dijagnostika protueksplozijski zaštiĆenih · pdf fileprilog e: protueksplozijski...

Download DIJAGNOSTIKA PROTUEKSPLOZIJSKI ZAŠTIĆENIH  · PDF filePrilog E: Protueksplozijski zaštićeni elektromotorni pogoni (elektromotori u vrsti zaštite Ex e II T3)

If you can't read please download the document

Upload: nguyenkhuong

Post on 06-Feb-2018

236 views

Category:

Documents


6 download

TRANSCRIPT

  • SVEUILITE U ZAGREBU FAKULTET ELEKTROTEHNIKE I RAUNARSTVA

    Ivica Gavrani

    DIJAGNOSTIKA PROTUEKSPLOZIJSKI ZATIENIH ELEKTROMOTORNIH

    POGONA

    MAGISTARSKI RAD

    Zagreb, 2002.

  • Magistarski rad izraen je u S-Komisiji Dravnog zavoda za normizaciju i mjeriteljstvo, Konaru-Elektroindustrija d.d. i Zavodu za elektrostrojarstvo i automatizaciju Fakulteta elektrotehnike i raunarstva u Zagrebu. Mentor: prof. dr. sc. Drago Ban Magistarski rad ima 114 stranica Rad br.:

  • S A D R A J 1. UVOD ..............................................................................................................................1 2. PROSTORI UGROENI EKSPLOZIJOM I ZONE OPASNOSTI .........................3 2.1. Znaajke zapaljivih tvari i izvora isputanja ....................................................................3 2.2. Proraun ventilacije i ocjena eksplozijske ugroenosti....................................................4 2.3. Primjena metoda odreivanja zona opasnosti ..................................................................5 3. METODE TEHNIKE DIJAGNOSTIKE ELEKTROMOTORNIH POGONA U ZONAMA OPASNOSTI .............................7 3.1. Elementi dijagnostike i monitoringa elektromotornih pogona.........................................8 3.2. Dijagnostika protueksplozijski zatienih asinkronih elektromotora na temelju analize odziva na udarni napon...............................................13 3.3. Dijagnostika kaveznih rotora protueksplozijski zatienih asinkronih elektromotora mjerenjem otpora tapova i prstena .......................17 3.4. Nadzor elektrinih strojeva (asinkronih elektromotora) analizom termikog stanja .......20 3.5. Dijagnostika asinkronih elektromotora temeljem analize vibracija.................................22 3.6. Dijagnostika asinkronih elektromotora mjerenjem rasipnih magnetskih tokova (magnetski monitoring).......................................................24 3.7. Ostale metode dijagnostike asinkronog elektromotora ....................................................27 4. ANALIZA SPEKTRA LINIJSKE STRUJE NAMOTA STATORA ........................29 4.1. Principijelna shema i osnovna ideja .................................................................................29 4.2. Dijagnostika kaveza rotora asinkronog elektromotora.....................................................31 4.2.1. Kvarovi i nesimetrije kaveza rotora ...............................................................................31 4.2.2. Detekcija nesimetrije kaveza rotora analizom spektra struje statora .............................32 4.3. Otkrivanje ekscentrinosti analizom spektra struje statora ..............................................35 4.4. Raunanje struja u dijelovima kaveznog rotora ...............................................................37 4.5. Primjeri dijagnostike asinkronog motora analizom spektra struje statora .......................45 4.5.1. Rezultati ispitivanja kaveza rotora analizom spektra struje statora, primjenom raunalnog programa "MOTORMONITOR" ..............................................46 4.5.2. Rezultati ispitivanja dinamike ekscentrinosti primjenom raunalnog programa "MOTORMONITOR" ..............................................51 4.5.3. Ocjena kompjuterizirane dijagnostike stanja motora temeljene na analizi spektra struje statora......................................................................52 5. ISPITIVANJE PROTUEKSPLOZIJSKE ZATITE ASINKRONOG ELEKTROMOTORA .......................................................................54 5.1. Ispitivanje protueksplozijske zatite elektromotora u vrsti zatite oklapanje "Ex d" .....55 5.2. Ispitivanje protueksplozijske zatite elektromotora u vrsti zatite poveana sigurnost "Ex e" ............................................................................ 69 5.3. Ispitivanje protueksplozijske zatite elektromotora u vrsti zatite nadtlak "Ex p" ..........78 6. PRETVARAI FREKVENCIJE U PROTUEKSPLOZIJSKI ZATIENIM ELEKTROMOTORNIM POGONIMA.......................................................................84 6.1. Osnovni elementi EMP-a s pretvaraem frekvencije .......................................................84

  • 6.2. Utjecaj pretvaraa na pogonske parametre motora ..........................................................86 6.2.1. Zagrijavanje....................................................................................................................86 6.2.2. Vrne vrijednosti napona i sustavi izolacije...................................................................88 6.2.3. Osovinski naponi i leajne struje ...................................................................................90 7. ZAKLJUAK .................................................................................................................94 LITERATURA .......................................................................................................................96 POPIS KORITENIH OZNAKA .........................................................................................100 PRILOZI .................................................................................................................................103 Prilog A: Principijelna shema ispitivanja "Ex d" kuita na unutarnji tlak.............................103 Prilog B: Ispitivanja elektromotora u vrsti zatite poveana sigurnost "Ex e", 240kW, 380/660V; 423/244A, cos = 0.91, tvorniki br. 943114 Ex e II T1/T2 u praznom hodu, kratkom spoju i pri optereenju.............................104 Prilog C: Elektromotor u vrsti zatite Ex ped IIB T3 s pridruenim elementima i sustavom nadtlaka..............................................................................107 Prilog D: Konstrukcijski podaci ispitivanih elektromotora.....................................................108 Prilog E: Protueksplozijski zatieni elektromotorni pogoni (elektromotori u vrsti zatite Ex e II T3)..................................................................109 SAETAK ...............................................................................................................................110 SUMMARY.............................................................................................................................111 KLJUNE RIJEI ................................................................................................................112 KEY WORDS .........................................................................................................................113 IVOTOPIS............................................................................................................................114

  • 1. Uvod

    1. UVOD

    Trofazni asinkroni elektromotori po svojoj brojnosti nadilaze sve ostale elektrine pogonske strojeve u industriji. Mnogi od tih elektromotora su instalirani u elektromotornom pogonu (EMP-u) u prostorima ugroenim eksplozijom, kao to su istraivanje i eksploatacija nafte, kemijska i farmaceutska industrija, prerada plina i sl. Iznenadni prekid rada u ovakvim EMP-ima izaziva velike materijalne tete s moguim tekim ekolokim posljedicama.

    Kvarovi na elektromotorima, u zonama opasnosti od eksplozije, mogu biti i opasni uzronici paljenja prisutne eksplozivne atmosfere s nesagledivim posljedicama eksplozije. Stoga je praenje stanja elektromotora i pravovremeno otkrivanje nedostataka i kvarova jedna od najvanijih zadaa u sustavu postizanja sigurnog i pouzdanog rada EMP-a.

    Dijagnostike aktivnosti ispitivanja "S" elektromotora (elektromotora u protueksplozijski zatienoj izvedbi) moemo podijeliti u dvije skupine. Prvu skupinu ini niz provjera same protueksplozijske zatite i ovisan je o samoj izvedbi protueksplozijske zatite. Te provjere ine izmjere sastava, mjerenja tlakova, kontrola nadtlaka, uvodi kabela, IP zatite, mjerenje vremena tE, ispitivanja najveih zagrijavanja, ispitivanja u svrhu certifikacije protueksplozijske zatite i sl. Ova mjerenja, u pravilu, provodi certifikacijska ustanova za protueksplozijsku zatitu pri postupku certifikacije, a kasnije se navedena svojstva elektromotora periodiki provjeravaju tijekom uporabe, u dijagnostike svrhe.

    Da bi se sa sigurnou utvrdila primjenjivost elektromotora i nakon viegodinje uporabe u prostoru ugroenom eksplozijom, nuno je detaljno ispitati stanje elektromotora. Uz ispitivanja elemenata protueksplozijske zatite u uem smislu (prva skupina ispitivanja) nuno je provesti i opa ispitivanja na elektromotoru. U tu drugu skupinu ispitivanja koja je jednako vana kao i prva, moemo ubrojati dijagnostiku stanja kaveza rotora, namota statora, zranih raspora, leajeva i sl. Upravo ovim dijagnostikim postupcima se otkrivaju kvarovi u elektromotoru koji su esti uzronici paljenja eksplozivne atmosfere. Samo provedba ispitivanja i dijagnostikih radnji, i iz prve i iz druge skupine, osigurava realnu i kompletnu sliku stanja asinkronog elektromotora iz koje se moe kvalitetno odluiti o daljnjem radu elektromotora u prostoru ugroenom eksplozijom ili o potrebnim servisnim zahvatima.

    Ovaj rad donosi prikaz nekih najrairenijih ON-LINE i OFF-LINE dijagnostikih metoda provjere asinkronih elektromotora koje se primjenjuju na "standardne" elektromotore, ali i prikazuje posebne uvjete ispitivanja "S" elektromotora koje donose zahtjevi protueksplozijske zatite.

    Posebni zahtjevi protueksplozijske zatite u prvom redu ovise o znaajkama prostora u kojem su instalirani (zone opasnosti), a to je takoer ukratko prikazano u ovom radu, kao i neki posebni elementi utjecajni na rad elektromotora u prostoru ugroenom eksplozijom (npr. napajanje promjenjivim na