛ-110-220 кВ и невозможность использования в схемах дифференциальных защит трансформаторов.

Наиболее близким к заявленному техническому решению является устройство для дифференциального фильтра токов обратной последовательности трехфазной электрической установки (патент RU 2137277 МПК H02H 3/347, H02H 3/34). Дифференциальный фильтр токов обратной последовательности трехфазной электрической установки содержит включенные в рассечку фаз силовой цепи трехфазной сети, подключенной к электроустановке, трансформаторы тока, соединенные между собой по схеме треугольника по числу сторон электроустановки, образующие дифференциальную схему защиты, токовые цепи и дифференциальное реле с первой и второй уравнительными и дифференциальной обмотками, расположенными на одном стержне магнитопровода и соединенными между собой, при этом полярные выводы трансформаторов тока разных фаз и сторон электроустановки подключены к одному дифференциальному реле, причем дифференциальная токовая цепь первой фазы соединена с первым выводом первой уравнительной обмотки дифференциального реле, второй фазы – с третьим выводом второй уравнительной обмотки дифференциального реле, третьей фазы – с шестым выводом дифференциальной (рабочей) обмотки дифференциального реле.

Недостатком данного технического решения является отсутствие возможности выполнения оперативной подстройки реле при изменении коэффициента трансформации силового трансформатора (после переключения ступени ПБВ). Также недостатком является отсутствие отстройки устройства от тока небаланса, вызванного наличием высших гармоник тока, приводящих к ложному срабатыванию реле.

Задачами, на решение которых направлено заявляемое изобретение, являются:

1. Повышение чувствительности устройства к межвитковым замыканиям в силовых трансформаторах путем оперативной подстройки устройства после переключения ступени ПБВ и определение межвитковых замыканий в обмотках силового трансформатора на ранней стадии возникновения дефекта.

2. Исключение влияния высших гармоник на работу устройства при определении межвитковых замыканий.

Данная задача решается за счет того, что в заявляемом техническом решении, содержащем включенные в рассечку фаз силовой цепи трехфазной сети, подключенной к электроустановке, трансформаторы тока, соединенные между собой по схеме треугольника по числу сторон электроустановки, образующие дифференциальную схему защиты, токовые цепи и дифференциальное реле с первой и второй уравнительными и дифференциальной обмотками, расположенными на одном стержне магнитопровода и соединенными между собой, причем полярные выводы трансформаторов тока разных фаз и сторон электроустановки подключены к одному дифференциальному реле, в отличие от прототипа для определения межвиткового замыкания в обмотках силового трансформатора на автотрансформаторе предусмотрены выводы обмотки, имеющие соответствующую цифровую маркировку по числу ступеней ПБВ и позволяющие увеличивать или уменьшать коэффициент трансформации автотрансформатора в зависимости от ступени переключателя без возбуждения силового трансформатора, на которых по числу фаз трансформатора установлены накладки переключения витков регулируемой обмотки, каждая из которых представляет собой металлическую пластину сечением не менее 2,5 мм, прикрепленную одним концом к клемме диэлектрической пластины, а другим концом подключенную к одному из выводов регулируемой обмотки автотрансформатора, расположенного на той же диэлектрической пластине.

Фиксация накладки осуществляется на выводах автотрансформатора винтовым соединением. Для исключения возникновения токов небаланса, обусловленного воздействием высших гармоник, в цепи исполнительного органа может быть использован фильтр высших гармоник. Подключение фильтра высших гармоник выполняется параллельно исполнительному органу.

Новая совокупность признаков, с наличием накладок, на выводах обмоток автотрансформаторов, позволяющих осуществлять оперативную подстройку устройства после переключения ступени ПБВ, обеспечивает достижение нового технического результата – повышение чувствительности устройства к межвитковым замыканиям в обмотках трансформатора с ПБВ по току обратной последовательности и обнаружение их на ранних стадиях возникновения. Наличие фильтра высших гармоник позволяет также повысить чувствительность работы устройства за счет исключения ложного срабатывания устройства при появлении высших гармонических составляющих тока.

Сущность изобретения поясняется фигурой, на которой изображено устройство определения витковых замыканий в обмотках силового трансформатора с ПБВ.

Устройство (фигура) содержит: фильтр высших гармоник 1, установленный параллельно в цепи исполнительного органа 3; магнитопровод 2, на котором расположен исполнительный орган 3, передающий сигнал через контакт 12 о возникновении виткового замыкания; трансформаторы тока 4 на стороне высшего напряжения (ВН) трансформатора, соединенные с накладками 6 переключения витков регулируемых обмоток автотрансформаторов 7, имеющих соответствующую цифровую маркировку по числу ступеней переключателя и позволяющих увеличивать или уменьшать коэффициент трансформации автотрансформатора в зависимости от ступени переключателя без возбуждения силового трансформатора; трансформаторы тока 5 на стороне низшего напряжения (НН) трансформатора, соединенные с автотрансформаторами 8; первая уравнительная обмотка 9, вторая уравнительная обмотка 10 и дифференциальная обмотка 11, соединенные с автотрансформаторами 7 и 8. Каждая из накладок 6, установленных по числу фаз трансформатора (фазы А, В, С), на выводах обмоток автотрансформатора, представляет собой металлическую пластину сечением 2,5 мм, прикрепленную одним концом к клемме диэлектрической пластины, другим концом подключенную к одному из выводов регулируемой обмотки автотрансформатора, расположенного на той же диэлектрической пластине. Фиксация накладки на выводах автотрансформатора осуществляется винтовым соединением.

Устройство определения витковых замыканий в обмотках силового трансформатора переключением без возбуждения (фигура) работает следующим образом: токи, протекающие по вторичным обмоткам трансформаторов тока 5 стороны НН, соединенных в треугольник, поступают на автотрансформаторы 8.

Токи, протекающие по вторичным обмоткам трансформаторов тока 4 стороны ВН, соединенных в треугольник, поступают на накладки 6. Положение накладок выбирается в зависимости от ступени ПБВ силового трансформатора (на фигуре представлено пять ступеней с соответствующей маркировкой -+5; +2,5; 0; -2,5; -5). Затем токи поступают на регулируемые обмотки автотрансформаторов 7, где происходит компенсация токов, вносимых изменением ступени ПБВ, и выравнивание со вторичными токами трансформаторов тока стороны НН.

Вторичные токи на выходе с обмоток автотрансформаторов 7 и 8 равны между собой по амплитуде и направлены во встречном направлении. При этом токи основной частоты 50 Гц и часть высших гармоник тока, направленных встречно, подавляются, и результирующий ток небаланса каждой цепи поступает на уравнительные 9, 10 и дифференциальную 11 обмотки реле. Поскольку уравнительные 9, 10 и дифференциальная 11 обмотки расположены на одном среднем стержне магнитопровода 2 дифференциального реле, то суммарные токи в обмотках 9, 10, 11 и магнитные потоки от них в магнитопроводе реле при любых (симметричных и несимметричных) режимах равны нулю, при этом устройство не работает.

При возникновении межвиткового замыкания (замыкания двух и более витков) в одной из фаз обмоток ВН или НН силового трансформатора со стороны питаемой обмотки ВН возрастет ток обратной последовательности, в то время как на стороне НН ток останется без изменений.

Появившийся ток обратной последовательности будет трансформироваться во вторичные цепи трансформаторов тока 4 стороны ВН, последовательно поступая на регулируемые обмотки автотрансформаторов 7, через накладки переключения витков 6. Поступив на уравнительные обмотки 9, 10 и дифференциальную обмотку 11, ток будет трансформироваться в цепи исполнительного органа 3. Появившийся в исполнительном органе 3 ток будет являться током небаланса и, достигнув порога уставки, приведет к срабатыванию контакта 12 исполнительного органа 3, который передает сигнал о возникновении виткового замыкания в обмотке силового трансформатора.

В процессе эксплуатации в цепи измерения могут появиться токи высших гармоник, обусловленные работой силового трансформатора в режиме насыщения или возникающие от воздействия нелинейной нагрузки потребителей, которые могут иметь в одноименных обмотках ВН и НН силового трансформатора различную амплитуду и разное направление, что обуславливает появление тока небаланса и ложное срабатывание устройства. Для подавления токов высших гармоник параллельно исполнительному органу установлен фильтр высших гармоник 1. При изменении коэффициента трансформации силового трансформатора персонал, производящий переключения, должен накладки 6 подключить на выводы автотрансформатора 7, соответствующие положению ступени ПБВ трансформатора.

Использование устройства позволяет повысить чувствительность и выявлять витковые замыкания на ранней стадии развития дефекта, что, в свою очередь, повышает надежность электроснабжения потребителей и существенно снижает трудозатраты и затраты на материал при ремонте поврежденных обмоток.

1. Устройство определения витковых замыканий в обмотках силового трансформатора с переключением без возбуждения содержит включенные в рассечку фаз силовой цепи трехфазной сети, подключенной к электроустановке, трансформаторы тока, соединенные между собой по схеме треугольника по числу сторон электроустановки, образующие дифференциальную схему защиты, токовые цепи и дифференциальное реле с первой и второй уравнительными и дифференциальной обмотками, расположенными на одном стержне магнитопровода и соединенными между собой, причем полярные выводы трансформаторов тока разных фаз и сторон электроустановки подключены к одному дифференциальному реле, отличающееся тем, что для определения межвиткового замыкания в обмотках силового трансформатора на автотрансформаторе предусмотрены выводы обмотки, имеющие соответствующую цифровую маркировку по числу ступеней переключателя без возбуждения силового трансформатора и позволяющие увеличивать или уменьшать коэффициент трансформации автотрансформатора в зависимости от ступени переключателя без возбуждения силового трансформатора, на которых, по числу фаз трансформатора, установлены накладки переключения витков регулируемой обмотки, каждая из которых представляет собой металлическую пластину сечением не менее 2,5 мм, прикрепленную одним концом к клемме диэлектрической пластины, а другим концом подключенную к одному из выводов регулируемой обмотки автотрансформатора, расположенного на той же диэлектрической пластине.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что для исключения возникновения токов небаланса, обусловленного воздействием высших гармоник, в цепи исполнительного органа параллельно ему установлен фильтр высших гармоник.

Межвитковое замыкание электродвигателя

Причины  межвиткового замыкания

Если вы читали предыдущие статьи,  то знаете что межвитковое замыкание электродвигателя составляет 40%  неисправностей электродвигателей.  Причин для межвиткового замыкания может быть несколько.

Перегруз электродвигателя –  нагрузка на электроустановку превышает норму  вследствие чего обмотки статора нагреваются и изоляция обмоток разрушается что приводит к межвитковому замыканию. Нагрузка может возникнуть из за неправильной эксплуатации оборудования.

Номинальную нагрузку можно определить по паспорту электроустановки или прочитать на табличке электродвигателя. Также перегруз может возникнуть из за механических повреждений самого электродвигателя. Заклинившие или сухие подшипники тоже могут стать причиной межвиткового «коротыша».

Не исключена возможность  заводского брака обмоток, и если электродвигатель перематывался в кустарной мастерской, то большая вероятность что «межвитняк» уже стучится в ваши двери.

Также неправильная эксплуатация  и хранение электродвигателя может стать причиной попадания влаги внутрь двигателя  отсыревшие обмотки тоже весьма распространенная  причина межвиткового замыкания.

Как правило с таким замыканием электродвигатель уже не жилец, и работать будет весьма непродолжительное время.   Я думаю хватит разбирать причины давайте перейдем к вопросу « как определить межвитковое  замыкание».

Поиск межвиткового замыкания.

Определить межвитковое замыкание не слишком сложно, и для это есть несколько подручных способов.

Если при работе  электромотора  какая то  часть статора нагрелась больше чем весь двигатель, то вам стоит подумать  об остановке и точной диагностике.

Также помогут определить замыкание обыкновенные токовые клещи, меряем по очереди нагрузку на каждую фазу и если на одной из них она больше чем на других то это признак того что возможно есть межвитняк обмотки.   Но следует учитывать что может быть перекос фаз на подстанции для того что бы убедится мереям вольтметром приходящие напряжение.

Можно прозвонить обмотки тестером. Для этого  прозваниваем каждую обмотку в отдельности и сверяем полученные результаты сопротивления.

Этот способ может и не сработать если замыкают всего пару витков, то расхождение будет минимальным.Не будет лишним брякнуть электродвигатель мегомметром  в поиске замыкания на корпус, один щуп прикладываем к корпусу электродвигателя,  а второй к  по очереди к выходу обмоток в борно.Если у вас остались еще сомнения, то вам придется разобрать электромотор. Сняв крышки и ротор,  визуально рассматриваем обмотки. Вполне вероятно, что вы увидите сгоревшую часть.Ну и самый точный способ  проверки межвиткового замыкания это проверка при помощи трехфазного понижающего трансформатора (36-42 вольта) и шарика от подшипника.

jpg»>

На стартер разобранного электродвигателя подаем  три фазы с понижающего трансформатора.  С маленьким разгоном кидаем  туда шарик, если шарик начинает бегать по кругу внутри статора то все в порядке. Если он, сделав пару оборотов  прилип к одному месту, то значит там межвитковое замыкание.

Вместо шарика можно использовать пластинку от трансформаторного железа, прикладываем  внутри статора к железу и в том месте где межвитковое она начнет дребезжать, а там где все в порядке пластина будет примагничиваться.

Обязательно используйте все выше перечисленные способы с заземленным  электродвигателем и строго при помощи понижающего трансформатора.

Проверка  шариком и пластинкой  при напряжении в 380 вольт  запрещена и очень опасна для  вашей жизни.

Источники:

• www.kakprosto.ru
• www. szemo.ru
• www.findpatent.ru
• elektro-blog.ru

SCIRP Открытый доступ

Издательство научных исследований

Журналы от A до Z

Журналы по темам

• Биомедицинские и биологические науки.
• Бизнес и экономика
• Химия и материаловедение.
• Информатика. и общ.
• Науки о Земле и окружающей среде.
• Машиностроение
• Медицина и здравоохранение
• Физика и математика
• Социальные науки. и гуманитарные науки

Журналы по тематике  

• Биомедицина и науки о жизни
• Бизнес и экономика
• Химия и материаловедение
• Информатика и связь
• Науки о Земле и окружающей среде
• Машиностроение
• Медицина и здравоохранение
• Физика и математика
• Социальные и гуманитарные науки

Публикация у нас

• Представление статьи
• Информация для авторов
• Ресурсы для экспертной оценки
• Открытые специальные выпуски
• Заявление об открытом доступе
• Часто задаваемые вопросы

Публикуйте у нас  

• Представление статьи
• Информация для авторов
• Ресурсы для экспертной оценки
• Открытые специальные выпуски
• Заявление об открытом доступе
• Часто задаваемые вопросы

Подпишитесь на SCIRP

Свяжитесь с нами

	клиент@scirp. org
	+86 18163351462 (WhatsApp)
	1655362766
	Публикация бумаги WeChat

Недавно опубликованные статьи

Недавно опубликованные статьи

Подпишитесь на SCIRP

Свяжитесь с нами

	клиент@scirp. org
	+86 18163351462 (WhatsApp)
	1655362766
	Публикация бумаги WeChat

Бесплатные информационные бюллетени SCIRP

Copyright © 2006-2022 Scientific Research Publishing Inc. Все права защищены.

Вершина

[PDF] Обнаружение межвиткового замыкания обмотки статора в асинхронном двигателе с использованием заданной амплитуды вибрации вибрации title={Обнаружение межвиткового замыкания обмотки статора в асинхронном двигателе с использованием заданной амплитуды гармоник вибрации}, автор = {Сейед Аболфазл Мортазавизаде, Аболфазл Вахеди и Али Бадахшан Зохури}, год = {2012} }

• Сейед Аболфазл Мортазавизаде, А. Вахеди, А. Зохури
• Опубликовано в 2012 г.
• Инженерное дело

Анализ вибрации является одним из наиболее распространенных инструментов мониторинга состояния и обнаружения неисправностей в электрических машинах. Существует несколько стандартов для контроля состояния машин и выявления нештатных ситуаций в электрических машинах с помощью этого метода. Текущие стандарты, которые используются для диагностики неисправностей в электрических машинах путем анализа вибрации, в основном касаются увеличения общей амплитуды вибрации в неисправных условиях. Поскольку межвитковая неисправность двигателя или статора генератора не… 

IDOCHP2.Irandoc.AC.IR

Обзор по методам мониторинга состояния и диагностики вращающихся электрических машин

• S. Mortazavizadeh

• . вращающихся электрических машин, и математические уравнения некоторых новых методов обработки сигналов обсуждались в литературе, представленной в приложении.

  Основные характеристики измерений FRA на вращающихся машинах

  Механические нагрузки при работе вращающихся машин могут вызывать неисправности. Особенно обнаружение разрывов стержней в короткозамкнутом роторе асинхронных машин или в демпферной обмотке синхронных…

  Мониторинг состояния вращающихся машин: обзор

  • Д. Гоял, Анураг Чаудхари, Р. Данг, Б. Пабла, С. С. Дхами

  • Материаловедение

  • 2018

  Представлен расширенный обзор развития и последних подходов к мониторингу состояния вращающихся машин.

  Разработка FSA на основе ИИ для мониторинга состояния промышленных машин в режиме реального времени

  • А. К. Верма, Паллав Равал, Неха Раджагопалан, Вайшнави Хария, Р. Судха

  • Информатика, инженерия

    Нейронные вычисления и приложения

  • 2022

  Надежная автоматическая сигнатура неисправности от тока двигателя анализируется с использованием слияния метода извлечения признаков на основе вейвлета и эффективного подхода искусственного интеллекта (ИИ), основанного на знаниях.

  Вибродиагностика подшипников качения конвейера

  • Йожефне Либор, Ф. Вас, Г. Чифра

  • Материаловедение

  • 2014

  Для производства и оборудования важно, чтобы оборудование было доступно для производства и производства. непрерывно обрабатывать. Поэтому нам приходится заниматься обслуживанием двигателей, в том числе…

  Идентификация модальных параметров орбитальных машин с использованием динамического структурного подхода

  • Hossein Pirzadeh, A. Mohammadion, A. Adamian

  • Engineering

  • 2018

  Выявлено, что идентификация динамических свойств различает орбитальные и неорбитальные компоненты конструкций и, как следствие, становятся очевидными несимметричные участки матриц пространственных координат.

  Подход, основанный на температуре и магнитном поле, для обнаружения межвитковых замыканий статора

  • Yi-Hang Wu, Ming Liu, Han Song, Cong Li, Xue-Li Yang

  • Физика

    IEEE Sensors Journal

  • 2022

  Для снижения затрат на техническое обслуживание и время простоя асинхронных двигателей необходимы эффективные методы обнаружения неисправностей. В данной статье представлен подход к устранению межвиткового короткого замыкания лобовой обмотки статора…

  ПОКАЗАНЫ 1-10 ИЗ 23 ССЫЛОК

  СОРТИРОВАТЬ ПОРелевантность Наиболее влиятельные статьиНедавность

  Экспериментальное исследование вибрационных характеристик при повреждении обмоток асинхронного двигателя

  Вибрация при работе асинхронного двигателя является широко распространенным явлением. Неисправность обмоток двигателя часто вызывает изменение его вибрации. В этом документе анализируются причины возникновения…

  Испытание под нагрузкой в ​​режиме онлайн для обнаружения межвиткового замыкания статора асинхронной машины при электрической асимметрии статора

  Межвитковые замыкания статора и электрическая асимметрия статора, такие как сопротивление статора и дисбаланс индуктивности, генерируют аналогичные отрицательные последовательность текущих сигнатур в асинхронной машине. Отсюда…

  Обнаружение повреждений подшипников двигателя с помощью контроля тока статора

  Экспериментальные результаты, которые показывают спектры вибрации и тока асинхронной машины с различными неисправностями подшипников, используются для проверки взаимосвязи между частотами вибрации и тока и являются важным результатом при формулировании схема обнаружения неисправностей, которая контролирует токи статора.

  Контроль состояния и диагностика неисправностей электрических машин — обзор

  • Нанди С., Толият Х.

  • Информатика

    Протокол конференции IEEE по отраслевым приложениям 1999 года. Тридцать четвертое ежегодное собрание IAS (Кат. № 99Ch46370)

  • 1999

  Описаны различные типы неисправностей и их сигнатуры, а также схемы их диагностики с учетом необходимости будущих исследований.

  Новый надежный индикатор неисправности обмоток статора асинхронного двигателя, извлеченный из симметричных компонентов

  Принятые процедуры диагностики в промышленных процессах основаны на мониторинге одного или нескольких значимых индикаторов рассматриваемой неисправности. Таким образом, диагностические характеристики зависят от…

  Обзор методов обнаружения неисправностей, связанных со статором, в асинхронных машинах

  • R. Tallam, S.B. Lee, R. Harley

  • Engineering

    4-й Международный симпозиум IEEE по диагностике электрических машин, силовой электроники и приводов, 2003 г. SDEMPED 2003 г. большой процент неисправностей асинхронных машин. Цель этой статьи состоит в том, чтобы предоставить обзор существующих методов…

    Анализ сигнатуры тока для обнаружения неисправностей асинхронных двигателей

    • W. T. Thomson, M. Fenger

    • Машиностроение

    • 2001

    Трехфазные асинхронные двигатели являются наиболее широко используемыми в промышленности и являются «рабочими лошадками». . В промышленно развитой стране они обычно потребляют от 40 до 50% всех…

    Аналитический подход к решению проблем вибрации двигателя

    • W. Finley, M. Hodowanec, W.G. Holter

    • Инженерное дело

      46-я Ежегодная техническая конференция по нефтяной и химической промышленности (Cat. No. 99Ch47000)

    • 1999

    Проблемы с вибрацией в асинхронных двигателях могут быть очень неприятными и могут привести к значительному снижению надежности. Крайне важно, чтобы во всех операциях и производственных процессах время простоя было…

    Анализ асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором с неисправностями обмотки статора

    • S.