Стенд испытания и проверки электродвигателей

Стенд предназначен для испытания асинхронных электродвигателей переменного тока частотой 50Гц, напряжением 220 и 380В с короткозамкнутыми и фазными роторами, мощностью до 100кВт после капитального ремонта.
Схема стенда предусматривает проведение приемо-сдаточных испытаний электродвигателей с короткозамкнутым и фазным ротором в объеме требований ГОСТ 183-74.
Установленное на стенде оборудование позволяет производить следующие виды испытаний:
- измерение сопротивления изоляции обмоток относительно корпуса и между фазами обмоток;
- испытание изоляции обмоток относительно корпуса на электрическую прочность;
- измерение сопротивления обмоток постоянному току в практически холодном состоянии;
- испытание межвитковой изоляции;
- определение коэффициента трансформации;
- опыт холостого хода;
- опыт короткого замыкания;
Последовательность проведения испытаний строго определена. Оператор имеет возможность исключать из списка отдельные испытания.
Результаты испытаний автоматически заносятся в протокол и сохраняются в электронной базе данных с возможностью вывода на печать.
Условия эксплуатации:
- после хранения в условиях повышенной влажности необходимо выдержать стенд в нормальных условиях в течении 12 часов;
- температура окружающей среды должна быть +10…+40°С;
- относительная влажность воздуха до 70%;
- атмосферное давление от 480 до 780мм.рт.ст..
- окружающая среда не взрывоопасная, не содержащая агрессивных паров и газов.
Не допускается эксплуатация комплекса в запылённых помещениях для предотвращения возможности пробоя по пыли при испытаниях и выход комплекса или испытуемого объекта из строя.
Условия хранения и транспортировки:
- температура окружающей среды от - 20°С до +65°С;
- максимальная влажность воздуха 98 % при температуре +35°С.
- не допустимо прямое воздействие солнечного света, атмосферных осадков и пыли.
- транспортировка и хранение комплекса должны осуществляться в закрытой таре с амортизирующими материалами, защищающими части комплекса от механических повреждений при ударах.
При монтаже и эксплуатации стенда необходимо руководствоваться настоящей инструкцией по эксплуатации. При проведении испытаний должны выполняться требования следующих нормативно-технических документов:
- «Правил эксплуатации электроустановок потребителей.»;
- «Межотраслевых правил по охране труда при эксплуатации электроустановок.»;
- «Правил применения и испытания средств защиты, используемых в электроустановках, технические требования к ним.»;
- методик и программ проведения испытаний и измерений.
2.ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ И ХАРАКТЕРИСТИКИ
Номинальное напряжение питания 50Гц, В 380 (400А)
Количество испытательных мест 1
Среднее время испытания одного электродвигателя, мин 20
Сила тока нагрузки, А 250
Выходное регулируемое напряжение (50Гц), В 20÷650
Выходное испытательное напряжение (постоянное), кВ 500, 1000
Выходное испытательное В/В напряжение (50Гц), кВ 1500÷3000
Площадь, занимаемая стендом, м2 20
Габаритные размеры / масса, мм / кг:
- шкаф контрольно-силовой (ДхШхВ) 1230х550х2120  /  360
- регулятор индукционный (ДхШхВ) 1100х1400х1110 / 1240
- пульт управления (ДхШхВ) 1370х800х1180 / 240
Технические характеристики измерительных приборов:
Миллиомметр GOM-802G:
- величина допускаемого значения погрешности, % 0.1
- предел измерения сопротивления, мОм 30 ÷ 3х109
- тестовый ток, А 1х10-6 ÷ 1
- интерфейс GPIB, RS-232
Установка для измерения параметров безопасности электрооборудования GPI-745А:
- испытательное переменное напряжение, кВ 0.100-5 кВ
- максимальный ток, мА 40
- испытательное постоянное напряжение, В 500, 1000
- измерение сопротивления изоляции, МОм 1÷9900
- класс точности 0.1
- интерфейс RS-232
Цифровой измеритель мощности PF-P:
- погрешность преобразования, % +/- 0.25
- выходной сигнал, мА 4÷20
- скорость измерения, изм./сек 3
- время установления показаний, мсек менее 300
Цифровые преобразователи переменного напряжения и тока PF-PA:
- погрешность преобразования, % +/-0.1
- выходной сигнал, мА 4÷20
- скорость измерения, изм./сек 3
- время установления показаний, мсек менее 300
3. КОМПЛЕКТ ПОСТАВКИ
№№ Обозначение Наименование Кол-во
1   Шкаф контрольно-силовой 1
2   Пульт управления 1
3   Регулятор индукционный 1
4   Выключатель конечный ВП15А21, 10А 2
5   Комплект проводов с зажимами (3 метра) 1
6   Датчик виброскорости ДВСТ-1-01  2
7   Термопара КТХА02.09-060-к1-И-С10-5-20/3000 2
8   Датчик оптический E3F2-DS30C4 1
9   Магнитная стойка 1
10   Клавиатура + мышь + коврик для мыши 1
ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ДОКУМЕНТЫ
11  02.01.07 ПС Паспорт с инструкциями по эксплуатации 1
12  02.01.07 Э Схема электрическая принципиальная 4 листа
13  02.01.07 ЭП Схема расположения оборудования 1 лист
14   Программный пакет CX-SUPERVISOR-RUN-ME-V2.0 1
15   Установка для проверки электрической безопасности GPI-745A. Руководство по эксплуатации. 1
16   Миллиомметр цифровой GOM-802. Руководство по эксплуатации. 1
4.                  ПОРЯДОК УСТАНОВКИ
4.1. Ориентировочное размещение оборудования приведено в черт.  02.01.07А ЭП.
4.2. Внешние соединения между комплектующими устройствами производятся по черт. 02.01.07А ЭП.
4.3. Подключить комплект проводов с силовыми зажимами («С1», «С2», «С3», «С4», «С5», «С6», «P1», «P2», «P3», «G»(заземляющий/силовой)) и зажимы для проведения высоковольтных испытаний («1V», «2V», «3V», «G»(заземляющий/измерительный)) для высоковольтных испытаний к соответствующим клеммам контрольно-силового шкафа.
4.4. Подключить клавиатуру и мышь к соответствующим гнездам (PS/2) на задней панели промышленного компьютера (терминала) (поз.2 рис.2).
4.5. Произвести надежное заземление всех частей стенда.
5.                  УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП РАБОТЫ
5.1.  Стенд состоит из шкафа контрольно-силового, пульта управления и индукционного регулятора напряжения (рис.1).
5.2.  Шкаф контрольно-силовой предназначен для обеспечения подачи питающего напряжение на стенд, производит низковольтную коммутацию между элементами стенда, а также выполняет функцию по обеспечению защиты измерительной и коммутационной аппаратуры стенда.
5.3.  Пульт управления состоит из микропроцессорного блока, блока измерения сопротивления обмоток и измерителя сопротивления изоляции, а также блока визуального контроля и управления стендом.
5.4.  Микропроцессорный блок входящий в состав пульта управления включает в себе программно-логический контроллер фирмы OMRON и необходимые модули согласования с измерительными приборами и исполнительными устройствами.
5.5.  Блок измерения сопротивления обмоток предназначен для измерения сопротивления постоянному току обмоток и состоит из цифрового миллиомметра и блока коммутации.
5.6.  Для испытания изоляции в качестве испытательного устройства используется установка для проверки электрической безопасности GPI-745A (проверка напряжения пробоя, измерение сопротивление главной изоляции).
5.7.  В блок визуального контроля и управления стендом входят: промышленный компьютер, кнопки управления и сигнальная арматура. Программное обеспечение стенда позволяет производить ввод параметров испытуемого двигателя, контроль за ходом испытаний, сохранение и последующее использование результатов испытаний.
5.8.  Индукционный регулятор напряжения обеспечивает подачу напряжения и его плавное регулирование на нагрузке. Регулятор напряжения представляет собой асинхронную машину с заторможенным фазным ротором, в котором с помощью поворотного устройства можно изменять положение ротора относительно статора. В регуляторе происходит суммирование первичного и вторичного напряжения, при этом изменение фазы ЭДС вторичной обмотки, происходящее при повороте ротора, вызывает изменение напряжения на нагрузке регулятора.
5.9.  Все измерительные приборы встроены в стойку пульта управления. Подсоединение измерительных кабелей к осуществляется с задней панели пульта управления.
5.10.                      Алгоритм работы стенда в соответствии с проводимыми тестами.
5.10.1.                Измерение сопротивления изоляции обмоток:
-      Испытуемый электродвигатель устанавливается на изолированную площадку, подключается к соответствующим высоковольтным зажимам стенда и соответствующему зажиму заземления (Пост высоковольтный);
-      Подается испытательное напряжение. Значение испытательного напряжения определяется оператором;
-      Измеряется R15 и R60. Определяется коэффициент абсорбции;
-      Результаты испытания автоматически заносятся в протокол.
5.10.2.                Испытание изоляции обмоток относительно корпуса и между обмотками:
-      Испытуемый электродвигатель устанавливается на изолированную площадку, подключается к соответствующим высоковольтным зажимам стенда и соответствующему зажиму заземления (Пост высоковольтный);
-      Подается испытательное напряжение. Значение испытательного напряжения определяется как Uисп.=2хUн+1000, но не менее 1500В;
-      Измеряются токи утечки;
-      Время подъема испытательного напряжения – 15 секунд;
-      Время удержания испытательного  напряжения – 1 минута;
-      Результаты испытания автоматически заносятся в протокол.
5.10.3.                Измерение сопротивления обмоток постоянному току:
-      Испытуемый электродвигатель подключается к соответствующим силовым зажимам стенда и соответствующему зажиму заземления (Пост силовой);
-      Подается постоянное испытательное напряжение. Максимальный тестовый ток - не более 1А;
-      При испытании электродвигателя с обмоткой соединенной в схему производится автоматический расчет сопротивления обмоток:
схема «звезда»:
RА = (RАС+RАВ-RВС) / 2;
RВ = (RАВ+RВС-RАС) / 2;
RС = (RВС+RАС-RАВ) / 2;
схема «треугольник»
RА = ((2RАВ**RВС) / (RАВ+RВС-RАС)) - (RАВ+RВС-RАС) / 2;
RВ = ((2RАС**RВС) / (RВС+RАС-RАВ)) - (RВС+RАС-RАВ) / 2;
RС = ((2RАС**RАВ) / (RАС+RАВ-RВС)) - (RАС+RАВ-RВС) / 2;
-      Результаты испытания автоматически заносятся в протокол.
5.10.4.                Испытание межвитковой изоляции:
- Испытуемый электродвигатель подключается к соответствующим силовым зажимам стенда и соответствующему зажиму заземления (Пост силовой);
-      При испытании электродвигателя с фазным ротором необходимо произвести механическое затормаживание ротора (Методы торможения электродвигателей настоящей инструкцией не рассматриваются);
-      Подается испытательное напряжение. Значение напряжение определяется оператором (Uисп.=1.3 х Uном);
-      При подъеме испытательного напряжения контролируется ток двигателя по фазам. При превышении номинального значения тока более чем в 5 раз (кофф.6) и удержании этого значения более 10 секунд (кофф.10) – выход стенда отключается и выводится сообщение «короткое замыкание фазы» с указанием значения действующего тока фазы и остановкой теста;
-      После установки испытательного напряжения производится выдержка в течении 1 минуты (кофф.13) с контролем значения токов по фазам;
-      При разности токов по фазам более 20% (кофф.3) отключается выход стенда и выводится сообщение «пробой межвитковой изоляции статора»;
-      При разности значений напряжений по фазам ротора более 25% (кофф.4) отключается выход стенда и выводится сообщение «пробой межвитковой изоляции ротора» (только для двигателей с фазным ротором);
-      Результаты испытания автоматически заносятся в протокол.
5.10.5.                Опыт холостого хода.
-      Испытуемый электродвигатель подключается к соответствующим силовым зажимам стенда и соответствующему зажиму заземления (Пост силовой);
-      В случае испытания электродвигателя с фазным ротором будет произведено автоматическое закорачивание обмотки ротора;
-      Подается испытательное напряжение. Значение напряжение определяется оператором (Uисп.=Uном);
-      При подъеме испытательного напряжения контролируется ток двигателя по фазам;
-      При превышении номинального значения тока более чем в 5 (кофф.6) раз и удержании этого значения более 10 секунд (кофф.10) – выход стенда отключается и выводится сообщение  с указанием значения действующего тока фазы и остановкой теста;
-      После установки испытательного напряжения производится выдержка в течении 3 минут (кофф.14) с контролем значения токов по фазам (При превышении тока электродвигателя более 5% (кофф.7) отключается выход стенда,  выводится сообщение «короткое замыкание фазы» и производится остановка теста);
-      По окончанию времени теста производится расчет коэффициента мощности холостого хода:
cosф = (Pо х 103 ) / (1.73хUoхIo)
, где Uo – линейное напряжение холостого хода, В;
Io - линейный ток холостого хода, А;
Pо - мощность потерь холостого хода, кВт;
-      Результаты испытания автоматически заносятся в протокол.
5.10.6.                Опыт короткого замыкания:
-      Испытуемый электродвигатель подключается к соответствующим силовым зажимам стенда и соответствующему зажиму заземления (Пост силовой);
-      Производится механическое затормаживание ротора (Методы торможения электродвигателей настоящей инструкцией не рассматриваются);
-      В случае испытания электродвигателя с фазным ротором будет произведена автоматическое закорачивание обмотки ротора;
-      Устанавливается испытательное напряжение на выходе индукционного регулятора. Значение напряжение определяется оператором (Uисп.= 0,3хUном);
-      При подаче испытательного напряжения контролируются токи статора испытательного электродвигателя по фазам;
-      При превышении номинального значения тока более чем в 3 раза (кофф.1) и удержании этого значения более 10 секунд (кофф.12) – выход стенда отключается и выводится сообщение «короткое замыкание фазы» с указанием значения действующего тока фазы и остановкой теста;
-      Производится приведение результатов измерения (ток и потери короткого замыкания) к регламентированному значению номинального напряжения (Uн). При этом ток пересчитывается пропорционально первой степени напряжения, а мощность – пропорционально квадрату напряжения.
Iк=Iизмерх(Uн/Uизмер)
Pк=Pизмерх(Uн/Uизмер)2
-      Производится расчет коэффициента мощности короткого замыкания:
cosфк = (Pк х 103 ) / (1.73хUкхIк)
, где Uк – линейное напряжение короткого замыкания, В;
Iк - линейный ток короткого замыкания, А;
Pк – потребляемая мощность короткого замыкания, кВт;
-      Результаты испытания автоматически заносятся в протокол.
5.10.7.                Определение коэффициента трансформации (для электродвигателей с фазным ротором):
-      Испытуемый электродвигатель подключается к соответствующим силовым зажимам стенда и соответствующему зажиму заземления (Пост силовой);
-      Произвести механическое затормаживание ротора (Методы торможения электродвигателей настоящей инструкцией не рассматриваются);
-      Устанавливается испытательное напряжение на выходе индукционного регулятора. Значение напряжение определяется оператором (Uисп.= 0.3хUном);
-      При подаче испытательного напряжения производится измерения линейного напряжения статора и ротора, а также  контролируются токи статора испытательного электродвигателя по фазам. Время удержания испытательного напряжения – 15 секунд;
-      При превышении номинального значения тока более чем на 5% (кофф.7) и удержании этого значения более 10 секунд (кофф.12) – выход стенда отключается и выводится сообщение «короткое замыкание фазы» с указанием значения действующего тока фазы и остановкой теста;
-      При разности линейных напряжений ротора более 10% (кофф.5) отключить выход стенда и вывести сообщение «линейные напряжения ротора не симметричны»;
-      Производится расчет значения коэффициента трансформации (Отношение фазных напряжений статора и ротора принимается за значение коэффициента Kт, определяемого по формуле:
Кт=U1ф / U2ф
, где U1ф – фазное напряжение обмотки статора, В
U2ф - фазное напряжение обмотки ротора, В);
-      Результаты испытания автоматически заносятся в протокол.