WWW.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 

Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |

«НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ ПОВЫШЕНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ НАДЕЖНОСТИ ПОГРУЖНЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ (Монография) Монография рекомендована к печати Ученым Советом Азербайджанского ...»

-- [ Страница 1 ] --

О.Г.МАМЕДОВ

НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ ПОВЫШЕНИЯ

ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ НАДЕЖНОСТИ

ПОГРУЖНЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ

(Монография)

Монография рекомендована к печати Ученым Советом

Азербайджанского Государственного Аграрного Университета

(Протокол №УС-10/5, 12 от июня 2010 г)

БАКУ – 2010

1

УДК 631.337

Научный редактор: Саидов Расим Азим оглы – доцент

кафедры «Электротехники и информатики», АзТУ, доктор технических наук

Рецензенты: Мустафаев Рауф Исмаил оглы –Заслуженный

Инженер Азербайджанской Республики,

академик МАЭН (г. Москва), заведующий

отделением АзНИИ и ПИИЭ, доктор

технических наук, профессор

Алиев Исмаил Музаффар оглы– заведующий кафедрой, «Электроинженерия» АГАУ, кандидат технических наук, профессор Мамедов Октай Гусейн оглы – профессор, к.т.н. Научные основы повышения эксплуатациионной надежности погружных электродвигателей (Монография). Баку: изд-во «Элм», 2010, 183 с.

Монография посвящена рассмотрению теоретических основ эксплуатационной надежности, анализу влияния окружающей среды на эксплуатационную надежность, а также вопросам разработки и усовершенствования защитных устройств водопогружных электродвигателей используемых в сельском хозяйстве.

Монография рассчитана на специалистов – электриков сельского хозяйства, связанных с проблемами повышения эксплуатационной надежности в научном и практическом плане.

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время для обеспечения продовольственной безопасности и развития экономики фермерских и других хозяйств новой формы республики в значительной степени зависит от ввода нового и более эффективного использования существующих мелиоративных систем, объектов водоснабжения, орошения земель и обводнения. При этом обеспечение продовольственной безопасности также зависит от усовершенствования техники сельскохозяйственного водоснабжения и орошения земель [1].

Одним из способов для решения этих проблем является бесперебойное обеспечение качественной водой сельское население и различные производственные процессы, в том числе орошение земель, которое является одном из необходимых условий для развития современного сельского хозяйства в республике.

Перевод отрасли животноводства на промышленную основу изменили характер водопотребления не только количественно, но и качественно. Если ранее основные расходы воды на ферме определялись необходимостью только напоить животных, то в настоящее время эти расходы не превышают 30 % суточного водопотребления, а 70 % расходуются на технологические нужды. В этих условиях все операции электромеханизации водоснабжения и орошения находятся в единой связи.

Эти вопросы нашли отражение в международной программе, разработанной Организацией Объединенной Нации (ООН).

В ней предусмотрен большой объем работ по водоснабжению и орошению в сельской местности [17].

Установлено, что около 50 % общего количества земель Азербайджанской республики расположено в климатических районах, где годовая испаряемость намного превышает количество естественных осадков и сельское хозяйство целиком базируется на искусственном орошении. При этом в условиях республики особое место занимают подземные воды [7, 14].

Для использования подземных вод в республике построены субартезианские скважины, число кеоторых ежегодно растет. В настоящее время в республике эксплуатируются около 10 тыс.

субартезианских скважин. Возможность увеличения использования подземных водных запасов научно обосновано [14, 52].

Для поднятия подземных вод субартезианских скважин в настоящее время широко используются центробежные скважинные насосы с погружными электродвигателями. Установки с погружными электродвигателями обладают определенными преимуществами по сравнению с другими типами, у которых электродвигатель расположен на поверхности. Сюда относятся компактность конструкции и малая металлоемкость, простата монтажа и эксплуатации электронасосной станции, отсутствие надскваженного насосного помещения, полная автоматизация работы электродвигателя, возможность работы в искривленных скважинах [17].

Наряду с этим, как показывают опыты эксплуатации и результаты многочисленных научных исследований, в том числе автора, а также несмотря на разработку и внедрение в производство ряда конкретных рекомендаций по повышению эксплуатационной надежности электронасосных установок, их уровень надежности остается еще низким [7, 14, 19]. Особенно это относится к погружным электронасосам, эксплуатируемым в условиях орошения [7, 8].

Низкая эксплуатационная надежность погружных электронасосных установок из-за их преждевременного выхода из строя и ремонта наносит хозяйствам большой экономический ущерб, особенно хозяйствам новой формы, имеющих пока слабую экономическую базу.

Установлено, что неожиданный отказ кроме расходов на ремонт и замену электронасосов, приводит также к значительным дополнительным ущербам, связанным с нарушением режима водоснабжения и полива сельскохозяйственных растений.

Анализом различных исследований, в том числе и автора, установлено, что низкая эксплуатационная надежность погружных электронасосных установок в большинстве случаев связана с частым выходом из строя погружных электродвигателей [2, 3, 4].

Необходимо отметить, что с каждым годом улучшается качество и надежность электродвигателей выпускаемых погружных насосов. Однако, как бы ни были высоки качество и конструктивная надежность самих электродвигателей при изготовлении, эксплуатационная надежность погружных электронасосных установок, как было отмечено выше, остается все еще низкой.

Как показывают опыты эксплуатации и результаты многочисленных научных исследований, в том числе и автора, основными причинами низкой надежности погружных электронасосных установок являются влияние условий эксплуатации на конструктивные элементы и отсутствие надежной защиты от неполнофазных режимов и других различных аварийных режимов погружных электродвигателей [2, 6].

Данная монография посвящена рассмотрению теоретических основ эксплуатационной надежности погружных электродвигателей, используемых в сельском хозяйстве, анализу влияния окружающей среды на эксплуатационную надежность, а также вопросам разработки и усовершенствования защитных устройств этих электродвигателей.

1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ И ПУТИ

ЕЕ РЕШЕНИЯ

1.1. Особенности и развитие конструкции погружных Погружная электронасосная установка является специальным устройством и занимает важное место среди других типов электронасосных установок. Одним из основных элементов погружных электронасосных установок является погружной асинхронный электродвигатель. Такой электродвигатель работает в составе насосной установки, которая, будучи смонтированной в скважине, включает в себя электронасосный агрегат, состоящий из центробежного насоса и расположенного под ним электродвигателя, токоподводящого кабеля, водоподъемного трубопровода, оборудования устья скважины и системы автоматического управления и защиты. Схема погружной электронасосной установки приведена на рис. 1.1.

Основными фактороми ускоренного развития, разработки и использования водопогружных электронасосных агрегатов, явились следующие их основные преимущества перед другими водоподъемными устройствами:

- простота конструкции самой установки в целом;

- монтаж и демонтаж электронасосной установки просты и не требуют квалифицированного обслуживающего персонала;

- высокая частота вращения погружного электродвигателя обусловливают небольшую массу электронасосных агрегатов, которая позволяет использовать для монтажа и демонтажа механизм небольшой грузоподъемности;

- в эксплуатации погружная электронасосная установка сравнительно бесшумна и не создает вибрации, опасные для скважин;

- конструкция погружного электронасоса не только позволяет электромеханизировать процесс водоподъема, но и дает возможность полностью автоматизировать его работу.

Указанные преимущества погружных электронасосов позволяют сделать вывод, что и в дальнейшем они будут одними из основных устройств водоподъема.

Центробежные электронасосы для подъема воды из субартезианских скважин впервые появились в 1900-е годы, сменив поршневые насосные установки. Первоначально электронасосы, установленные ниже уровня воды в скважине, приводились во вращение через промежуточный вал вертикальным электродвигателем смантированным на опорной раме над устьем скважины. Однако из-за длинного промежуточного вала они не могли применяться при больших глубинах и высоких частотах вращения. Поэтому возникла необходимость объединения насоса и приводимого электродвигателя в единое целое, что могло быть осуществимо только при погружении электродвигателя в откачиваемую воду.

Рис. 1.1. Погружная электронасосная установка:

1-электронасосный агрегат; 2-станция управления и защиты;

3-токоподводящий кабель; 4-оборудование устья скважины В России в 1916 году инженером С.А.Арутюновым был получен патент на центробежный насос с погружным электродвигателем для добычи воды и нефти.

В это же время начинается разработка и применение погружных электродвигателей за рубежом [9].

Первые погружные электродвигатели, названные «сухими», отличались от общего назначения только тем, что имели значительно большую длину и герметизированную внутреннюю полость. Надежность их было очень низка, так как незначительное нарушение герметичности в системе противодавления приводили к затоплению их внутренней полости и выходу из строя обмотки статора с неводостойкой изоляцией. Поэтому дальнейшие поиски были направлены на разработку конструкции обмотки статора с водостойкой изоляцией, которая не требовала бы защиты от окружающей ее воды. Это соответствует основному принципу конструирования – совместимости конструкции с окружающей ее средой. Для погружного водозаполненного электродвигателя это означает обеспечение водостойкости изоляции обмотки статора и работа подшипников скольжения в воде.

При этом сначала были созданы погружные электродвигатели с обмоткой, герметизированной тонкостенной гильзой, установленной в статоре. Такие двигатели получили название «полусухие». Возможность работы подшипников скольжения при смазке водой была доказана в результате исследований пар трения различных материалов.

«Полусухие» погружные электродвигатели, обладая повышенной надежностью по сравнению с «сухими», имеют низкий к.п.д. и коэффициент мощности, сложны в производстве и ремонте.

Далее продолжался поиск по улучшению конструкции погружных электродвигателей с водостойкой изоляцией обмотки статора, т. е. электродвигатель «мокрого» типа. Отсутствие качественных водостойких изоляционных материалов долгое время оставалось основным фактором, препятствующим развитию погружного электродвигателя «мокрого» типа.





Кроме того, долгое время существовали ошибочные теоретические представления о том, что «мокрый» погружной электродвигатель объязательно должен выполняться на пониженное напряжение – 12 и 24 В. Однако опыт проектирования, изготовления и эксплуатации погружных электродвигателей доказал несостоятельность таких предположений. С этой целью были созданы и прошли успешную проверку в эксплуатации водозаполненные погружные электродвигатели на напряжения 220, 380 и далее 3000 и 6000 В.

Начиная с 1936 года произошел резкий сдвиг в области разработки полимерных материалов, которые позволили создать вполне приемлемую водостойкую изоляцию обмоточных проводов для водозаполненных электродвигателей. Поэтому в настоящее время водозаполненный электродвигатель- основной тип погружного электродвигателя. Конструкция такого погружного электродвигателя простая и он имеет высокие технико-экономические показатели.

В бывшем Союзе производство скважинных электронасосов началось в 1949 г. и ведется многими насосными заводами, а их разработкой до 1959 г. занимались несколько организаций, которые создали ряд типов, таких насосов в частности АП, АПВ, АПВМ, ПМНЛ, АПТ, АЭНП, ЭПЛ, ЭПН и др. Технический уровень большинства этих насосов оказался недостаточно высоким, параметры их относительно низки, а конструкция не обеспечивала необходимой надежной работы. Основным недостатком конструкции указанных насосов являлся сложность ремонтных работ, вызванная образованием коррозионных покрытий на посадочных поверхностях после непродолжительной их эксплуатации [14]. Поэтому производство этих насосов с 1967 г.

начало сокращаться. Далее особым конструкторским Бюро по бесштанговым насосам была разработана для всех отраслей народного хозяйства единая серия погружных центробежных насосов для водоподъема типа ЭЦВ.

В последнее время промышленностью выпускаются погружные электронасосы типа ЭЦВ около 250 типоразмеров, предусмотренных ГОСТ 10428-79 «Агрегаты электронасосные центробежные скважинные для воды» с подачей 0,63…1200 м3/ч, напором 12…680 м водяного столба и мощностью погружных электродвигателей 0,4…630 кВт.

Необходимо отметить, что погружные электронасосы типа ЭЦВ по сравнению с ранее выпускаемыми типами более совершенны, имеют лучшие параметры и характеристики. Они не уступают лучщим образцам иностранных фирм [10, 11, 136].

Общий вид погружного электронасоса представлен на рис.

1.2.

Рис. 1.2. Электропогружной насос: а-электродвигатель ПЭДВ;

1-днише; 2-диафрагма; 3-корпус; 4-пробка-винт; 5-подпятник; 6-пята;

7-манжета; 8-пескосбрасыватель; 9,10-резиновые кольца; 11, 13-корпуса; 12-подшипник; б- насос; 1-соединительная муфта; 2-ступицы основания; 3-вал; 4-диск; 5-обойма; 6-направляющий аппарат; 7-рабочее колесо; 8-ступица верхнего подшипника; 9-клапан; 10-стяжка;

Рабочее колесо насоса собирают на валу из калиброванной конструкционной стали. Расстояние между рабочими колесами обеспечивают распорными втулками из нержавеющей стали.

Пакет обойм состоит из чугунных дисков. В ступицу чугунного основания запрессован резинометаллический подшипник, а второй в чугунную ступицу верхнего подшипника. В верхнем подшипнике расположен шаровой клапан, изготовленный из объединенной пластмассы. Для присоединения насосного агрегата к колонне водоподъемных труб служит головка, которая имеет внутреннюю коническую резьбу или фланец. Насос с электродвигателем соединен муфтой, а все узлы насоса –стяжками.

Привод этих насосов осуществляется электродвигателями типа (ОСТ–26-06-4161-79), разработанными на базе погружного электродвигателя типа МАПЗ, который применялся для привода погружных насосов типа АП и АПВ.

Электродвигатели типа ПЭДВ по сравнению с ранее выпускаемыми типами МАПЗ более совершенны и имеют следующие преимущества [9, 12]:

- вместо двух радиальных подшипников в электродвигателях типа МАПЗ, конструкцией электродвигателей типа ПЭДВ предусмотрено четыре;

- применена более совершенная конструкция узла подпятника;

- электродвигатели типа ПЭДВ полностью герметизированы;

- изоляция обмотки статора электродвигателя является полиэтиленовая и имеет более высокие диэлектрические и механические характеристики.

Электродвигатели типа ПЭДВ (рис. 1.2) состоят из статора, ротора, подшипниковых щитов, пяты, подпятника, днища, диафрагмы.

Корпус статора представляет собой стальную трубу, в который запрессован пакет статора. Пакет статора состоит из отдельных листов электротехнической стали и нажимных шайб, которые укреплены в корпусе статора двумя упорными кольцами.

В пазы статора уложена обмотка из медного провода с водостойкой полиэтиленовой или полихлорвиниловой изоляцией.

Обмотка статора соединена в звезду и имеет три вывода, к которым при монтаже присоединяют токоподводящий кабель марки ВПП или ВПВ [8].

Ротор погружного электродвигателя представляет собой стальной вал с напрессованным на него пакетом и стальными подшипниковыми втулками. Пакет ротора набран из отдельных листов, изготовленных из электро-технической стали. Обмотка ротора выполнена литьем под давлением из алюминия.

Подшипниковые щиты крепятся к корпусу статора шпильками. С помощью шпилек закреплены также днище и корпус подпятника.

В верхнем подшипниковом щите имеются три отверстия для выводных концов кабеля, которые уплотнены резиновыми кольцами и стальными шайбами. Герметизация посадочных поверхностей подшипниковых шитов осуществляется кольцами.

Радиальные и упорные подшипники электродвигателей резинометаллические. Элементы упорного подшипника, предназначенного для восприятия осевых усилий состоят из пяты, укрепленной на валу, и подпятника, закрепленного в корпусе. Пята двигателя представляет собой диск, изготовленный из нержавеющей стали. Подпятник эта стальная обойма, к которой надежно привулканизирована резиновая подушка, разделенная профилированной канавой на сегменты.

Смазка радиальных и упорных подшипников осуществляется водой, заливаемой в полости двигателя. Для предохранения внутренней полости двигателя от попадания механических примесей и химических компонентов, содержащихся в откачиваемой воде, электродвигатели герметизированы с помощью резиновых колец и манжеты (рис. 1.2). Внутренняя полость от попадания механических примесей защищается также пескосбрасывателем.

В нижний части корпуса подпятника расположена сливная пробка, уплотненная резиновым кольцом. Она предназначена для слива воды из электродвигателя.

В процессе работы электродвигателя, вследствие нагрева воды, находящейся внутри электродвигателя, возникает перепад давлений. В днище двигателя устанавливается резиновая диафрагма, предназначенная для выравнивания перепада давлений между внутренней полостью электродвигателя и внешней средой.

Основные технические характеристики электронасосных агрегатов типа ЭЦВ, наиболее распространенных в хозяйствах Азербайджанской республики для водоснабжения и орошения приведены в таблице 1.1.

Конструктивное исполнение водозаполненных погружных электродвигателей учитывает особенности их эксплуатации.

Важнейшая из них является ограничение наружного диаметра корпуса. Отношение длины пакета статора к внутренному диаметру достигает у погружных электродвигателей 5-6, а иногда и более. В связи с большой длиной и малым диаметром ротор имеет большой прогиб, следовательно, необходим больший зазор, между пакетом ротора и статора. В этом случае меньше вероятность задевания ротора за статор [9, 13].

Так как внутренняя полость погружного электродвигателя заполнена водой, обмотка статора выполняется проводом с водостойкой изоляцией, которая должна обладать достаточно высоким сопротивлением изоляции в течение всего срока службы.

Наиболее подходящими для этой цели в настоящее время оказались полихлорвиниловый и полиэтиленовый пластикаты, допустимая температура нагрева которых равно соответственно 60 и 80С. Однако из-за недостаточной механической прочности и текучести этих материалов обмоточные провода имеют большую радиальную толщину изоляции 0,45-0,5 мм при номинальном напряжении 400 В. Из-за большой толщины изоляции обмоточных проводов коэффициент заполнения 2-3 раза меньше чем у электродвигателей общего назначения.

Таким образом, использование активных материалов у водозаполненных погружных электродвигателях ниже, чем в таких же электродвигателях «сухого» типа.

Характерной особенностью погружных водозаполненных электродвигателей является наличие повышенных механических потерь, снижающих к.п.д. и обусловленных трением в радиальных и упорных подшипниках и вращающихся частей о воду.

Попадание во внутреннюю полость погружного двигателя скважинной воды с механическими и химическими компонентами приводит к усиленному износу подшипников и коррозию металлических элементов его. Для предотвращения попадания в электродвигатель песка и загрязненной воды предусматривается установка специальных уплотняющих устройств в подводе электродвигателя.

Работа такого уплотняющего устройства (это могут быть резиновые манжеты или торцовые уплотнение) эффективна только в случае небольшого перепада давлений между внешней водой и водой заполняющей внутреннюю полость двигателя. Для выравнивания давлений в нижней части электродвигателя предусматривается расширительная камера с резиновой диафрагмой – система «дыхания».

Технические характеристики погружных электронасосных № Технические Тип электронасосного агрегата № характерис- ЭЦВ10- ЭЦВ10- ЭЦВ10- ЭЦВ10- ЭЦВ12- ЭЦВ12тики 63-65 63-110 160-65 120-60 160-65 160- 3 Количество ступеней 5 Масса насоса, 6 Тип электро- ПЭДВ2 ПЭДВ3 ПЭДВ4 ПЭДВ3 ПЭДВ4 ПЭДВ двигателя 2-219 2-219 5-230 2-230 5-270 5- 7 Мощность, 8 Номинальный об/мин.

10 КПД электродвигателя,% 11 Масса агрегата, кг Ряд погружных электродвигателей имеет вместо системы «дыхания» специальные сетчатые или керамические фильтры, соединяющие внутреннюю их полость с окружающей средой.

Учитывая ряд преимуществ в последнее время в большинстве случаев применяется система «дыхания» [9].

В отдельных случаях возникает необходимость создания погружных электродвигателей, мощность которых в 2-3 раза превышает возможные в заданных габаритах. В этом случае применяют электродвигатель специальной конструкции– состоящей из нескольких электродвигателей– секций, соединенных механически последовательно и называют тандемом.

В связи со сложностью изготовления, относительно низкой надежностью и несколько худшими энергетическими показателями применение погружных электродвигателей типа тандем нецелесообразно. Поэтому в практике погружные электродвигатели этого типа почти не применяются.

Короткозамкнутая обмотка ротора во всех без исключения погружных электродвигателях зарубежных фирм выполнена из меди.

Почти все погружные электродвигатели, эксплуатируемые в нашей республике имеют обмотку ротора из алюминия. Так как погружные электродвигатели могут работать в воде с различными химическими и механическими концентрациями, возникает необходимость принятия мер, устраняющих или ограничивающих коррозию их элементов. Для этого применяются специальные защитные покрытия, нержавеющие магнитные и износостойкие стали, пластмассы и т.д. Сердечники статора и ротора являются частями наиболее подверженными действию коррозии. Однако, как показывает опыт, серьезному воздействию коррозии обычно подвергаются небольшие участки на каждом конце сердечника.

Очень серьезное внимание уделяется вопросам балансировки роторов погружных электродвигателей. Плохо отбалансированный ротор снижает надежность не только электродвигателя, но и скважины, в которой он работает. Для различных конструкций используются различные способы балансировки.

Для управления работой электронасосной установки применяются станции автоматического управления и защиты.

Станция автоматического управления осуществляет защиту электронасоса от короткого замыкания, технологических и других перегрузок, обрыва фазы и ухода воды из скважины (сухого хода), а также сигнализации аварийного отключения [7, 14].

Станция автоматического управления предназначена также для местного и для некоторых типов дистанционного управления погружными электронасосными установками.

В системах сельскохозяйственного водоснабжения, кроме защиты погружного электродвигателя, основным назначением станций управления является также автоматическое включение и выключение электронасосного агрегата в зависимости от уровня воды в напорном баке.

В комплект аппаратуры станций автоматического управления и защиты входят датчик уровня воды в баке и датчик сухого хода в скважине [8, 15].

В хозяйствах республики для управления и защиты погружных электродвигателей в основном используются станции управления типа ПЭТ, ШЭТ, ШЭП и «Каскад».

Станция управления серии ПЭТ 5100 поставляется в двухсхемных модификациях для управления работой электронасосов с погружными электродвигателями мощностью до 12 кВт и кВт.

Аппаратура управления и защиты является релейно-контактной. Защита электродвигателя при этом осуществляется тепловыми реле магнитного пускателя или контактора.

Несмотря на то, что производство станции управления серии ПЭТ 5100 давно прекращено, в хозяйствах республики значительное количество таких устройств эксплуатируются [7, 30].

Основные технические характеристики станции управления типа ПЭТ приведены в табл. 1.2, а их защитные характеристики в табл.1.3 [7, 145].

К недостаткам станции управления типа ПЭТ относятся следующее:

изменение защитных характеристик при отклонении температуры, на которую настроены тепловые реле;

эти станции управления недостаточно эффективно защищают погружной электродвигатель от перегрузок, при обрыве одной из фаз и коротких замыканий в обмотках статора;

при эксплуатации в неотапливаемых помещениях тепловые реле работают не надежно;

конструкция датчика уровня воды громоздкая.

Технические данные станций управления серии ПЭТ Допустимые отклонения напряжения, % -15, +10 -15, + Мощность управляемого электродвигателя, Защитные характеристики станций управления серии ПЭТ Тип станций управления Ток нагрузки в А, при котором защита С 1969 года промышленностью выпускаются системы автоматического управления серии САУНА (система автоматического управления насосным агрегатом) на бесконтактных элементах. Такая система предназначена для местного, автоматического и дистанционного управления центробежным скважинным насосом с погружным электродвигателем водоподъема и вертикального дренажа мощностью от 1,0 до 65 кВт. Система состоит из станции управления и защиты типа ШЭТ 5800, датчика уровней воды в баке водонапорной башни и датчика сухого хода.

Станции управления типа ШЭТ состоят из пусковой и защитной аппаратуры, которые включают в себя силовую и логическую части. Логическая часть станции выполнена в виде блока логики, который собран на бесконтактных элементах серии «Логики» и обеспечивает по цепям управления и защиты формирование сигналов на включение и отключение электронасоса.

Основные технические характеристики данные станций управления типа ШЭТ приведены в табл. 1.4, а их защитные характеристики в табл. 1.5.

Технические данные станций управления серии ШЭТ Наименование технических данных Станция Датчик сухого Допустимые отклонения напряжения, % -15, +10 -15, + Мощность управляемого электродвига- 16…65 теля, кВт Номинальный ток главной цепи, А 36…130 до 0, Основными недостатками станций управления типа ШЭТ являются:

неремонтопригодность блока управления и защиты;

необходимость высококвалифицированного обслуживания;

сравнительно высокая стоимость.

Одновременно со станциями серии ШЭТ с 1975 г. начат выпуск станций управления серий ШЭП. Они спроектированы на базе новой транзисторной техники, их блок выполнен на малогабаритной печатной плате.

Защитные характеристики станций управления серии ШЭТ Тип станций Ток нагрузки в А, при котором защита управления срабатывает в течение времени Станция управления типа ШЭП имеет такие же характеристики как и станции ШЭТ но меньшие габариты и вес. Станция управления серии ШЭП, совместно с датчиком уровней воды в баке водонапорной башни представляет систему, которая предназначена для автоматического, местного и дистанционного управления центробежными насосами с погружными электродвигателями мощностью от 1,0 до 11кВт, а также для защиты электронасоса с диспетчерского пульта управления.

К недостаткам станций управления типа ШЭП относятся отсутствие запасных блоков защиты и управления и необходимость высококвалифицированного обслуживания.

В последние годы в сельскохозяйственном производстве для управления погружными электронасосами используется комплектное устройство «Каскад». Такое устройство предназначено для автоматического, местного и дистанционного управления центробежными скважинными насосами для водоподъема с погружными электродвигателями мощностью 1…65 кВт. Устройство «Каскад» предназначено также для защиты электронасосов от аварийных режимов [16].

Следует отметить, что это устройство также не избавлено от недостатков, присущих станциям управления и защиты типа ШЭТ и ШЭП [37].

В настоящее время разработаны и внедряются новые станции управления и защиты погружными электронасосами типа «Каскад-К», «Каскад-К1М», «Роса-55Р» «Родник», «Каскад-П4»

и т. д. Большинство из них осношены приборами защиты и управления на основе микропроцессора «МП3К-50», с помощью которого должно обеспечиваться безаварийная эксплуатация погружных электродвигателей. Однако, существующие местные эксплуатационные условия не позволяют эффективные внедрения указанных станций управления и защиты.

1.2. Особенности эксплуатации погружных В настоящее время в сельском хозяйстве для коммунальнобытовых нужд и для орошения земель широко используются подземные воды. В каждом хозяйстве имеется несколько скважин, оборудованных погружными электронасосными установками. В связи с этим в сельском хозяйстве все более заметную роль начинают играть погружные электродвигатели. В районах созданы новые организации по монтажу эксплуатации и ремонту погружных электродвигателей, насосов и их станций управления и защиты [15].

Длительные опыты эксплуатации и результаты многочисленных исследований, в том числе и автора, показывают, что факторов, отрицательно влияющих на эксплуатационную надежность погружных электронасосных установок, достаточно много, большинство из которых тесно связаны с условиями эксплуатации. Известно, что под условиями эксплуатации погружных установок понимаются условия окружающей среды, в которой они работают, их режимы, характер и продолжительность работы, особенности сельских электрических сетей, питающих их и уровень эксплуатационных обслуживаний [7, 8, 14].

Условия эксплуатации погружных электронасосных установок, особенно используемых в орошении, имеют свои особенности. Эти особенности заключаются в том, что электронасосные агрегаты эксплуатируются в субартезианских скважинах, а станции управления и защиты – в открытых полевых условиях под различными атмосферными действиями (солнечной радиации, осадки, ветра и т.д.).

Следует отметить, что согласно действующего стандарта погружные электронасосные установки предназначены для подачи воды с общей минерализацией (сухой остаток) не более 1500 мг/л, с водородным показателем (РН) от 6,5 до 9,5, температурой до 298К (25С), содержанием твердых механических примесей не более 0,01 % по весу, хлоридов- не более 350 мг/л, сульфатов- не более 500 мг/л, сероводорода – не более 1,5 мг/л [17].

Опытами эксплуатации установлено, что износ элементов погружного насоса и электродвигателя в значительной степени зависит от условий работы, химического состава воды и наличия в ней механических примесей [7, 14].

Надежность и долговечность работы погружных электронасосов в значительной степени зависят от износостойкости их деталей.

Существующие типы погружных электронасосов, за исключением немногих, предназначены для работы в чистой воде, не имеющей механических примесей и не обладающей минерализацией.

Часто состав подземных вод субартезианских скважин оказывается таким, что погружные электронасосы выходят из-строя в течение 10-30 суток после установки [18].

По данным АзГИПРОВодхоза в районах Азербайджанской Республики имеются субартезианские скважины, имеющие воду с содержанием химических компонентов и механических примесей, превышающих допустимые нормы.

Особенно при эксплуатации скважин из определенной зоны республики содержание химических примесей в откачиваемой воде превышает норму (0,001…0,3 % по весу), что ускоряет износ деталей и ухудшает эксплуатационные показатели электронасосов.

Износ деталей погружного электронасоса имеет различные формы и характер и объясняется конструктивной особенностью его деталей, движением жидкости внутри насоса, особенностью условий и режимов его работы.

Гидроабразивный износ – разновидность износа, при котором абразивные частицы, находясь во взвещенном состоянии в потоке жидкости, перемещаются вместе с ней и изнашиваюm поверхности деталей насосов. Непрерывные соударения абразивных частиц с поверхностью деталей вызывают упругие деформации материала, что является причиной его усталостного разрушения.

В погружных насосах использованы резиновые подшипники и опоры скольжения, которые смазываются перекачиваемой водой. При наличии в воде даже незначительного количества абразивных частиц они быстро изнашиваются, что нередко определяют срок службы электронасоса.

Известно, что вода оказывает не только смазывающее, но и охлаждающее действие на резиновый подшипник. При работе погружного насоса без воды резиновый подшипник быстро нагревается до температуры плавления. Расплавленная масса наволакивается на поверхность подшипника и вала насоса, образуя корочку высокой твердости. Это приводит к увеличению зазора в подшипнике скольжения, вибрации насоса и выходу его из строя [14, 19].

Опытами эксплуатации установлено, что большую опасность представляют абразивные частицы, попадающие в электродвигатели из-за ненадежной его герметизации. При попадании частиц на поверхности резинового подшипника интенсивно изнашиваются пята электродвигателя и подпятник. В результате этого ротор электродвигателя оседает и задевает за неподвижный корпус, повышается сила тока статора и электродвигатель аварийно выходит из строя [7, 14].

В условиях Азербайджанской Республики среднегодовая температура подземных вод субартезианских скважин составляет 288К (15С). Это создает благоприятные условия охлаждения наружной части погружного электронасоса [14, 18].

Продолжительность непрерывной работы погружных электронасосов зависит от потребления воды и обычно при орошении носит длительный характер. Погружные электродвигатели имеют постоянную нагрузку и ток нагрузки меняется, в основном, при изменении напряжения питания, а также при некоторых неисправностях.

Опыты эксплуатации и результаты различных научных исследований показывают, что определенная часть погружных электродвигателей работает недогрузкой. Установлено также, что значение коэффициента загрузки для большинства погружных электродвигателей находится в пределах 0,6…1,1. Коэффициент загрузки этих двигателей зависит от многочисленных факторов, в т. ч. от фактической глубины установки электронасоса, наличии механических примесей в откачиваемой воде, технического состояния электронасоса.

Среднегодовой коэффициент загрузки погружных электродвигателей, эксплуатируемых в хозяйствах республики, составляет в среднем 0,8.

Поэтому мощность таких двигателей используется недостаточно, снижается КПД и коэффициент мощности соs.

Исследованиями работы погружных электродвигателей при отклонениях напряжения от номинального установлено, что при снижении напряжения до 10 % от номинального напор электронасоса уменьшается примерно на 4 %, ток электродвигателя увеличивается до 5 %, а при повышении напряжения на 10 % от номинального соответственно напор увеличивается до 3 %, а ток до 4% [20, 21].

Погружные электродвигатели мощностью более 12 кВт в хозяйствах республики обычно питаются от индивидуальной трансформаторной подстанции напряжением 10/0,4 или 6/0, кВ. В этих условиях значительные отклонения напряжения от номинального у погружных электродвигателей в основном не наблюдаются [14, 22, 23].

Однако необходимо отметить, что в настоящее время надежность сельских электрических сетей недостаточна. Потому, что в этих электрических сетях очень часто встречаются перерывы, неполнофазные и ассимметричные режимы [25…28].

В результате многочисленных исследований установлено, что неполнофазные режимы, часто приводящие к режиму заторможенного ротора погружного электродвигателя, являются причиной увеличения скорости нарастания температуры обмоток статора и их преждевременного выхода из строя. Если в этих случаях погружной электродвигатель будет продолжать работать, то из-за перегрева обмоток усиленно ускоряется процесс старения их изоляции [29…32].

Согласно восьмиградусному закону при каждом увеличении температуры свыше допустимой на 8 С, старение изоляции обмоток ускоряется в 2 раза. Величина ускорения определяется согласно выражению где н - превышение температуры (-фактическая, н нормативная температура изоляции).

Повышенный нагрев отрицательно влияет также на характеристики погружного двигателя, в результате увеличиваются потери и изменяются моменты. При этом одновременно снижаются КПД и коэффициент мощности [33, 35, 37].

Неполнофазные режимы погружных электродвигателей возникают при перегорании предохранителя питающего трансформатора, нарушении контактов питающей сети, обрыве низковольтных и высоковольтных проводов, при повреждении контактов в магнитных пускателях (контакторах) и автоматических выключателях, обгорании зажимов первичной обмотки трансформатора тока в местах соединения первичной обмотки из алюминия с медными токопроводящими кабелями [35].

Надежная работа и нормальная эксплуатация погружных электронасосов обеспечивается при соблюдении следующих требований [8, 14, 38]:

состав откачиваемой воды должен соответствовать ГОСТу;

внутренняя полость погружных электродвигателей перед монтажом должна быть заполнена дистиллированной ингибированной водой [14];

число включений электродвигателя должно не более двух в час;

сопротивление изоляции «кабель – обмотка» в холодном состоянии должно быть не менее 5 МОм, а при рабочей температуре – 1,0 МОм;

в процессе работы водопогружной электродвигатель должен быть предохранен от попадания в него песка и других механических примесей;

законсервированный электронасос и токопроводящий кабель необходимо хранить в закрытом утепленном помещении при температуре от 0С до +45С на расстоянии не менее 1 м от отопительных приборов;

переконсервацию электронасоса, находящегося на длительном хранении, следует производить не реже одного раза в год;

текущий ремонт электронасосного оборудования следует производить через 2…3 тыс. часов его эксплуатации;

необходимо эксплуатировать электронасосы в пределах рабочей области по напору и производительности;

не допускать работу погружного электронасоса без задвижки;

не включать электронасос непосредственно к сети без станции управления и защиты;

напряжение сети при пуске электродвигателя должно быть не менее 300 В.

Необходимо отметить, что при неправильном выборе воды для заливки в электродвигатель типа ПЭДВ герметизированного исполнения, при наличии в воде химически агрессивных элементов ускоряется ухудшение основных диэлектрических характеристик изоляции обмоток и резко усиливается коррозия активной стали статора и ротора [38, 39].

Результаты ряда научно-исследовательских работ и анализ данных длительной эксплуатации погружных электронасосных установок показывает, что несмотря на разработки и внедрения многочисленных мероприятий по повышению эксплуатационной надежности этих установок в настоящее время во многих хозяйствах республики их эксплуатационная надежность все еще находится на низком уровне [7, 14, 19, 30, 40…42].

В большинстве хозяйств в основном не проводятся технические обслуживания и текущие ремонты, которые рекомендуют заводы – изготовители электронасосных установок, не контролируются правила заполнения герметизированных электродвигателей водой, нарушаются требования по консервации и монтажу электронасоса. Испытания перед началом эксплуатации не проводятся в полном объеме [10, 14].

Часто электромонтеры, обслуживающие погружные электронасосные установки имеют низкую квалификацию и количественный состав их недостаточен. В различных сельскохозяйственных районах республики на одного электромонтера приходится 2…5 субартезианских скважин [7, 14, 43].

Анализ результатов этих работ также подтверждает, что одним из способов улучшения состояния эксплуатации погружных электронасосных установок является правильная организация и строгое выполнение систем технического обслуживания [8].

В хозяйствах республики для управления работой насосных установок и защиты погружного электродвигателя от анормальных и аварийных режимов работы широко применяются станции и системы управления серии САУНА.

САУНА работает от сети трехфазного переменного тока с заземленной нейтралью напряжением 380/220 В при частоте Гц. В систему бесконтактного управления входит станция управления типа ШЭТ или ШЭП, датчик уровня и датчик «сухого хода».

Нормальная эксплуатация составляющих элементов системы обеспечивается в следующих условиях:

климатическое исполнение и категория размещения – У2, согласно существующих ГОСТ-ов при температуре окружающего воздуха от -40С (233К) (без выпадания росы и инея) до +40С (313К), относительной влажности окружающего воздуха не более 80 % при Т=20С (293К);

высота над уровнем моря не более 1000 м;

окружающая среда невзрывоопасная, не содержащая токопроводящей пыли, агрессивных газов и паров в концентрациях, снижающих параметры системы управления в недопустимых пределах;

отсутствие резких толчков (ударов) и сильной тряски;

отсутствие непосредственного воздействия солнечной радиации;

рабочее положение в пространстве вертикальное;

по условиям эксплуатации в части коррозионной активности атмосферы группы С3 по действующем ГОСТ-ом;

режим работы - длительный.

Датчик «сухого хода» предназначен для работы в следующих условиях:

рабочее положение в пространстве вертикальное;

полное погружение в воду;

температура воды от +1 (274К) до +40С (313К).

Исследованиями, проведенными нами установлено, что станции управления, эксплуатируемые в открытых полевых условиях, работают в тяжелых условиях окружающей среды, неблагоприятных для работы полупроводниковых и других радиотехнических элементов, которые являются элементной базой этих систем. Результаты этих исследований показывают, что наибольшее значения температуры (около 45С) и влажности (95%) среды приходятся на июль и август. Также установлено, что в этот период под прямым воздействием солнечных лучей перепад температуры внутри шкафа станции управления (относительно температуры окружающей среды) достигает 25…35С.

Причиной увеличения относительной влажности около станции управления является интенсивное испарение воды, откачиваемой из субартезианских скважин [7, 14, 41].

В наиболее тяжелый период работы (июль-август) параметры реальной, среды, окружающей станции управления, значительно превосходят допускаемые значения. В результате чего наибольшая часть станций управления в этих условиях выполняет свою функцию недостаточно надежно. При этом чувствительность отдельных элементов защитных устройств к колебаниям параметров окружающей среды (влажность, температура, солнечная радиация, конденсат) со временем приводит к уходу его параметров за допустимые пределы [7, 159]. Чтобы устранить разрегулировку потенциометров блока логики защитных устройств станций управления типа ШЭТ необходимо произвести регулировку потенциометров блока – логики: «Время откл. I пуск» и «Уставка» защиты.

Наиболее характерные и часто встречающиеся неисправности в блоке логики являются:

– выход из строя трансформатора питания;

обрыв в цепи резистора R1;

выход из строя элементов Т-202 и Т-402;

нарушение пайки выводов контактов реле;

пригорания контактов реле;

обрыв общего провода 24 В питания элементов;

замыкание обмотки одного из согласующих трансформаторов на корпус;

стабилитрон VД3 не обеспечивает необходимое время срабатывания защиты;

выход из строя потенциометра установки времени срабатывания защиты и т.д.

Для устранения указанных неисправностей необходимо произвести соответствующие испытания и ремонтные работы в блоке логики и выполнять соотвеетствующие технические обслуживания.

Однако следует отметить, что инструкцией по эксплуатации станций управления типа ШЭТ и ШЭП в местных условиях в течение гарантийного срока службы не разрешается ремонтировать блоков защиты, также производить необходимую регулировку их потенциометров «Время отключения пускового тока» и «Уставки защиты».

Для выполнения технического обслуживания и текущего ремонта станций управления погружных электронасосов требуется квалифицированный технический персонал, а их количество в аграрном производстве в современных условиях недостаточно.

Поэтому в эксплуатационных организациях не соблюдаются основные требования по техническому обслуживанию и ремонту системы автоматического управления и защиты погружных электронасосов, указанные в инструкциях и других технических документациях.

1.3. Анализ современного состояния эксплуатационной надежности погружных электронасосных установок Погружные электронасосные установки, широко применяемые в сельском хозяйстве являются массовой продукцией машиностроения. Потребность в них, исходя из парка субартезианских скважин в сельскохозяйственном производстве Азербайджанской республики и перспектив его увеличения, непрерывно возрастает [7, 14, 30].

Поэтому повышение качества и надежности погружных электронасосных установок имеет важное значение для эффективной эксплуатации их в сельскохозяйственном производстве республики. Уровень надежности и качества погружных электронасосных установок определяется рядом показателей: техническими, надежностными, уровнем стандартизации, технической эстетики и экономическими.

Анализами значения проблемы надежности установлено, что она характеризуется как наиболее важная из общих показателей качества погружных электронасосных установок, синтезирующий множество их других показателей [7, 14, 19, 172, 173].

Показателями качества любой машины – мощность, производительность, скорость и другие теряют свои значения, если эта машина работает ненадежно. Поэтому, надежность характеризует сохранение всех остальных показателей качества машины во времени.

Если большинство показателей качества погружных электронасосных установок может быть определено путем проверки мгновенных характеристик и их отклонений, то для контроля показателей надежности этого уже недостаточно.

Для оценки надежности играют роль не только начальное состояние электронасосных установок и предельные отклонения ее рабочих характеристик, но и, в первую очередь, срок в течение которого данная установка сохраняет начальные характеристики, находясь в эксплуатации.

Имеют значения также характер распределения отклонения этих характеристик во времени, процент отказов электронасосов в различные периоды их эксплуатации, интенсивность отказов, срок службы до предельного износа и характер ее статистического распределения.

При соблюдении потребителем условий эксплуатации, использования и хранения, установленных техническими инструкциями по эксплуатации зоводов-изготовителей выпускающих различные типы погружных электронасосных установок, их средний срок службы до первого капитального ремонта должен быть не менее 2-х лет, а до списания- не менее 5 лет 44…46.

Заводы-изготовители, выпускающие системы управления и защиты погружных электронасосов, гарантируют соответствие системы требованиям технических условий, приведеннных в таблицах 1.4 и 1.5 при соблюдении потребителем условий эксплуатации, применение и хранения установленных паспортом, техническим описанием и инструкцией по эксплуатации, срок безотказной работы два года со дня пуска системы в эксплуатацию, но не более 2,5 лет с момента поступления к потребителю 44, 46.

Однако опыты эксплуатации и результаты многочисленных исследований показывают, что в реальных условиях эксплуатации надежность погружных электронасосных установок значительно меньше, чем предусмотрено заводами – изготовителями.

Несмотря на разработку и внедрение в производство многих рекомендаций по повышению эксплуатационной надежности погружных электронасосных установок пока они не дали достаточных положительных результатов [8…13, 62, 65].

По результатам исследований, выполненных кафедрой электрификации сельского хозяйства Азербайджанского Государственного Аграрного Университета (АГАУ) установлено, что среднее время безотказной работы погружных электронасосных установок, используемых в сельскохозяйственном производстве республики, составляет не более 4 тыс. часов [7, 14, 35].

Данные Минводхоза Российской Федерации показывают, что погружные электродвигатели имеют относительно небольшой срок службы до выхода из строя и составляет 1,5…2 года [46].

По данным Российского Научно-исследовательского института по восстановлению изношенных деталей (РНИИВИД), срок службы погружных электронасосов до первого капитального ремонта составляет 1,4…1,2 тыс.часов [7, 14].

По данным Южно-Уральского научно- исследовательского института гидротехники и мелиорации, среднее время безотказной работы погружных электронасосов составляет 3…4 тыс. часов [57].

О недостаточной надежности погружных электронасосных установок также говорится в научно – исследовательских работах [33, 48].

Анализу причин низкой эксплуатационной надежности погружных электронасосных установок также посвящены многочисленные исследовании [40, 41, 46…48].

В результате анализа причин преждевременного выхода из строя погружных электронасосных установок выявлено, что они делятся на следующие группы:

а) отсутствие или низкий уровень эксплуатационного обслуживания [9…14, 26, 52, 65, 68].

б) влияние условий окружающей среды на изоляцию обмоток статора, металлические части, а также на износ радиального и упорного подшипников погружного электродвигателя [13, 14, 16, 21, 36, 49].

в) отсутствие надежной защиты от аварийных и анормальных режимов погружного электродвигателя [37…41].

г) низкие качество изготовления и ремонта электродвигателя [10, 11, 17, 26, 43].

д) работа погружных электродвигателей при некачественном напряжении [8, 12, 20, 82…84].

Рассмотрим каждую из указанных причин преждевременного выхода из строя погружных электронасосных установок.

1.3.1. Отсутствие или низкий уровень эксплуатационного Инструкциями заводов– изготовителей по эксплуатации погружных электронасосных установок гарантируется определенное число часов безотказной работы при соблюдении правил технической эксплуатации. Согласноу, этим инструкциям технические осмотры рекомендуется проводить через каждые часов работы погружных электронасосных установок, а текущие ремонты через каждые 2500-3000 часов [7, 14, 44, 45].

Однако, в настоящее время уровень эксплуатации электронасосов недостаточен [12, 19, 40, 49…53].

В большинстве хозяйств не проводятся техосмотры и текущие ремонты, не соблюдается правило заполнения электродвигателя водой, нарушаются требования по консервации и монтажу электронасоса [12, 52].

Испытание перед началом эксплуатации проводятся не в полном объеме. Кроме того, не соблюдается также основные требования по эксплуатации станций управления и защиты электродвигателя [43].

Нередко электромонтеры, обслуживающие погружные электронасосы имеют низкую квалификацию и количество их не всегда достаточно.

Сведения о низкой надежности работы погружных электронасосных установок из-за неудовлетворительной эксплуатации приводятся в научных трудах [7, 12, 14, 19, 23, 40, 51].

Анализ результатов этих работ подтверждает, что одним из способов повышения эксплуатационной надежности погружных электронасосных установок является правильная организация и строгое выполнение системы технической эксплуатации. При правильной эксплуатации погружных электронасосных установок средний межремонтный ресурс, электронасосов увеличивается не менее чем в 2 раза [65].

1.3.2. Влияние условий окружающей среды на изоляцию и на коррозию металлических частей, а также на износ подшипников погружных электродвигателей Погружные электронасосные установки предназначены для подачи воды из скважин с определенным химическим составом и твердыми механическими примесями [14, 15, 44].

Анализ результатов различных исследований, в том числе и автора, показывает, что на снижение срока службы погружных электронасосных установок и на надежность системы автоматического управления и защиты значительно воздействует параметры окружающей среды [14, 19, 40, 41, 56].

Износ элементов погружных электронасосных установок в значительной степени зависит от условий работы, химического состава воды и наличии в ней механических примесей [33, 43, 58].

В хозяйствах республики встречаются такие скважины, в которых состав подземных вод приводит к выходу из строя электронасосных установок в течение 10…30 суток после установки.

По данным эксплуатационных организаций Азербайджанской республики из-за влияния окружающей среды ежегодно преждевременно выходит из строя и в большинстве случаев подвергается списанию 30 % электронасосных установок от общего количества всех аварийных выходов [14, 33].

Из-за ненадежной герметизации в погружной двигатель поступает скважинная вода. Поступление агрессивной скважинной воды в двигатель приводит к преждевременному износу радиальных и опорных подшипников ротора и усиленной коррозии механических деталей и узлов [19, 38, 40, 52].

При дефектации роторов погружных электродвигателей во время поступления в капитальный ремонт нами наблюдалась усиленная коррозия алюминия в беличьей клетке ротора, особенно у торцовых частей. При этом ротор становится непригодным к дальнейшей эксплуатации и подвергается списанию [54, 55].

По данным ремонтных организаций управления оросительных систем республики по этой причине ежегодно, в среднем 40-50 шт электродвигателей становятся непригодным к дальнейшей эксплуатации [14, 33].

Агрессивная окружающая среда отрицательно действует на изоляционную конструкцию обмоток статора погружных электродвигателей.

Во время эксплуатации, под действием высокой температуры, в изоляционной конструкции обмоток статора происходят необратимые изменения электрических, физических и механических свойств. В результате этих процессов изоляция погружных электродвигателей перестает выполнять свою функцию в конструкции [32].

По данным различных научно-исследовательских институтов кабельной промышленности, количество разложения хлористого водорода НС поливинилхлоридной смолы и пластифицированного поливинилхлорида, которые применяются при изготовлении изоляции обмоток статора погружных электродвигателей, достигает 20 % при воздействии на них тепла и агрессивных средств. Для замедления этих явлений в поливинилхлоридную смесь вводят вещества, которые называются стабилизаторами. Однако, через определенный период стабилизированный поливинилхлоридный пластикат также начинает разлагаться, так как количество разлагающегося хлористого водорода постепенно повышается.

Поэтому эксплуатация кабелей и обмоточных проводов из поливинилхлоридных пластикатов при повышенной температуре (отличной от нормальной) приводит к ускорению их старения [32, 59].

Скорость старения изоляции определяется в основном температурой среды, в которой работает изоляция [60].

Влияние температуры на скорость старения изоляции выражается общим законом зависимости скорости химических реакций от температуры, описанный уравнением Вант– Гоффа Аррениуса:

где К – постоянная скорость реакции;

Р – фактор вероятности;

Z- число столкновений между реагирующими молекулами;

Е – энергия активизации;

R – газовая постоянная;

Т – абсолютная температура.

После преобразования уравнения получается линейная зависимость между логарифмой величины срока службы изоляционного материала и величиной обратной температуре:

где L – срок службы;

Т – абсолютная температура;

А и В – постоянные коэффициенты.

Влияние окружающей среды на изоляцию погружных электродвигателей носит сложный характер, так как она может ослабить или усилить процессы износа изоляции обмоток.

При наличии в окружающей среде абразивных частиц и агрессивных химических элементов ускоряется ухудшение основных диэлектрических характеристик изоляции обмоток, усиливается коррозия активной стали статора, а также износ подшипников [60, 61].

Таким образом, одной из причин низкого срока службы погружных электронасосных установок является воздействие окружающей среды на уменьшение диэлектрических характеристик изоляции обмоток статора, усиление коррозии металлических частей и повышение износа радиальных и упорных подшипников ротора.

Несмотря на разработку и внедрение ряда мероприятий для предотвращения влияния окружающей среды на снижение характеристик изоляции обмоток погружных электродвигателей, на интенсивный износ подшипников ротора и ускоренную коррозию металлических частей, в этой области заметных положительных результатов не получены [15, 40].

Поэтому, в современных условиях для повышения эксплуатационной надежности погружных электродвигателей, защита от влияния окружай среды является одной из основных проблем, ждущих своего решения.

1.3.3. Отсутствие надежной защиты от аварийных и анормальных режимов работы погружных Одним из факторов, влияющих на безотказную работу погружных электронасосных установок, является недостаточная надежность системы управления и защиты [7, 34, 49, 56].

Необходимо отметить, что сравнительно большое число работ посвящено-исследованию надежности системы управления и защиты погружных электронасосных установок [7, 50, 51, 62…64].

По данным эксплуатационных предприятий управления оросительных систем Азербайджанской республики около 35% погружных электронасосных установок преждевременно выходят из строя из-за недостаточный надежности станций управления и защиты [7, 14].

Исследованиями, проведенными нами, установлено, что станции управления и защиты, эксплуатируемые в открытых полевых условиях, работают в тяжелых условиях окружающей среды (температуры, влажности, солнечной радиации, атмосферные осадки, пыли и т.д.). Также выявлено, что вероятность безотказной работы станции управления и защиты в течение тыс. часов в наиболее тяжелый период работы (июль, август) составляет 0,52 [41].

Многочисленными научными исследованиями и опытами эксплуатации установлено, что в условиях сельского хозяйства значительная часть погружных электронасосных установок преждевременно выходят из строя из-за превышения температуры обмотки по различным аварийным причинам, в том числе заклинивания ротора и обрыва фазы [25, 26, 28, 65…67].

При защите электродвигателей плавкими вставками в 80 % случаев отказы возникают из-за работы электродвигателей на двух фазах [30].

Значительная часть погружных электродвигателей типа SGМ производства Польской республики выходят из строя из-за низкой надежности своих станций управления. При этом на дефекты станций управления приходится около 30 %.

Как указано ранее для погружных электронасосов различных мощностей применяются станции управления типа ПЭТ, ШЭТ, ШЭП и Каскад различных модификаций. Основными элементами этих станций являются автоматический выключатель и магнитный пускатель (или контактор), универсальный переключатель, сигнальные лампы, реле уровня и его контакты.

Одним из основных недостатков системы управления серии ПЭТ является нарушение управления работой электронасоса при значительных отклонениях температуры окружающего воздуха на которую настроены тепловые реле.

Исследованиями работы электродвигателей в сельском хозяйстве США установлено, что 27 % их выходит из строя из-за обрыва фазы [30].



Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |
 


Похожие работы:

«4 Москва, 2008 УДК 54(091) ББК 74.58 Утверждено Х 350 РИСО Оргкомитета юбилейного собрания ISBN 1755-1953-58 50 лет. Золотой юбилей выпускников химфака МГУ 1958 г Сборник (CD) автобиографий и фотографий посвящен 50-летию выпуска химфака МГУ 1958 г. Члены оргкомитета юбилейного собрания 1 апреля 2008 года: Долгая М.М., Зволинский В.П., Парбузин В.С., Потапов В.К., Решетов П.Д., Романовский Б.В., Сидоров Л.Н., Соболев Б.П., Устынюк Ю.А. Сборник издан за счет средств выпускников Тексты...»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова ИСТОРИЯ УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ САРАТОВ 2013 1 УДК 009: 378 ББК 63.3 И-63 Рецензенты: Заведующая кафедрой История Отечества и культуры, доктор исторических наук, профессор ГОУ ВПО СГТУ Г.В. Лобачёва доктор исторических наук, профессор кафедры Экономической и политической истории...»

«Н.Н.Островский Внутренний враг или Генеалогия зла От автора Возвращение Каина Евангелие от Иуды Семитология Чужие Чей фашизм лучше? Под пятой пятой власти Что слышит имеющий уши? Паралипоменон Культура и архетип нации Православие – благо или несчастье? Перекрёстки миров Политическая антропология Демократия и демократы Демократический апартеид и национальный вопрос Святая земля и рынок Пролог Приложения Информация об издании: Островский Николай Николаевич. Внутренний враг (Геналогия зла). – М.:...»

«ОРУМБАЕВ АНУАР Эффективность использования биологически активных веществ (премиксов) в кормлении и содержании страусов в птицеводческих хозяйствах Казахстана Диссертация на соискание ученой степени доктора философии PhD по специальности 6D080800- технология производства продуктов животноводства Научные консультанты: Доктор сельскохозяйственный наук, профессор Танатаров А.Б., Доктор сельскохозяйственный...»

«Е.А. Урецкий Ресурсосберегающие технологии в водном хозяйстве промышленных предприятий 1 г. Брест ББК 38.761.2 В 62 УДК.628.3(075.5). Р е ц е н з е н т ы:. Директор ЦИИКИВР д.т.н. М.Ю. Калинин., Директор РУП Брестский центр научно-технической информации и инноваций Государственного комитета по науке и технологиям РБ Мартынюк В.Н Под редакцией Зам. директора по научной работе Полесского аграрно-экологического института НАН Беларуси д.г.н. Волчека А.А Ресурсосберегающие технологии в водном...»

«ТОЦ-ЕГЕА ЛВА РИЕСРИВ АР ББК 79.0 Е72 Вниманию оптовых покупателей! Книги различных жанров можно приобрести по адресу: 129348, Москва, ул. Красной Cосны, 24, издательство Вече. Телефоны: 188-16-50, 188-88-02, 182-40-74, тел./факс: 188-89-59, 188-00-73. Филиал в Нижнем Новгороде Вече—НН тел. (8312) 64-93-67, 64-97-18 Филиал в Новосибирске ООО Опткнига—Сибирь тел. (3832) 10-18-70 Филиал в Казани ООО Вече-Казань тел. (8432) 71-33-07 Филиал в Киеве ООО Вече-Украина тел. (044) 537-29- Ермакова С.О....»

«Министерство культуры Республики Коми ГУ Национальная библиотека Республики Коми Книги в наличии и печати (Республика Коми) Каталог Выпуск 8 Сыктывкар 2010 1 ББК 91 К 53 Составители: Е. Г. Нефедова, Е. Г. Шулепова Редактор Е. Г. Нефедова Дизайн-макет М. Л. Поповой Ответственный за выпуск Е. А. Иевлева Электроннный вариант каталога находится на сайте Национальной библиотеки Республики Коми в сети Internet www.nbrkomi.ru Книги в наличии и печати (Республика Коми): каталог. Вып. 8 К 53 / Нац. б-ка...»

«В. Ф. Байнев С. А. Пелих Экономика региона Учебное пособие Допущено Министерством образования Республики Беларусь в качестве учебного пособия для студентов специальности Государственное управление и экономика учреждений, обеспечивающих получение высшего образования Минск ИВЦ Минфина 2007 УДК 332.1(076.6) ББК 65 Б18 Р е ц е н з е н т ы: Кафедра менеджмента и маркетинга Белорусского государственного аграрного технического университета (зав. кафедрой – канд. экон. наук, доц. М. Ф. Рыжанков);...»

«ТЕХНИКА ОХОТЫ СЫКТЫВКАР 2007 ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ СЫКТЫВКАРСКИЙ ЛЕСНОЙ ИНСТИТУТ – ФИЛИАЛ ГОСУДАРСТВЕННОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ЛЕСОТЕХНИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ ИМЕНИ С. М. КИРОВА КАФЕДРА ВОСПРОИЗВОДСТВА ЛЕСНЫХ РЕСУРСОВ ТЕХНИКА ОХОТЫ Учебное пособие для студентов специальности 250201 Лесное хозяйство всех форм обучения СЫКТЫВКАР 2007 1 УДК 639.1 ББК 47.1 Т38 Рассмотрено и...»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ДЕПАРТАМЕНТ КАДРОВОЙ ПОЛИТИКИ И ОБРАЗОВАНИЯ ДОНСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Н.В. Михайлов, О. Л. Третьякова СИФ СЕЛЕКЦИОННО-ИНФОРМАЦИОННЫЙ ФИЛЬТР Автоматизированная информационная система управления селекционным процессом в племенном животноводстве пос. Персиановский 2002 УДК 636.082.2 Н.В. Михайлов, О.Л. Третьякова СИФ. СЕЛЕКЦИОННО-ИНФОРМАЦИОННЫЙ ФИЛЬТР. Автоматизированная информационная система управления...»

«УДК 576.8 ББК 28.083 Т 65 Ответственный редактор доктор биологических наук С.А. Беэр Составитель С.В. Зиновьева Редколлегия: д.б.н. С.А. Беэр, д.б.н. С.В. Зиновьева (зам. ред.), д.б.н. А.Н. Пельгунов, д.б.н. С.О. Мовсесян, д.б.н. С.Э. Спиридонов, Т.А. Малютина (отв. секретарь) Рецензенты: доктор биологических наук В.В.Горохов академик РАМН В.П. Сергиев Труды Центра паразитологии / Центр паразитологии Ин-та проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАН. – М.: Наука, 1948.–. – ISSN...»

«ИНСТИТУТ МИРОВОЙ ЭКОНОМИКИ И МЕЖДУНАРОДНЫХ ОТНОШЕНИЙ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК НАУКА И ИННОВАЦИИ: ВЫБОР ПРИОРИТЕТОВ Ответственный редактор академик РАН Н.И. Иванова Москва ИМЭМО РАН 2012 УДК 338.22.021.1 ББК 65.9(0)-5 Нау 34 Серия “Библиотека Института мировой экономики и международных отношений” основана в 2009 году Ответственный редактор академик РАН Н.И. Иванова Редакторы разделов – д.э.н. И.Г. Дежина, к.п.н. И.В. Данилин Авторский коллектив: акад. РАН Н.И. Иванова, д.э.н. И.Г. Дежина, д.э.н....»

«б 26.8(5К) 1. Вилесов А. А. Науменко Л. К. Веселова Б. Ж. Аубекеров f ; ФИЗИЧЕСКАЯ ГЕОГРАФИЯ КАЗАХСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени АЛЬ-ФАРАБИ Посвящается 75-летию КазНУ им. аль-Фараби Е. Н. Вилесов, А. А. Науменко, JT. К. Веселова, Б. Ж. Аубекеров ФИЗИЧЕСКАЯ ГЕОГРАФИЯ КАЗАХСТАНА Учебное пособие Под общей редакцией доктора биологических наук, профессора А.А. Науменко Алматы Казак университет) 2009 УДК 910.25 ББК 26. 82я72 Ф 32 Рекомендовано к изданию Ученым советом...»

«УЧЕБНИКИ ДЛЙ (ВУЗОВ BDfSSQH цм и ни l ПРАКТИКУМ м ш т яш т ШПО АКУШЕРСТВУ, ГИНЕКОЛОГИИ | И ИСКУССТВЕННОМУ ОСЕМЕНЕНИЮ ашЮЕльсковйн Н Н и ХОЗЯЙСТВЕННЫХ ПЗДО 1ШЗКИВ0ТНЫХ Н ОшшН аы тш ш. шам шшж йпм! a if-T а аи д УЧЕБНИКИ И УЧЕБНЫЕ ПОСОБИЯ ДЛЯ СТУДЕНТОВ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ ПРАКТИКУМ ПО АКУШЕРСТВУ, ГИНЕКОЛОГИИ И ИСКУССТВЕННОМУ...»

«МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ НОВИКОВ В.С., НОВИКОВ С.В. РЕГИОНАЛЬНЫЕ ОТДЕЛЕНИЯ ПОЛИТИЧЕСКИХ ПАРТИЙ И ПЕЧАТНЫЕ СМИ В ПРОЦЕССЕ ФОРМИРОВАНИЯ ПРЕДПОЧТЕНИЙ ИЗБИРАТЕЛЯ. 1992 – 2000 ГГ. НА МАТЕРИАЛАХ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ. МОНОГРАФИЯ РЕКОМЕНДОВАНА К ИЗДАНИЮ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИМ СОВЕТОМ ОМГАУ Омск – 2011 1 УДК 329:659.113.86(571.1)(09) Н73 РЕЦЕНЗЕНТЫ:...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Сыктывкарский лесной институт (филиал) федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования Санкт–Петербургский государственный лесотехнический университет имени С. М. Кирова Кафедра воспроизводства лесных ресурсов ОБЩАЯ ЭКОЛОГИЯ Учебно-методический комплекс по дисциплине для студентов направления бакалавриата 280200.62 Защита окружающей среды всех форм обучения Самостоятельное учебное...»

«Министерство сельского хозяйства РФ ФГОУ ВПО Воронежский государственный аграрный университет им. К.Д. Глинки Налогообложение физических лиц Учебное пособие Воронеж 2008 УДК 336.272(075) ББК 65.261.4я7 У473 Рецензенты: начальник отдела налогообложения физических лиц Управления ФНС России по Воронежской области, советник государственной гражданской службы РФ II класса Трухачева Л.В.; кандидат экономических наук, доцент кафедры бухгалтерского учета и аудита ФГОУ ВПО Воронежский государственный...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Сыктывкарский лесной институт (филиал) федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет имени С. М. Кирова (СЛИ) Кафедра электрификации и механизации сельского хозяйства Процессы и аппараты для подготовки кормов в животноводстве Учебно-методический комплекс по дисциплине для студентов специальности 110301 Механизация...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Сыктывкарский лесной институт (филиал) федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования Санкт–Петербургский государственный лесотехнический университет имени С. М. Кирова Кафедра воспроизводства лесных ресурсов ЭКОЛОГИЯ Учебно-методический комплекс по дисциплине для студентов направления бакалавриата 220200 Автоматизация и управление всех форм обучения Самостоятельное учебное...»

«Серия Евровосток Институт славяноведения РАН Елена Борисёнок ФЕНОМЕН СОВЕТСКОЙ УКРАИНИЗАЦИИ 1920–1930-е годы Москва Издательство Европа 2006 УДК 94 ББК (Т)63.3(0)61 Б75 Серия Евровосток основана в 2005 году в Москве Ответственный редактор д.и.н. А.Л. Шемякин Рецензенты: д.и.н., профессор Г.Ф. Матвеев, к.ф.н. О.А. Остапчук Исследование выполнено при финансовом содействии Российского гуманитарного научного фонда (проект № 05-01-911-03а/Ук) Утверждено к печати Ученым советом Института...»






 
© 2013 www.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.