Для оценки способности материала воспринимать определенную деформацию в условиях, максимально приближенных к производственным, служат технологические испытания. Такие оценки носят качественный характер. Они необходимы для определения пригодности материала для изготовления изделий по технологии, предусматривающей значительную и сложную пластическую деформацию.

Для определения способности листового материала толщиной до 2 мм выдерживать операции холодной штамповки (вытяжки) применяют метод испытания на вытяжку сферической лунки с помощью специальных пуансонов, имеющих сферическую поверхность (ГОСТ 10510). Схема испытания приведена на рис. 9.3.

Рис. 9.3. Схема испытания на вытяжку сферической лунки по Эриксену

В процессе испытания фиксируется усилие вытяжки. Конструкция прибора предусматривает автоматическое прекращение процесса вытяжки в тот момент, когда усилие начинает уменьшаться (в материале появляются первые трещины). Мерой способности материала к вытяжке служит глубина вытянутой лунки.

Лист или ленту толщиной менее 4 мм испытывают на перегиб (ГОСТ 13813). Испытание проводят с помощью приспособления, изображенного на рис. 9.4.

Рис. 9.4. Схема испытания на перегиб

1 – рычаг; 2 – сменный поводок; 3 – образец; 4 – валики; 5 – губки; 6 - тиски

Образец изгибают вначале влево или вправо на 90 0 , а затем каждый раз на 180 0 в противоположную сторону. Критерием окончания испытания является разрушение образца или достижение заданного числа перегибов без разрушения.

Проволоку из цветных и черных металлов испытывают на скручивание (ГОСТ 1545) с определением числа полных оборотов до разрушения образцов, длина которых обычно составляет (– диаметр проволоки). Применяют также испытание на перегиб (ГОСТ 1579) по схеме, аналогичной испытанию листового материала. Проводят пробу на навивание (ГОСТ 10447). Проволоку навивают плотно прилегающими витками на цилиндрический стержень определенного диаметра (рис. 9.5).

Рис.9.5. Проба на навивание проволоки

Число витков должно быть в пределах 5…10. Признаком того, что образец выдержал испытание, является отсутствие после навивания расслоения, отслаивания, трещин или надрывов как в основном материале образца, так и в его покрытии.

Для труб с внешним диаметром не более 114 мм применяют пробу на загиб (ГОСТ 3728). Испытание заключается в плавном загибе отрезка трубы любым способом на угол 90 0 (рис. 9.6. а) так, чтобы его наружный диаметр ни в одном месте не стал меньше 85 % от начального. ГОСТ устанавливает величину радиуса загиба R в зависимости от диаметра трубы D и толщины стенки S . Образец считается выдержавшим испытание, если на нем после загиба не обнаружено нарушений сплошности металла. Образцы сварных труб должны выдерживать испытания при любом положении шва.

Испытание на бортование (ГОСТ 8693) применяют для определения способности материала труб образовывать фланец заданного диаметра (рис. 9.6.б). Признаком того, что образец выдержал испытание, служит отсутствие после отбортовки трещин или надрывов. Допускается отбортовка с предварительной раздачей на оправке.

Испытание на раздачу (ГОСТ 8694) выявляет способность материала трубы выдерживать деформацию при раздаче на конус до определенного диаметра с заданным углом конусности(рис. 9.6.в). Если после раздачи образец не имеет трещин или надрывов, то он считается выдержавшим испытание.

Для труб предусмотрены испытание на сплющивание до определенного размера (рис. 9.6.г), причем для сварных труб ГОСТ 8685 предусматривает положение шва (рис.9.6.д), испытание гидравлическим давлением.

Для испытания проволоки или прутков круглого и квадратного сечения, предназначенных для изготовления болтов, гаек и других крепежных деталей методом высадки, используют пробу на осадку (ГОСТ 8817). Стандарт рекомендует определенную степень деформации. Критерием годности является отсутствие трещин, надрывов, расслоений на боковой поверхности образца.

Рис. 9.6. Схемы испытаний труб:

а – на загиб; б – на бортование; в – на раздачу; г, д – на сплющивание

Для прутковых материалов широко применяется проба на изгиб: загиб до определенного угла (рис. 9.7.а), загиб до параллельности сторон (рис.9.7.б), загиб до соприкосновения сторон (рис. 9.7.в).

Рис. 9.7. Схемы испытаний на изгиб:

а – загиб до определенного угла; б – загиб до параллельности сторон; в – до соприкосновения сторон

Технологические пробы весьма разнообразны. Они служат лишь для качественной или сравнительной оценки металла.

Обычно проведение технологической пробы оговаривается техническими условиями. Как правило, размеры образцов и условия испытания должны быть строго одинаковыми, лишь в этом случае результаты могут сравниваться.

В качестве показателей пригодности металла для каждого вида пробы выбираются свои характеристики. Такими характеристиками могут служить угол загиба, степень обжатия, число перегибов проволоки до возникновения первых признаков разрушения, степень высадки и т.д.

В качестве примеров приведем следующие технологические пробы:

Проба на загиб в холодном и нагретом состоянии

Схематически она показана на рисунке:

Загиб может производиться до определенного угла, либо до параллельности сторон, либо до соприкосновения сторон. Металл, выдерживающий пробу, не должен иметь трещин.

Такая проба определяет способность металла принимать заданный по размерам и форме загиб.

Проба на осадку в холодном состоянии

Проба на осадку в холодном состоянии (рис. 31) позволяет определять способность металла к заданной по размерам и форме деформации сжатия.

Образец считается выдержавшим пробу, если при осадке до заданной высотыh в нем не появились трещины или изломы.

Проба на загиб трубы в холодном и горячем состоянии (рис. 32) выявляет способность металла трубы принимать заданный по размерам и форме загиб. Испытание состоит в загибе заполненного сухим песком или канифолью отрезка трубы на 90" вокруг оправки.

После загиба труба не должна иметь:

• волосовин,

  надрывов,

  расслоений.

Проба на перегиб проволоки

Проба на перегиб проволоки производится с целью выявления способности проволоки выдерживать повторный загиб (рис. 33).

Число перегибов до разрушения свидетельствует о способности металла выдерживать многократные перегибы.

Проба на навивание проволоки

Проба на навивание проволоки (рис. 34).

5. Технологические испытания металлов и сплавов

Способность металлов и сплавов подвергаться различным видам технологической обработки (обработке давлением, резанием, сварке) зависит от их технологических свойств. Для определения технологических свойств проводят испытания по технологическим пробам, используемым чаще всего в производственных условиях. К технологическим относятся пробы для испытания на изгиб, осадку, сплющивание, бортование, загиб труб и многие другие. Многие технологические пробы и методы испытаний стандартизованы.

По результатам технологических испытаний определяют возможность изготовления качественного изделия из данного материала в условиях, соответствующих принятому на данном производстве технологическому процессу.

Испытание на изгиб (ГОСТ 14019 -- 80) служит для определения способности материалов выдерживать без разрушения заданные деформации изгиба. Образец / (Рис. 6, а) с помощью оправки 2 изгибается под действием усилия пресса между роликами 3 до заданного угла а. Способность материала выдерживать деформацию изгиба характеризуется заданным углом загиба а. При изгибе образца на 180° материал способен выдержать предельную деформацию изгиба. Образцы, выдержавшие испытание, не должны иметь трещин, надрывов, расслоений.

Испытанию на изгиб подвергают листы толщиной до 30 мм, сортовой прокат -- прутки, швеллеры, уголки.

Рис. 6. Технологические испытания:

а -- на изгиб, б -- на осадку, в -- на сплющивание труб, г -- на бортование труб, д -- на загиб труб; 1 -- образец, 2 -- оправка, 3 -- ролики,

Образец до осадки, 5-- образец после осадки, 6 -- труба

Испытание на осадку (ГОСТ 8817--82) служит для определения способности металла выдерживать заданную пластическую деформацию. Образец 4 осаживается в горячем или холодном состоянии с помощью пресса или молота до определенной высоты h (Рис. 6,6). Испытание на осадку производят на круглых или квадратных образцах диаметром или стороной квадрата в холодном состоянии от 3 до 30 мм, в горячем состоянии -- от 5 до 150 мм. Высота стальных образцов должна равняться двум диаметрам, а образцов из цветных сплавов -- не менее 1,5 диаметра. Образец считается выдержавшим испытание, если на нем не появились трещины, надрывы или изломы.

Испытание на сплющивание труб (ГОСТ 8695 -- 75) служит для определения способности труб сплющиваться до определенной высоты Н (Рис. 6, в) без трещин и надрывов. Конец трубы 6 или ее отрезок длиной 20...50 мм сплющивают между двумя параллельными плоскостями. Если труба сварная, то шов на трубе должен располагаться по горизонтальной оси, как показано на рисунке. Сплющивание труб производят плавно со скоростью не более 25 мм/мин. Образец считается выдержавшим испытание, если на нем не появились трещины или надрывы.

Испытание на бортование труб (ГОСТ 8693--80), используют для определения способности труб к отбортов-ке на угол 90°. Конец трубы 6 (Рис. 6, г) отбортовывает-ся с помощью оправки 2 усилием Р пресса до получения фланца заданного диаметра D. Рабочая поверхность оправки должна быть чисто обработанной и обладать высокой твердостью (HRC не менее 50). Радиус закругления оправки, которым формируется.борт, должен быть равен двукратной толщине стенки трубы (R=2s). Бортование считается качественным, если на фланце не обнаружено надрывов и трещин.

Испытание на загиб труб (ГОСТ 3728--78) служит для определения способности труб загибаться без трещин и надрывов на угол 90°. Перед испытанием трубу 6 (Рис. 6,(3) заполняют чистым, сухим речным песком или другим наполнителем. Испытание заключается в плавном загибе образца любым способом, позволяющим загнуть образец так, чтобы его наружный диаметр D ни в одном месте не стал меньше 85 % от начального. Для испытания труб наружным диаметром до 60 мм используют их отрезки, диаметром 60 мм и более -- вырезанные из труб продольные ленты шириной 10 мм. Образец считается выдержавшим испытание, если на нем не появились изломы, надрывы, расслоения.

Испытание на свариваемость производят для определения прочности сварного стыкового соединения. Сваренный образец подвергают изгибу (см. Рис. 6, а) на заданный угол а или испытывают на растяжение. Затем сравнивают прочности сваренного и несваренного образцов из испытуемого металла.

Виды чугунов. Свойства цветных металлов

В технике к цветным относят все нежелезные металлы. На их основе создано большое число сплавов, обладающих широким диапазоном свойств, соответствующих требованиям к авиационным материалам. К ним относятся: значительная механическая прочность...

В результате применения магнитно-импульсной обработки представляется возможной штамповка листовых и трубчатых заготовок толщиной до 5 мм. Размеры заготовок (диаметр, обрабатываемая площадь) обуславливаются запасом энергии установки...

Высокопроизводительные методы обработки металлов давлением

Сверхпластичность определяется как способность поликристаллических (ультрамелкозернистых) материалов равномерно пластически деформироваться на очень большие степени (до Ек > 200%) при относительно высоких температурах и малых напряжениях (2.....

Высокопроизводительные методы обработки металлов давлением

Наиболее часто сверхпластичность используется в технологии объемной штамповки...

Изготовление деталей методами пластической деформации

Прокатка металлов - способ обработки металлов и металлических сплавов давлением, состоящий в обжатии их между вращающимися валками прокатных станов. Валки имеют большей частью форму цилиндров...

Испытательная станция турбовинтовых двигателей ТВ3–117 ВМА–СБМ1 серийного производства

Типовые испытания проводят с целью: - проверки конструктивных и технологических изменений, вносимых для усовершенствования серийного двигателя; - проверки ремонтной технологии...

Кристаллизация металлов и сплавов

Кристаллизация -- переход металла (сплава) из жидкого состояния в твердое -- происходит в условиях...

Литейные свойства сплавов. Прокатный стан. Физические основы сварки

Сваркой называется процесс получения неразъёмного соединения отдельных частей из твёрдых материалов за счёт междуатомных сил сцепления как с применением нагрева, так и без него...

Модернизация склерометрического комплекса для измерения твёрдости

Суть метода заключается в том, что боек определенной массы с алмазным наконечником свободно и вертикально падает с определенной высоты на испытуемую поверхность [СамГТУ.200501.059.009.06]...

Основные сведения о материалах

Металлы -- простые вещества, обладающие свободными, не связанными с определенными атомами электронами, которые способны перемещаться по всему объему тела. Эта особенность состояния металлического вещества определяет собой свойства металлов...

Строение и свойства сплавов

Технология обработки материалов давлением

Под холодной штамповкой понимают штамповку металлов и сплавов без предварительного нагрева заготовки, т.е. при комнатной температуре...

Технология производства и потребительские свойства сплавов твердых безвольфрамовых

Контроль качества твердых спеченных безвольфрамовых сплавов осуществляется в соответствии с ГОСТ 20019-74 «Сплавы твердые спеченные. Метод определения прочности»; ГОСТ 20017-74 «Сплавы твердые спеченные...

Технология сварочного производства

Способность металлов и сплавов к сварке оценивается по их свариваемости. Свариваемостью называется свойство или сочетание свойств металлов образовывать при установленной технологии сварки соединение, отвечающее требованиям...

Способность металлов и сплавов подвергаться различным видам технологической обработки (обработке давлением, резанием, сварке) характеризуется технологическими свойствами. Для определения технологических свойств проводят испытания по технологическим пробам, используемым чаще всего в производственных условиях. Многие технологические пробы и методы испытаний стандартизованы.

По результатам технологических испытаний определяют возможность изготовления качественного изделия из данного материала в условиях, соответствующих принятому на производстве технологическому процессу. К технологическим пробам относятся: пробы для испытания на изгиб, осадку, сплющивание, бортование изгиб труб.

Испытание на изгиб (ГОСТ 14019-68) служит для шределения пластичности материала. Образец / (рис. 10, а) с помощью оправки 2 изгибается усилием Р пресса между роликами 3 до заданного угла а. Пластичность материала характеризуется углом загиба а. При изгибе образца на 180° материал обладает предельной пластичностью. Образцы, выдержавшие испытание, не должны иметь трещины, надрывы, расслоения.

Испытанию на изгиб подвергают листы толщиной до 80 мм, сортовой прокат — изделия, полученные прокаткой: прутки, швеллеры, уголки в нагретом или холодном состоянии.

Испытание на осадку (ГОСТ 8817-73) служит для рпределения способности металла выдерживать заданную пластическую деформацию. Образец осаживается в горячем или холодном состоянии с помощью пресса или молота до определенной высоты h.

Таким испытаниям подвергают стальные и из алюминиевых сплавов прутки, служащие для изготовления болтов, заклепок и других крепежных изделий. Испытание на осадку производят на круглых или квадратных образцах диаметром или стороной квадрата в холодном состоянии от 3 до 30 мм, в горячем состоянии — от 5 до 150 мм. Высота стальных образцов должна равняться двум диаметрам, а образцов из цветных сплавов — не менее 1,5 диаметра.

Образец считается выдержавшим испытание, если на нем не появились трещины, надрывы или изломы. Испытание на сплющивание труб (ГОСТ 8695-75) служит для определения способности труб сплющиваться до определенной высоты Н (рис. 10, в) без трещин и надрывов. Конец трубы или ее отрезок длиной 20-50 мм сплющивают между двумя параллельными плоскостями. Если труба сварная, то шов на трубе должен располагаться по горизонтальной оси, как показано на рисунке. Сплющивание труб производится плавно со скоростью не более 25 мм/мин.

Образец считается выдержавшим испытание, если на нем не появились трещины или надрывы. Испытание на бортование труб (ГОСТ 8693-58) служит для определения способности труб к отбортовке на угол 90°. Конец трубы отбортовывается с помощью оправки 2 усилием Р пресса до получения фланца заданного диаметра D.

Рабочая поверхность оправки должна быть чисто обработанной и обладать высокой твердостью (НВ450- 500). Радиус закругления оправки, которым формируется борт, должен быть не более удвоенной толщины стенки трубы (R^L2S). Бортование считается качественным, если на фланце не обнаружено надрывов и трещин.

Испытание на загиб труб (ГОСТ 3728-66) служит для определения способности труб загибаться без трещин и надрывов на угол 90°. Перед испытанием трубу заполняют чистым, сухим речным песком. Испытание заключается в плавном загибе образца любым способом, позволяющим загнуть образец так, чтобы его наружный диаметр D ни в одном месте (как по сечинно, так и по длине) не стал меньше 85% от начальною.

Испытание труб наружным диаметром до 60 мм проводят на отрезках труб, диаметром 60 мм и более — па вырезанных из труб продольных лентах шириной 12 мм. Образец считается выдержавшим испытание, если па нем не появились изломы, надрывы, расслоения.

Испытание на свариваемость производится для определения прочности сварного соединения, выполненного встык. Сваренный образец подвергают изгибу на заданный угол а или производят испытание на растяжение. Затем сравнивают прочность сваренного образца н прочность несваренного образца из испытываемого металла.

Введение. Составление программы испытаний турбогенератора

1 Рабочая программа испытаний турбогенератора ТВВ-63-2

1.1 Испытание повышенным напряжением частоты 50 Гц

1.2 Испытание изоляции обмотки повышенным выпрямленным напряжением

1.3 Определение характеристик генератора. Определение работоспособности промежуточного реле с катушкой из медного провода. Выбор реле максимального напряжения и добавочного термостабильного резистора для термокомпенсации. Определение начальной температуры обмотки статора электрической машины. Расчет намагничивающей и контрольной обмоток для испытания стали статора

Заключение

Введение

Одним из основных параметров работы любой электростанции и энергосистемы является непрерывность выработки энергии и снабжение ею потребителей. Непрерывность выработки энергии обеспечивается высокой надежностью всего энергетического - вспомогательного и основного, силового и слаботочного оборудования. Поэтому абсолютно все оборудование электростанции подвергается периодическим ремонтам и испытаниям: периодичность этих работ строго регламентируется ПТЭ и Нормами испытаний. Ни одно оборудование на электростанции не может быть включено в работу, если срок его ремонта и испытаний истек.

В данной курсовой работе составляется программа испытаний турбогенератора, определяется работоспособность промежуточного реле, выбирается реле максимального напряжения и добавочный термостабильный резистор, определяется начальная температура обмотки статора, а также производится расчет намагничивающей и контрольной обмоток для испытания стали статора.

I. Составление программы испытаний турбогенератора

Табл. 1.1 Основные параметры генератора

Тип турбогенератораТВФ-63-2Мощность номинальная78,75 МВА / 63 МВтНапряжение статора, номинальное10,5 кВТок статора, номинальный4330 АЁмкость одной фазы статора относительно земли и двух других заземленных фаз0,25 мкФСистема возбужденияВысокочастотная, ВТД-490-3000У3Сопротивление обмотки ротора, при 15 ºС0,103 ОмСистема охлаждения статораКосвенное, водородомСистема охлаждения ротораНепосредственное, водородом

1.1 Рабочая программа испытаний турбогенератора ТВВ-63-2

1.1.1 Испытание повышенным напряжением частоты 50 Гц

1. Условия проведения испытаний.

схема статорной обмотки генератора разобрана, каждая фаза испытывается отдельно, две другие фазы закорочены и заземлены;

обмотка генератора очищена от грязи, промыта и просушена;

в системе охлаждения и по обмотке циркулирует дистиллят с удельным сопротивлением не ниже 75 кОм/см. Расход дистиллята номинальный;

испытания проводятся в тёмное время суток при потушенном общем освещении машинного зала и включенном местном освещении. На последнем этапе местное освещение также отключается для наблюдения за коронированием обмотки статора;

схема испытании приведена на рисунке 1.2.

Испытательное напряжение вычисляется по формуле:

где - номинальное напряжение генератора;

3. Схема подключается на линейное напряжение, в котором меньше, чем в фазном высших гармоник, а следовательно, меньше возможность искажения синусоиды испытательного напряжения.

4. Перед началом испытаний необходимо отрегулировать пробивное напряжение разрядника FV на 110% испытательного напряжения:

Испытательная схема отключается от объекта испытаний, и испытательное напряжение поднимается на холостом ходу. Устанавливается заданное напряжение 21,12 кВ , и шары разрядника сближаются до возникновения пробоя.

Испытательное напряжение снижается до 50% и вновь поднимается до возникновения пробоя: напряжение пробоя разрядника должно быть в пределах (1,05-1,1) , то есть 20,16-21,12 кВ . Контрольный пробой шарового разрядника FV производится трижды подъёмом напряжения с.

Проведение испытаний повышенным напряжением частоты 50 Гц.

Напряжение поднимается с нуля плавно, со скоростью около 2%/с-0,38 кВ/с. Следовательно вся процедура подъёма напряжения будет длится около 1-2 мин.

В процессе подъёма напряжения необходимо прослушивать генератор на предмет возникновения потрескивания или шипения частичных разрядов. Одновременно необходимо наблюдать за обмоткой- не появится ли тление или искрение на поверхности обмотки.

В процессе подъёма напряжения необходимо делать промежуточные отсчеты по вольтметрам и индикатору частичных разрядов. В случае расхождения в показаниях вольтметра или резкого возрастания показаний индикатора частичных разрядов подъём напряжения следует прекратить и немедленно выяснить причину ненормальности.

При достижении полного испытательного напряжения оно выдерживается в течение 1 мин и плавно снижается до номинального напряжения.

На номинальном напряжении в течение 5 мин изоляция проверяется визуально, для чего желательно полностью выключить освещение в машинном зале при соблюдении мер безопасности.

При этом не должно наблюдаться сосредоточенное в отдельных точках свечение жёлтого и красного цвета, дым, тление бандажей и т.п.

Голубое и белое свечение допускается. По выполнению наблюдений коронирования обмотки напряжение плавно снижается до нуля, обмотка разряжается и заземляется. Освещение машинного зала включается.

Поочерёдно испытываются все три фазы обмотки статора.

Необходимое оборудование.

испытательная установка высокого напряжения согласно схеме на рисунке 1.1;

секундомер пружинный с ценой деления 0,2 с;

разрядно-заземляющая штанга;

температура обмотки принимается как среднее значение показании штатного термоконтроля статора.

Рисунок 1.1 Схема установки для испытания генератора повышенным напряжением промышленной частоты 50 Гц.

1.1.2 Испытание изоляции обмотки повышенным выпрямленным напряжением

1 Условия проведения испытаний:

схема обмотки статора разобрана, нейтраль разобрана;

вода из обмотки статора слита, обмотка продута сжатым воздухом;

испытания проводятся пофазно, две другие фазы при этом закорочены и заземлены.

Напряжение поднимается пятью ступенями по 1/5 полного испытательного напряжения, кВ,

На каждой ступени производится выдержка данного напряжения в течение 60 с.

На каждой ступени производится измерение тока утечки через изоляцию через 15 с и 60 с после установления неизменного напряжения: и.

По измеренным напряжению данной ступени и токам утечки и вычисляются для каждой ступени величины сопротивления изоляции для 15 с и 60 с, Ом,

На каждой ступени вычисляется коэффициент абсорбции,

В процессе испытаний строится график зависимости тока утечки от испытательного напряжения. Величина тока утечки не должна выходить за пределы, указанные в таблице 2.

Таблица 1.2 Предельные значения тока утечки от испытательного напряжения

Кратность испытательного напряжения по отношению к номинальному / 0,511,5 и вышеТок утечки , мА0,250,51

Если в процессе подъёма напряжения величина тока утечки начнёт резко возрастать и выйдет за допустимые пределы, то испытания необходимо прекратить до выяснения причины резкого возрастания тока утечки.

По достижению полного расчетного испытательного напряжения, оно выдерживается в течение одной минуты и далее плавно в течение двух минут снижается до нуля. По снижению напряжения до нуля необходимо разрядить обмотку наложением заземления через токоограничивающий резистор заземляющей штанги. Через 10 с необходимо наложить глухо заземление на вывод испытанной фазы.

Вычисляется коэффициент нелинейности,

где - наибольший ток утечки при полном испытательном напряжении;

Ток утечки при испытательном напряжении, равном приблизительно 0,5×Uном генератора;

Полное испытательное напряжение;

Испытательное напряжение, равное приблизительно 0,5×Uном генератора.

Коэффициент нелинейности должен быть меньше трёх.

Измерительная аппаратура и оборудование.

аппарат для испытания изоляции АИМ-90 (с миллиамперметром до 5мА).

секундомер пружинный с ценой деления 0,2 с.

разрядно-заземляющая штанга.

1.1.3 Определение характеристик генератора

1. Снятие характеристики трехфазного короткого замыкания (КЗ).

1.1 Условие проведения испытаний закоротки, устанавливаемые при снятии характеристики трёхфазного замыкания, должны быть рассчитаны на длительное протекание номинального тока генератора.

1.2 Характеристика КЗ в пределах не менее полуторократного номинального тока статора имеет прямолинейный характер, поэтому достаточно снять 4-5 точек характеристики до.

3 Если определение характеристики КЗ генератора не сопровождается изменением его потерь, то поддержание номинальной частоты вращения не обязательно.

4 Характеристика снимается при постепенном увеличении тока ротора и одновременной записи, установившихся значений на каждой ступени тока ротора и тока во всех фазах статора.

5 Отклонение характеристики КЗ, снятой при испытании от заводской должно находиться в пределах допустимых погрешностей измерений. Обращается особое внимание на то, чтобы характеристика стремилась к началу координат. В противном случае делаются повторные испытания, и если результат повторяется, то делается предположение о наличии витковых замыканий в обмотке ротора. В этом случае включение машины в работу не допускается.

2. Снятие характеристики холостого хода генератора (ХХ).

1 Перед подъёмом напряжения на генераторе для снятия характеристики измеряют остаточное напряжение на генераторе при разомкнутой обмотке ротора.

2 Для снятия характеристики холостого хода генератора производится плавный подъём напряжения до заданной величины при номинальной скорости вращения. Обычно напряжение на генераторе поднимается до 115% от номинального.

Испытательное напряжение, кВ,

2.3 Во время проведения пусковых испытаний генератора снятие характеристики холостого хода совмещают с проверкой витковой изоляции. Для этого напряжение на генераторе поднимается до напряжения, соответствующего номинальному току ротора, но не ниже 130% номинального напряжения. Продолжительность такого испытания - 5 мин.

Испытательное напряжение, кВ,

Снижая напряжение на генераторе, снимают основные точки характеристики. Последняя точка снимается при отключенном токе возбуждения. Всего снимают 10-15 точек примерно на равных интервалах напряжения. Полученную характеристику холостого хода смещают на D i 0 .

4 Отсчет показаний приборов производится только при установившихся параметрах одновременно на всех приборах по команде руководителя испытаний или наблюдателя, измеряющего ток ротора. Как отсчет, так и запись показаний приборов производится в делениях шкалы с указанием предела измерения.

5 После окончания измерений до разбора схемы необходимо построить характеристику и убедиться в отсутствии большого числа сомнительных точек, затрудняющих построение характеристики.

6 Для получения характеристики холостого хода в области повышенного напряжения, без значительного повышения напряжения на генераторе, ее снимают при пониженной скорости вращения с последующим пересчетом по формуле

где U НОМ - напряжение при номинальной скорости вращения;

n НОМ - номинальная скорость вращения;

n 1 - скорость вращения, при которой производились измерения.

7 Одновременно со снятием характеристики холостого хода при проведении пуско-наладочных испытаний проверяют симметрию напряжения. Для этого при установившемся режиме, близком к номинальному, измеряются напряжения между тремя фазами. Измерение производится одним вольтметром, что повышает точность измерения. Несимметрия напряжения D U определяется отношением разности между наибольшим U MAX и наименьшим U MIN измеренными напряжениями к среднему его значению линейного напряжения U СР :

Коэффициент несимметричности не должен превышать 5%.

8 По характеристике холостого хода определяется ток ротора, соответствующий номинальному напряжению генератора на холостом ходу. Он должен соответствовать расчетному значению. Если ток ротора выше расчетного, то следует искать ошибки в расчетах или монтаже (увеличенный воздушный зазор или неправильная установка ротора по высоте, отклонения в качестве стали).

9 Измерительная аппаратура и оборудование.

вольтметр класса 0,5 или 0,2, подключающийся через «вольтметровый ключ», позволяющий в процессе испытаний быстро переключать вольтметр на другие линейные напряжения;

частотомер с пределами 45-55 Гц, а для снятия характеристики холостого хода при пониженной частоте- частотомер с низким пределом измерения 40Гц;

милливольтметр класса 0,2, подключенный к штатному или специально установленному в цепи ротора шунту класса 0,2.

Рис.1.2 Схема снятие характеристик трехфазного короткого замыкания и холостого хода

II. Определение работоспособности промежуточного реле с катушкой из медного провода

Таблица 2.1 Исходные данные

Номинальное напряжение реле, , В110Минимальное напряжение срабатывания реле, , В100Сопротивление катушки реле при 20 ºС, , Ом8500Максимальная температура реле, , ºС85Номинальное напряжение сети постоянного тока, , В110

Минимальное напряжение сети оперативного постоянного тока, при котором схема должна работать, В:

Минимальный ток срабатывания реле, А:

Сопротивление обмотки реле при максимальной температуре 85 ºС, Ом:

3 Ток в горячей обмотке реле с сопротивлением 10039 Ом при возможном минимальном напряжении в сети постоянного тока, А:

Заключение о работоспособности реле.

Так как ток в обмотке реле в самом тяжёлом режиме меньше минимального тока срабатывания реле, то можно сделать вывод о невозможности применения исследуемого реле в данных условиях.

III. Выбор реле максимального напряжения и добавочного термостабильного резистора для термокомпенсации

Таблица 3.1 Исходные данные

Требуемое напряжение срабатывания реле, Uмср, В55Допустимая погрешность срабатывания, %2Диапазон изменения температуры реле, ºС10 - 30

Изменение сопротивления обмотки реле, %,

В заданном диапазоне температур сопротивление обмотки реле, а следовательно и напряжение срабатывания изменяются на 8%. Для решения поставленной задачи необходимо применить схему, в которой ток, протекающий через реле не зависел бы от температуры реле.

По /2,табл.3-5/ выбираем низковольтное реле РН51/6.4, имеющее следующие характеристики:

• напряжение срабатывания Uср= 6.4 В;
• сопротивление обмотки реле при 20 ºС R 20 = 2400 Ом.

Все остальное напряжение 55-6,4=48,6 В погашается на сопротивлении резистора, выполненного из температуронезависимого резистивного материала - константана или манганина.

Сопротивление добавочного резистора, Ом,

Суммарное изменение сопротивления цепи реле с добавленным резистором в заданном диапазоне температур, %,

Так как суммарное изменение сопротивления цепи реле с добавленным резистором, а значит и изменение сопротивления срабатывания реле не превысило 2% - предельно допустимой нормы, то можно сделать вывод о возможности применения рассчитанного реле и резистора в заданном диапазоне температур.

IV. Определение начальной температуры обмотки статора электрической машины

турбогенератор реле резистор статор

Таблица 4.1 Исходные данные

Отсчет№12345Времяt, c10204090160Перегрев0C57,955,952,344,937,9

Расчет производится графически (рис 4.1) и в цифровой форме.

Определяется постоянная времени остывания, Т, с:

где t - отрезок времени;

q Н - перегрев машины в начале отрезка времени t i ;

q - перегрев машины в конце отрезка времени t i .

За расчетное значение постоянной времени остывания берется среднеарифметическое значение ТСР:

Начальный перегрев машины аналитическим методом:

t ОКР = 200 С

q ОБМ = q Н + t ОКР ;

q ОБМ = 59,67+20 =79,67 0 С .

Рис. 4.1 Процесс остывания электрической машины после ее отключения в полулогарифмических координатах.

Начальный перегрев машины графическим методом:

Начальная температура обмотки статора электрической машины при температуре окружающей среды t ОКР = 200 С

q ОБМ = q Н + t ОКР ;

q ОБМ = 59,74+ 20 = 79,74 0С.

Разница между аналитическим и графическим методом 0,09%.

Рис. 4.2 Схема измерения сопротивления обмотки статора электрической машины непосредственно после ее отключения

V. Расчет намагничивающей и контрольной обмоток для испытания стали статора

Таблица 5.1 Исходные данные

Наружный диаметр, dH, M3,05Внутренний диаметр, dB, м1,36Полная длина спинки статора, l, м6,7Ширина вентиляционного канала, lк, м0,01Число вентиляционных каналов, n60Высота зуба статора, hэ, м0,27Коэффициент заполнения стали, k0,93Теплоемкость стали, m, кВт×ч/(кг×град)1,429 × 10-4

Принимается, что 1/3 мощности расходуется на потери во внешнюю среду на конвекцию и лучеиспускание. Для питания обмоток намагничивания выбирается напряжение 380 В.

Число витков намагничивающей и контрольной обмоток.

Потребляемый намагничивающей обмоткой ток, активную и полную

мощности.

Скорость нагрева активной стали.

1. Определение массы активной стали статора

Длина спинки:

Высота спинки:

Чистое сечение спинки:

Средний диаметр спинки:

Масса активной стали статора:

1. Расчет необходимой мощности.

Требуемая скорость подъема температуры a = 5 0С/ч. Необходимая для этого мощность:

Определяется значение индукции для создания удельных потерь р 0 = 1,072 Вт/кг /1,таблица и рис.3/

В = 0,825 Тл.

1. Расчет числа витков намагничивающей обмотки.

Если включить намагничивающую обмотку на линейное напряжение сети собственных нужд 380 В, то потребуется следующее число витков:

Практически невозможно создать дробное число витков. Поэтому выбираем один виток W =1. При этом индуктивное сопротивление намагничивающей обмотки неизбежно уменьшится против расчетного значения, ток намагничивания и индукция - увеличатся. Можно воспользоваться переключением отпаек трансформатора собственных нужд и переключить его на минимальное напряжение (+10% номинального) 418 В. данное напряжение позволит создать в статоре индукцию:

• что на 30% меньше вычисленного ранее значения индукции. При В = 0.577 Тл нагрев будет происходить несколько медленнее, но в данном случае иного выхода нет.
• Потребляемые ток и мощность.

Для создания индукции В = 0,577 Тл по графику /1, рис.3/ определяем требуемые удельные ампер-витки:0 = 71 А-в/м

Полные ампер-витки:

При одном витке W = 1 ток намагничивания численно равен:

= AW / W,= 552 /1 = 552 A.

Полная мощность намагничивающей обмотки:

= I × U,= 552 × 418 = 230,7 кВА .

Активная мощность при индукции В = 0,577 Тл вычисляется по величине удельных потерь /1, рис.3/ р0 = 0,621 Вт/кг:

Р = р 0 × G,

Р = 0,621 × 197799,525 = 122833,505Вт =122,8 кВт.

Коэффициент мощности схемы намагничивания:

Кабель для обмотки намагничивания, исходя из допускаемой в данном случае плотности тока j = 2,0 А/мм2, должен быть сечением не менее:

1. Расчет контрольной обмотки.

Учитывая, что напряжение на контрольной обмотке при равном числе витков с намагничивающей обмоткой будет близким к напряжению 380 В , выбираем для контрольной обмотки один виток W К = 1, ЭДС контрольной обмотки при индукции в статоре В = 1 Тл определяется:

Добавочный резистор R (рис. 5.1) для вольтметра 300 В, 150 дел. и внутренним сопротивлением RВ = 30 кОм выбирается таким образом, чтобы при 724 В (соответствует В=1 Тл) его показания были бы равны 100 делениям:

Рис. 5.1 Схема индукционного нагрева статора генератора намагничиванием стали статора

Заключение

В данной курсовой работе была составлена программа испытаний для турбогенератора. Была определена работоспособность промежуточного реле в определенных условиях, также выбрано реле максимального напряжения и добавочный термостабильный резистор для термокомпенсации. Также был произведен расчет для определения начальной температуры, графическим и аналитическим методами. Рассчитаны, для определенных генераторов, контрольные и намагничивающие обмотки.

Библиографический список источников информации

1.Объемы и нормы испытания электрооборудования / Под. общ. ред. Б.А. Алексеева, Ф.Л. Когана, Л.Г. Мамикоянца. - 6-е изд. - М.: НЦ ЭНАС, 1998.

2.Справочник по наладке электрооборудования электрических станций и подстанций / Под. ред. Э.С. Мусаэляна - М.: Энергоатомиздат, 1984.

.Мусаэлян Э.С. Наладка и испытания электрооборудования электрических станций и подстанций. - М.: Энергоатомиздат, 1986.