Профилактическое обслуживание высоковольтных двигателей и генераторов

Решающим фактором при профилактическом обслуживании высоковольтных двигателей и генераторов, особенно тех, которые используются в критических промышленных приложениях, является оценка состояния и ожидаемый оставшийся срок службы обмоток статора. Двигатели и генераторы высокого напряжения обычно изготавливаются по индивидуальному заказу и не подлежат быстрой замене в случае неожиданного отказа. Это означает, что корректирующее обслуживание требует очень много времени, а оператор может столкнуться с длительными периодами дорогостоящих и непредвиденных простоев.

Как можно предсказать и избежать таких проблем?

Оценка состояния:

Для сбора полезной информации о состоянии изоляции обмотки статора используются различные методы испытаний и контроля. Например, испытание постоянным током помогает определить чистоту обмотки на основании измеренных значений IR (сопротивления изоляции) и PI (индекса поляризации). Однако на практике было замечено, что загрязнение все еще может наблюдаться в обмотке, несмотря на приемлемые значения IR и PI.

Традиционные измерения, такие как измерения IR / PI и Tan delta, зависят от тенденций измеренных значений для получения любой значимой информации. Это означает, что необходимо проводить периодические измерения, и условия измерения должны быть одинаковыми во время каждого измерения. Любое изменение условий измерения, например качества электроэнергии, может изменить тенденцию и сделать ее бесполезной.

Выход из строя крупных двигателей и генераторов:

Большие двигатели и генераторы мощностью 2 МВт и выше рассчитаны на высокую мощность и демонстрируют относительно большую долю отказов обмоток, чем конструкции с меньшей мощностью. Согласно данным исследования IEEE, 33 процента всех отказов, обнаруженных во время нормальной работы, связаны с обмоткой статора. Однако соответствующий показатель отказов, обнаруженных во время обслуживания или тестирования, составляет всего 8 процентов.

В этом обзоре четко обозначены большие пробелы в существующих методах измерения и контроля для заблаговременного выявления проблем с изоляцией обмотки статора.

Стрессы в КОМАНДЕ и ожидаемая продолжительность жизни:

Прежде чем пытаться сделать какую-либо оценку состояния изоляции или ее оставшегося срока службы, важно сначала понять нагрузки, которые на них влияют. Любой метод измерения или проверка должны быть в состоянии охватить все аспекты, связанные со стрессом, чтобы сделать правильный прогноз.

Различные типы напряжений, возникающие в изоляции обмотки статора в любой момент времени, можно классифицировать как КОМАНДНЫЕ - тепловые, электрические, внешние и механические.

В основе любого подхода к управлению жизненным циклом двигателей и генераторов лежит понимание того, как напряжения TEAM и прочность изоляции меняются с течением времени, а также их возможное влияние на материал устройства.

Деградацию изоляции обмотки статора можно описать в общих чертах с помощью двух кривых, демонстрирующих, как напряжение и прочность меняются с течением времени.

Кривая напряжения показывает комбинированную нагрузку на изоляцию обмотки, возникающую в результате ее эксплуатации, включая нестандартные условия, такие как переходные процессы. Кривая прочности показывает, как условия эксплуатации и старение влияют на прочность изоляции обмотки. Отказ происходит, когда эти две кривые пересекают друг друга.

Своевременный анализ позволяет прогнозировать остаточный срок службы обмотки статора, а затем можно запланировать профилактическое обслуживание, чтобы избежать преждевременного выхода из строя и дорогостоящих незапланированных простоев. Знание первоначального остаточного срока службы и увеличения срока службы, вызванного мероприятиями по техническому обслуживанию, гарантирует, что кривые напряжения и прочности не будут неожиданно встречаться.

Измерения:

Научное прогнозирование остаточного ресурса изоляции обмотки статора состоит из нескольких этапов.

Прежде чем можно будет сделать какой-либо анализ будущих перспектив двигателя или генератора, необходимо определить его текущее состояние. Для этого требуется знание основных параметров, таких как часы работы, нагрузка, количество запусков, рабочий цикл, температуры, история технического обслуживания и т. Д. Все эти факторы влияют на оценку состояния / ожидаемый срок службы и должны быть собраны и включены в анализ.

Однако не все данные доступны из листов спецификаций и журналов двигателей или генераторов. Изоляция обмотки статора на разных стадиях процесса старения обладает свойствами, которые можно исследовать только путем измерений. Настоятельно рекомендуются четыре измерения:

• PDCA - Анализ тока деполяризации поляризации
• TDCA - анализ тангенциальной дельта-емкости
• Анализ частичных разрядов
• NLIBA - нелинейный анализ поведения изоляции

PDCA предоставляет значительно больше информации, чем более часто используемые измерения сопротивления изоляции (IR) и индекса поляризации (PI). PDCA - это метод постоянного тока, при котором изоляция обмотки сначала заряжается, а затем разряжается через слаботочный измеритель на землю.

Из этих измерений можно получить значение накопленного заряда для изоляции обмотки и сравнить его с эталонными значениями для нормальных условий. Это позволяет проводить более полный анализ, чем при использовании только PI и IR, и этот метод может обеспечить удовлетворительные значения даже при сильно загрязненных обмотках. PDCA дает представление о количестве и месте накопления заряда в изоляции двигателя или генератора и определяет загрязнения на поверхности обмотки. Он также дает дополнительную информацию о состоянии изоляции обмотки, в том числе о возможном старении и ослаблении.

Что касается случая на странице 1, значения IR, PI составляли 2205 МОм и 4,79 соответственно, что было нормальным. Однако в обмотке было обнаружено серьезное загрязнение.

Значения PDCA были измерены следующим образом:

• I квартал - 78,68% (7%)
• II квартал - 65,49% (10%)
• III квартал - 128,56% (20%

Значения PDCA четко указывали на наличие загрязнения, тогда как традиционные значения IR / PI не могли определить его.

Обмотка была очищена и измерения были повторены, подтвердив выводы PDCA.

После очистки:

ИК - 32464 МОм (> 100)

ИП - 5,63 (> 2)

1 квартал - 7,84% (7%)

2 квартал - 8,84% (10%)

III квартал - 8,86% (20%)

Измерения переменного тока с помощью TDCA, анализа частичных разрядов и NLIBA дают больше информации об объеме изоляции, тогда как измерения постоянного тока предоставляют более подробную информацию о состоянии поверхности изоляции.

Анализ:

Следующим шагом с учетом вышеизложенной информации и собранных данных является получение общей картины состояния изоляции обмотки статора и оценки оставшегося срока службы. База данных последних нескольких тысяч измерений, выполненных на различных машинах, оказывает ценную поддержку в окончательном анализе.

Это дает прочную основу для определения состояния обмотки статора, расчета напряжений и оценки ожидаемого остаточного ресурса.

Максимальное значение: Принимая во внимание все аспекты напряжений и следуя правильным процессам измерения, можно точно спрогнозировать срок службы изоляции обмотки статора, что способствует увеличению времени безотказной работы и снижению затрат на техническое обслуживание.

Эту статью написал Виджей Ананд из Baldor Electric Company. Виджай - региональный специалист по продукции, мониторинг состояния и диагностика компании Baldor.

В J / E мы являемся авторизованным дистрибьютором Baldor. Мы несем такие продукты, как подшипники, зубчатые передачи и компоненты pt. Чтобы узнать о любом из наших продуктов, перейдите на нашу страницу контактов или напишите нам по адресу [email protected]