Dziś jest piątek, 18 październik 2019 r.
Energoelektronika.pl na stronach Facebook REKLAMA MAPA SERWISU KONTAKT
Strona główna Załóż konto Artykuły branżowe Katalog firm Seminaria FAQ Kalendarium Słownik Oferta
Wyszukaj
1USD 3.8503 -0.35% 1EUR 4.2844 -0.01% 1GBP 4.9671 +0.43%
Zaloguj się
Login (adres e-mail):
Haslo:
  Rejestracja
  Zapomniałem hasła
Reklama

Aktualności
Przyszłość sektora motoryzacji w Polsce ? raport Banku Pekao S.A.
więcej
Nowy cykl szkoleń praktycznych związanych z programowaniem sterowników marki Siemens
więcej
32 edycja targów Energetab 2019 juz za cztery tygodnie
więcej
Przed nami 32. edycja targów ENERGETAB 2019
więcej

Zobacz archiwum

Kalendarium
23 październik 2019
LUMENexpo Targi Techniki Świetlnej  
więcej
29 październik 2019
73. edycja Seminarium dla Służb Utrzymania Ruchu  
więcej
Newsletter
Jeżeli chcesz otrzymywać aktualne informacje o wydarzeniach w branży.
Podaj e-mail do subskrypcji:


Artykuły branżowe
28 styczeń 2008.

Wykorzystanie nowoczesnych metod diagnozowania maszyn elektrycznych do określenia zakresu remontów transformatorów i generatorów.

Monitoring on-line maszyn elektrycznych pozwala na wytyczenie kierunku w określaniu zakresów remontowych zarówno dla transformatorów jak i dla maszyn wirujących. Popularyzacja tego sposobu wykrywania we wczesnym etapie uszkodzeń w urządzeniach elektroenergetycznych umożliwia wprowadzenie analizy statystycznej wspomagającej tworzenie wytycznych dla służb eksploatacyjnych.

    W zakresie diagnostyki wyładowań niezupełnych on-line opieramy się na doświadczeniach światowego lidera w tym zakresie - firmy Iris Power Engineering  z Kanady. W ciągu 15 lat monitoring wyładowań niezupełnych na pracujących maszynach stał się jednym z najbardziej szeroko wykorzystywanych metod określania izolacji stojana silników i generatorów w zakresie powyżej 4kV. W chwili obecnej technologia diagnostyki wyładowań niezupełnych wykorzystywana jest na ponad 70% wszystkich generatorów w Kanadzie. Zebrano 90tys. wyników pomiarów na tysiącach silników i generatorów. Została przeprowadzona analiza statystyczna tych danych i po  sprawdzeniu izolacji , w ponad  200 maszynach problemy zostały wykryte już po skończonym przeglądzie wzrokowym. W rezultacie, na dany moment pojawia się obiektywna możliwość określenia sedna problemów związanych z izolacją podczas pomiarów on-line. Analiza statystyczna dała także nieoczekiwane rezultaty. Okazuje się że, jest istotnie niewielka różnica poziomów wyładowań niezupełnych w starych bitumicznych izolacjach i w nowych izolacjach epoksydowych. Co ciekawe , okazuje się że poziom wyładowań niezupełnych na izolacji stojanów wyprodukowanych przez czterech z dziewięciu wiodących producentów maszyn, wykonanych w ciągu ostatnich dziesięciu lat są większe niż, dla maszyn analogicznych wypuszczonych do 1995 roku. To można wyjaśnić większymi naprężeniami we współczesnych uzwojeniach.

Wprowadzenie.

    W ciągu 15 lat monitoring wyładowań niezupełnych na pracujących maszynach stał się jednym z najbardziej szeroko wykorzystywanych metod określenia izolacji stojana silników i generatorów w przedziale od 4kV i więcej. Wyładowania niezupełne , istniejące również w postaci ?korony? , - to niewielkie wyładowania elektryczne rozwijające się w izolacji uzwojeń stojana.

    Monitoring wyładowań niezupełnych pozwala wydać sąd dotyczący większości problemów (oczywiście nie wszystkich) , związanych z możliwymi uszkodzeniami a mianowicie :

- niskiej jakości wykonania izolacji

- niskiej jakości układu półprzewodnikowego pokrycia przewodów

- niedostateczny odstęp między prętami w czołowej części uzwojeń

- naruszona izolacja pod wpływem zmian częstotliwości i temperatury przy obciążeniu

- zagrożenie izolacji od : oleju, zanieczyszczeń itp.

    Biały proszek pojawia się w rezultacie wysokiej aktywności wyładowań niezupełnych w czołowych partiach generatorów z chłodzeniem powietrznym, pręty uzwojeń różnych faz pod wpływem sił dynamicznych zostały mocno do siebie zbliżone.

    Osłabienie mocowania klina umożliwia występowanie wibracji w fazie występowania sił elektromagnetycznych.W rezultacie tarcia prętów o korpus stojana izolacja uzwojeń stojana została uszkodzona, co staje się przyczyną powstania wyładowań niezupełnych.

    Uogólniając, jak pokazuje 50-letnie doświadczenie monitorowania wyładowań niezupełnych na silnikach i generatorach, dla maszyn funkcjonujących w przedziale od 3,3 kV i większym nap. można prognozować możliwości przeprowadzenia przezwojenia na kilka lat do przodu. W procesie monitorowania wyładowań niezupełnych przy normalnym funkcjonowaniu silnika , hydrogeneratora lub turbogeneratora często występują określone problemy. Każda maszyna podłączona do systemu energetycznego jest narażona na  zakłócenia (szumy) elektryczne. Istotnymi przyczynami tych szumów okazują się wyładowania koronowe przychodzące z systemu energetycznego, iskrzenia na szynoprzewodach, iskrzenia od niskiej jakości połączeń elektrycznych. Te szumy przykrywają szumy pojawiające się od wyładowań niezupełnych i mogą prowadzić do błędnych wniosków o wysokich wyładowaniach niezupełnych , podczas gdy są to tylko zakłócenia. W rezultacie ,  po mylnym alarmie może dojść do przezwojenia maszyny o dobrej kondycji sądząc że posiada defekty.

     Wypracowana technologia pozwoliła oddzielić wyładowania niezupełne od szumów.

    Opracowano dwa czujniki. Dla silników elektrycznych i hydrogeneratorów o dowolnej mocy i dla turbogeneratorów o mocy do 200 lub 300 MW, kondensatory o pojemności 80 pF przepuszczają wyładowania niezupełne blokując szumy występujące w prądzie zmiennym.

   W takich urządzeniach sposób rozróżniania zakłóceń (szumów) zależą od porównania czasu przebycia impulsu pomiędzy dwoma pojemnościowymi czujnikami o pojemności 80 pF na każdej fazie i od analizy czasu każdego impulsu.

    Dla zmniejszenia przeszkód i dla zmniejszenia ryzyka odczytu fałszywej  indukcji czujniki rejestrują wyładowania niezupełne o częstotliwości 40 MHz i większych.

     Dla każdego dużego turbogeneratora w którym obserwuje się wysoki poziom szumów z sieci energetycznej, także dla ?poziomu bezpiecznego iskrzenia? , które może powstawać na korpusie stojana, opracowano specjalny czujnik SSC, który montuje się wewnątrz stojana.

    SSC rozdziela wyładowania niezupełne od szumów na bazie kształtu impulsu.

  Czujniki, razem z przenośnymi miernikami (PDA-IV lub TGA) dają specjalistom możliwość samodzielnie ocenić stan uzwojenia stojana bez wyłączania maszyny z eksploatacji ( przeprowadzenie profilaktyki).

    Średnio test przeprowadza się dwa razy w ciągu roku a każda maszyna może być testowana w czasie  30 minut w procesie normalnego, roboczego obciążenia.

   Z pomocą czujników można określić prawdopodobieństwo powstania problemów z uzwojeniem stojana z dwuletnim wyprzedzeniem. Podaje się, że ponad 50% wszystkich generatorów o mocy 20MW i wyżej w zakładach Ameryki Północnej obowiązkowo wyposażono w czujniki wyładowań niezupełnych.

    W ogólnym bilansie w czujniki wyładowań niezupełnych wyposażono ponad 7000 urządzeń, a dana technologia jest wykorzystywana w przemyśle chemicznym, naftowym  i zakładach celulozowo-papierniczych.

      Wyniki wielokrotnych testów zostały zebrane do jednej bazy danych z dokładnym opisem szczegółów testowania w trybie on-line.

    Na koniec 2003 roku ponad 72000 wyników zebrano w jedną bazę danych dla której zastosowano prostą analizę statystyczną, która ma wykorzystać informacje pozwalające w wyniku przeprowadzenia testów prawidłowo wykorzystać ich wyniki.

    Podstawowym celem danej analizy jest możliwość pomocy użytkownikom w określeniu uszkodzeń w fazie początkowej a także a także w jakich silnikach i generatorach uszkodzona jest izolacja stojana. Pozwala to zaplanować bieżący remont.

    Pojawiły się interesujące wyniki pomiarów związane z różnicą w aktywności wyładowań niezupełnych występujących w wyniku wyeksploatowania uzwojenia i uszkodzeń przy produkcji maszyny.

     Tak jak w większości systemów pomiarowych przy kontroli wyładowań niezupełnych określa się: ilość, wielkość i pozycję fazy względem częstotliwości 50 i 60 Hz prądu zmiennego, przy czym impulsy wyładowań niezupełnych oddzielono od szumów.

     Wielkość wyładowań niezupełnych (Qm) świadczy o stanie izolacji stojana.

  Jeśli przy testowaniu na jednym uzwojeniu zarejestrowano większą wartość wyładowań niezupełnych a przy analogicznym testowaniu na drugim uzwojeniu zarejestrowano wartość mniejszą, to znaczy, że pierwsze uzwojenie posiada większe uszkodzenia.

    Czym większa wielkość wyładowań niezupełnych, tym większe uszkodzenie izolacji.

    Maksymalna wielkość wyładowań niezupełnych (Qm) dla danej fazy : -400mV i  +200mV.

zut_2

Baza danych na koniec 2003 roku.

    Wszystkie wyniki testów mniej więcej od 1992 roku zostały zebrane w jedną bazę danych do której do końca 2003 roku weszło 72000 testów.

    Baza ta zawiera duże ilości testów powtórzonych przeprowadzanych przez wiele lat.

    Duża ilość testów przeprowadzana jest przy różnych warunkach pracy urządzenia. Mogło to mieć wpływ na aktywność wyładowań niezupełnych a tym samym zmienić dane analizy.

     Dlatego też bazę danych uproszczono:

- zawiera tylko wyniki testowania w trybie on-line; otrzymane w wyniku normalnej pracy maszyny przy pełnym lub prawie pełnym obciążeniu i normalnej roboczej temperaturze;

- tylko jeden wynik testu jest rejestrowany tj wpisuje się tylko ostatnie dane;

- test nie jest rejestrowany gdy powstały przyczyny pozwalające uznać wyniki za niewiarygodne.

Wyniki  

  Praktycznie, znaczne uszkodzenia izolacji zaobserwowano dla 220 maszyn, dla których wskaźnik wyładowań niezupełnych przewyższał wskaźniki dla 90% podobnych maszyn, które przeszły test.

  Wpływ określonego czynnika na wskaźnik Qm określono na podstawie porównania 90% poziomu pomiędzy dwoma testami na przykład dla maszyn 13,8 kV.

    W wyniku tego jest to ważny dla określenia wyników czynnik, jeśli zaobserwowano znaczną różnicę pomiędzy średnim i 90% poziomach znaczenia Qm przy testowaniu.

 Podobne tablice wykonano dla maszyn chłodzonych wodorem wykorzystując albo pojemnościowe czujniki 80 pF albo czujnik SSC umieszczony wewnątrz stojana.

  Z pomocą tych tablic użytkownicy silników i generatorów mają możliwość  określenia problemów z izolacją stojana od razu po pierwszym teście.

   Jeśli poziom wyładowań niezupełnych wyższy niż u 90% maszyn, który przeszły test, to powstaje konieczność wypełnienia testu na wyłączonej maszynie lub przeprowadzić test wizualny.

     W przyrządach dla stałej kontroli należy poziom sygnalizacji alarmowej ustawić na poziomie odpowiadającym poziomowi 90%.

    Zastosowanie technologii monitoringu on-line  wyładowań niezupełnych (PD) w generatorach i silnikach WN w analogiczny sposób jak badanie oleju w transformatorach, niesie nam informacje wyprzedzające uszkodzenie urządzenia.

  Korzystając z bogatego doświadczenia firmy VibroSystM wprowadzamy nowoczesne rozwiązania do dynamicznych pomiarów i monitorowania pracy turbogeneratorów pozostałych parametrów, które dotychczas nie były dostępne do monitorowania on-line.

    Od 1986 r. VibroSystM poszerzył swoją linię produkcyjną poprzez rozwinięcie technologii pojemnościowej i innych innowacyjnych produktów do pomiaru drgań, zbliżeń i przemieszczeń mających zastosowanie w różnych gałęziach przemysłu. Niezbędnym dla całości poprawnej interpretacji wyników badań on-line jest niewątpliwie ?odcisk palca?. Dla właściwej oceny stanu urządzenia połączenie systemów on-line i off-line poszerza naszą wiedzę o dynamicznych zmianach w eksploatowanych urządzeniach..

Wnioski:

- metody badań on-line układów izolacyjnych w eksploatacji transformatorów, generatorów i maszyn WN staje się coraz bardziej powszechnym sposobem poprawienia organizacji eksploatacji,

- dzięki większej ilości informacji na temat stanu urządzenia, poprzez monitorowanie dużej liczby parametrów w sposób coraz bardziej dokładny, możemy podejmować decyzje dotyczące dalszego postępowania,

- stworzenie procedur postępowania umożliwia dalszą automatyzację produkcji.

Bibliografia:

1. G.C.Stone, E.A. Boulter, I.Culbert, and H.Dhirani, ?Elektrical Insulation for Rotating Machines? Wiley Interscience ,2004,
2. ?A New proximity probe to overcome edyy current probe limitations? J.Lin, M.R.Bissonnette ,VibroSystM Inc. Quebec
3. ?PD Pattern Anelysis During Induced Test of Large Power Transformers? E. Gulski, M. Burger, G. Vaillancount, R. Brooks JEEEV07 nr 1 February 2000,
4. ?Technical Overview? IRIS Power Ingineering,


 


Mirosław Zając ZUT Energoaudyt

Źródło: Urządzenia dla Energetyki
O nas  ::  Regulamin  ::  Polityka prywatności (Cookies)  ::  Reklama  ::  Mapa stron  ::  FAQ  ::  Kontakt
Ciekawe linki: www.klimatyzacja.pl  |  www.strony.energoelektronika.pl  |  promienniki podczerwieni
Copyright © Energoelektronika.pl