Рациональные режимы сушки увлажненной изоляции обмоток тяговых электрических машин (стр. 4 )

Экспериментальное исследование режимов сушки увлажненной изоляции было проведено на базе опытных участков локомотивных депо Иркутск-Сортировочный, Нижнеудинск, Новая Чара ВСЖД (рис. 6…7) с помощью разработанных мобильных управляемых электрокалориферных установок, а так же электрокалориферной установкой типа СФОЦ 70 производства ИРТРАНС (рис. 8).

Рис. 6. Электрокалориферная установка типа УВЭ	Рис. 7. Электрокалориферная установка типа УВС
Рис. 8. Электрокалориферная  установка  для  сушки изоляции  тяговых  двигателей  электропоездов  СФОЦ 70

Производственный эксперимент по исследованию различных режимов сушки изоляции обмоток ТЭМ проводился широтно-прерывным методом с использованием электрокалориферной установки в течение шести часов в двух режимах:

– с нисходящим уровнем подвода энергии от электронагревателя (рис. 9…10);

– с восходящим уровнем подвода энергии от электронагревателя (рис. 11…12).

Рис. 9. Изменение сопротивления изоляции якорной цепи при широтно-прерывном методе сушки с понижением уровня энергии	Рис. 10. Изменение сопротивления обмотки возбуждения при широтно-прерывном методе сушки с понижением уровня энергии
Рис. 11. Изменение сопротивления изоляции якорной цепи при широтно-прерывном методе сушки с повышением уровня энергии	Рис. 12. Изменение сопротивления обмотки возбуждения при широтно-прерывном методе сушки с повышением уровня энергии

Рассматривая полученные графики при двух методах сушки изоляции, можно заметить следующее:

– в начальный период сушки происходит некоторое снижение сопротивления изоляции;

– значительное увеличение сопротивления изоляции наступает только после подвода большого количества энергии;

– сопротивление изоляции якоря резко возрастает при переходе с режима нагрева на режим охлаждения.

Полученные результаты экспериментальных исследований подтвердили гипотезу о том, что широтно-прерывный метод с понижением уровня энергии будет наиболее рационален при повышенном влагосодержании в обмотках ТЭМ. Он позволяет завершить процесс сушки с минимальными затратами энергии и на сравнительно низком температурном режиме, что в свою очередь значительно сокращает время и расход энергии на процесс сушки, обеспечивает более высокую надежность изоляции после сушки и уменьшает показатели ее старения.

Пятая глава посвящена расчету экономической эффективности ресурсосберегающей технологии и техники сушки увлажненной изоляции обмоток тяговых электрических машин. Основными показателями, характеризующими эффективность внедрения, является интегральный экономический эффект (чистый дисконтированный доход), а также срок окупаемости затрат по его разработке и внедрению. Прибыль от внедрения в локомотивном депо установки может быть получена за счет сокращения количества отказов ТЭМ по причине пробоя изоляции. Прибыль складывается из экономии расходов на оплату электроэнергии, затраченной на сушку изоляции ТЭМ, а так же от уменьшения старения изоляции. Расчет приведен в ценах и нормативах по состоянию на 2006 год.

Прибыль от внедрения установки за первый год его работы с учетом затрат на ее изготовление и отладку для одного локомотивного депо составит 906,6 тыс. руб. Срок окупаемости при внедрении такой установки составит 0,33 года, по истечению которых прибыль перекрывает единовременные затраты.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Анализ эксплуатационной надежности электрических машин тягового подвижного состава Восточных регионов (на примере ВСЖД, КрЖД, ЗабЖД) показал, что 75…85% машин выходит из строя по пробою изоляции в осенне-зимне-весенний период времени, т. е. в период времени, когда происходит интенсивное увлажнение изоляции обмоток ТЭМ и снижение ее диэлектрической прочности.

2. Установлено, что в условиях эксплуатации ТЭМ на ВСЖД основными причинами пробоя изоляции обмоток является перегрев и переувлажнение.

3. Исследования методов и средств энергоподвода в процессе сушки увлажненной изоляции обмоток ТЭМ показывают, что нагрев воздуха до 40 0С позволяет уменьшить продолжительность сушки на 37 % по сравнению с сушкой воздухом с температурой 15…20 0С, нагрев до 60 0С – соответственно на 67 %, нагрев до 80 0С – на 98 %.

4. На основании изучения механизмов сорбции и десорбции влаги изоляционными материалами ТЭМ была выдвинута гипотеза о том, что наиболее эффективными методами и средствами сушки изоляции обмоток электрических машин тягового подвижного состава являются такие методы и средства, которые обеспечивают влагоудаление без существенных физико-химических изменений.

5. Исследования прерывистых методов сушки увлажненной изоляции обмоток ТЭМ показали, что использование метода широтно-прерывистого энергоподвода с понижением уровня энергетической мощности в каждом последующем цикле позволяет снизить расход электроэнергии на сушку ТЭМ на 35 %, а время технологического процесса сушки увлажненной изоляции ТЭМ сократить в 1,5…2 раза.

6. Математические модели динамики и кинетики процесса изменения объема электроизоляции позволили создать «Автоматизированный программный комплекс расчета процесса сушки увлажненной изоляции обмоток тяговых электрических машин», с помощью которого можно определять рациональные режимы сушки увлажненной изоляции обмоток ТЭМ по показаниям коэффициента абсорбции в пределах от 0,7 до 2.

7. Внедрение результатов исследований и испытаний проведено в четырех депо Восточно-Сибирской железной дороги филиала (локомотивных депо: Иркутск-Сортировочный, Нижнеудинск, Новая Чара; мотор-вагонном депо Иркутск-Сортировочный). Акты внедрения по установленной форме приведены в приложении диссертации.

8. Годовая экономическая эффективность от внедрения вариационно-конвективной установки составляет 906,6 тыс. руб. в расчете на одно локомотивное депо при сроке окупаемости 0,33 года.

9. С целью уточнения форм и видов влаги с различными изоляционными конструкциями, следует продолжить теоретические и экспериментальные исследования на влаго-и водостойкость изоляции ТЭМ.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах

1. Смирнов, контроль и регулирование температуры предельно нагруженного оборудования электровоза / , , // Актуальные аспекты организации работы железнодорожного транспорта: Сборник научных статей / Под ред. . – Иркутск, 2005. – С. 11–17.

2. Худоногов, исследований эксплуатационной надежности и использования мощности грузовых электровозов / , , // Актуальные аспекты организации работы железнодорожного транспорта: Сборник научных статей / Под ред. . – Иркутск, 2005. – С. 25–36.

3. Исмаилов, предельно нагруженного оборудования электровозов Восточного региона / , , // Актуальные аспекты организации работы железнодорожного транспорта: Сборник научных статей / Под ред. . – Иркутск, 2005. – С. 36–41.

4. Худоногов, определения теплового старения изоляции асинхронных вспомогательных машин электроподвижного состава / , , // Актуальные аспекты организации работы железнодорожного транспорта: Сборник научных статей / Под ред. . – Иркутск, 2005. – С. 76–82.

5. Худоногов, расчета теплового старения изоляции обмоток тяговых электродвигателей / , , // Актуальные аспекты организации работы железнодорожного транспорта: Сборник научных статей / Под ред. . – Иркутск, 2005. – С. 82–88.

6. Коноваленко, рациональных режимов энергоподвода в процессах сушки увлажненной изоляции обмоток тяговых электродвигателей / // Вестник ИрГТУ. – 2006. – № 2 (26). – С. 14.

7. Худоногов, режимы сушки увлажненной изоляции тяговых электродвигателей электровозов однофазно-постоянного тока/ , , // Труды 44-й Всероссийской научно-практической конференции «Современные технологии – железнодорожному транспорту и промышленности», 25-26 января 2006 г./ Под ред. . – Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2006. – С. 65–70.

8. Коноваленко, рациональных режимов энергоподвода в процессе сушки увлажненной изоляции обмоток ТЭМ электрокалорифером / , // Труды региональной научно-технической конференции творческой молодежи, 18-19 апреля 2006 г. – Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2006. – С. 14–17.

9. Михальчук, изоляции обмоток тяговых электрических машин методом волновых затухающих колебаний / , , // Труды региональной научно-технической конференции творческой молодежи, 18-19 апреля 2006 г. – Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2006. – С. 18–21.

10. Михальчук, системы управления тепловлагообменными процессами на электровозе / , , // Труды региональной научно-технической конференции творческой молодежи, 18-19 апреля 2006 г. – Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2006. – С. 21–25.

11. Коноваленко, увлажнения изоляции обмоток тяговых электрических машин / // Сборник материалов Всероссийской научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. II часть. / Сост.: ; КРО НС «Интеграция». – Красноярск, 2006. – С. 398–400.

12. Коноваленко, увлажнения и сушки изоляции обмоток тяговых электрических машин / , // Материалы международной научно-технической конференции / Под общ. ред. . – Екатеринбург: Изд-во Урал. гос. ун-та путей сообщения, 2006. – С. 177–179.

13. Коноваленко, вариационно-конвективная установка для сушки увлажненной изоляции увлажненной изоляции электрических машин тягового подвижного состава / , // Материалы международной научно-технической конференции / Под общ. ред. . – Екатеринбург: Изд-во Урал. гос. ун-та путей сообщения, 2006. – С. 179-180.

14. Коноваленко, повышения эффективности эксплуатации электрических машин тягового подвижного состава Восточного региона / , // Труды Всероссийской научно-практичекой конференции ученых транспорта, вузов, НИИ, инженерных работников и представителей академической науки, Чита 22-24 ноября 2006 г. – Чита: ЗабИЖТ, 2006. – Ч. 1. – С. 172–177.

15. Коноваленко, управления процесса качества эксплуатации тяговых электродвигателей / , // Труды Всероссийской научно-практичекой конференции ученых транспорта, вузов, НИИ, инженерных работников и представителей академической науки, Чита 22-24 ноября 2006 г. – Чита: ЗабИЖТ, 2006. – Ч. 1. – С. 177–182.

КОНОВАЛЕНКО ДАНИИЛ ВИКТОРОВИЧ

РАЦИОНАЛЬНЫЕ РЕЖИМЫ СУШКИ УВЛАЖНЕННОЙ ИЗОЛЯЦИИ
ОБМОТОК ТЯГОВЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

————————————————————————————

Сдано в набор 2.04.2007. Подписано в печать 2.04.2007.

Формат 60х841/16. Бумага тип. № 2. Гарнитура Times New Roman. Печать RISO.

Усл. печ. л. 1,4. Зак. 129. Тираж 100 экз.

————————————————————————————

Издательство ДВГУПС

680021, 7.