Система "REMM" - наблюдение и диагностика на техническото състояние на големи електрически машини
Препис
1 Система "REMM" - мониторинг и диагностика на техническото състояние на големи електрически машини 1. Общо описание на системата За наблюдение на състоянието на изолацията на намотката на статора, методът за наблюдение и анализ на частични разряди, възникващи в изолацията на най-ранните етапи на развитие на дефекти. Този метод се използва с работно напрежение на статора от 4 kV и повече. Фигурата показва възможен вариант на схемата за измерване на частични разряди в статора на електрическа машина. Като цяло тази схема за измерване на PD използва 10 сигнала, получени от 8 първични сензора от три типа. Това са 6 съединителни кондензатора, един DRTD-3 сензор за наблюдение на частични разряди в жлебове и един RFCT-4 сензор за наблюдение на частични разреждания в заземителния проводник на кабелния щит за високо напрежение. С помощта на три съединителни кондензатора, свързани към входните клеми на намотката на статора, се записват импулси за частично разреждане, възникнали в онази част от намотката, която е „в съседство“ с входните клеми. Три допълнителни съединителни кондензатора, монтирани на противоположния край на кабела, са проектирани да "разглобяват" импулси на смущения, вход 1 Мониторинг на частично разреждане в намотката на статора 2 Изолация и присъствие на късо съединение 2 в намотката на ротора 3 Мониторинг на въздушната междина между ротор и статор 4 Мониторинг на вибрациите на магнитната верига на статора 5 Мониторинг на вибрациите на роторните лагери 6 7 Мониторинг на асиметрията на машината чрез ток и мощностни спектри Мониторинг на технологичните параметри на машините Системата за мониторинг "REMM" (Rotation Electrical Machine Monitor) е предназначена за стационарно наблюдение на параметрите на състоянието на турбо и хидрогенератори, големи електрически двигатели с променлив ток. Всички диагностични инструменти, внедрени в системата, работят в режим "on-line", тоест не изискват спиране на електрическата машина. Пълният набор от методи за управление, внедрени в системата REMM, е показан на фигурата като функционални блокове. В зависимост от вида, мощността и технологичното значение на наблюдаваната електрическа машина, наборът от диагностични методи, използвани в системата "REMM", може да варира. 2. Методи за диагностика на състоянието на генератори и двигатели, внедрени в системата "REMM" Използвайки хардуера и софтуера на системата "REMM", техническото състояние на генераторите и електродвигателите се оценява по сложен начин. В този случай се използват няколко различни метода за наблюдение на състоянието на подсистемите на ЕМ, взаимно допълващи се. Наблюдение на състоянието на изолация на намотката на статора на електрическа машина
2 DRTD-3 A B C CC CC CC RFCT-5 CC CC CC Схема за инсталиране на сензори за частично разреждане за наблюдение на изолацията на статора на електрически двигател. 1, 60 0,40 0,20 0,00 N 1 1 0,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0 12,0 14,0 SN 16,0 18,0 20, 0 22,0 от външната част на енергийната система. Това използва метода "време на пристигане". Ако подходящата кабелна линия е дълга или под формата на шина, тогава "вторият комплект" кондензатори може да бъде пропуснат. За да се увеличи надеждността на измерванията в диаграмата на фигурата, се използва триканален сензор DRTD-3. Той е включен в отворената верига на съпротивителните термометри и е монтиран вътре или до клемната кутия на съпротивителните термометри на корпуса на двигателя. Такива сензори могат да бъдат монтирани от един до четири, в зависимост от броя на термичните съпротивления. Инсталирането на такива сензори е необходимо, тъй като кондензаторите сами, монтирани на външните клеми за навиване, не са достатъчни за наблюдение на изолацията на цялата намотка. Ако PD импулс се появи "далеч" от входните клеми, той може напълно да се овлажни в намотката, без да достигне входните клеми. Всички PD сензори, показани на схемата, са произведени от Vibro-Center. В зависимост от вида на оборудването, което се наблюдава, комплектът от първични сензори може да се регулира.Мониторинг на изолационното състояние на ротора на електрическа машина.Методът се използва за анализ на състоянието на роторните намотки на синхронни електрически машини. За да се определи състоянието на изолацията на намотката на ротора и да се определи наличието на късо съединения, се наблюдава електромагнитното поле в междина на генератора. За да илюстрира този метод, фигурата показва графика на разпределението на индукцията на електромагнитното поле в процепа на турбинния генератор. Поради факта, че сензорът на полето е монтиран директно в процепа, пулсацията на полето поради назъбената структура на ротора е ясно видима на графиката. Ако на тази графика се появят изкривявания на полето в областта на един зъб или един участък от намотката на ротора, това обикновено показва нарушение на изолацията на жлеба или наличие на късо завъртане на завоите в участъка на намотката.
3 От голямо значение за диагностиката е анализът на разпределението на електромагнитното поле в процепа при промяна на натоварването на електрическата машина. В този случай е възможно допълнително да се диагностицират редица дефекти в роторната намотка на синхронна машина. Наблюдението на състоянието на роторната намотка на асинхронни машини (определяне наличието на изгорели пръти на късо съединената роторна клетка) се извършва въз основа на анализа на спектралния състав на консумираната от електродвигателя мощност от мрежата . Този метод е описан по-долу в раздела Мониторинг на въздушната междина на електрическа машина Въздушната междина се измерва с помощта на капацитивни сензори, монтирани на вътрешната повърхност на статора на електрическа машина. За повечето електрически машини, с изключение на големите хидрогенератори, е достатъчно да се монтират не повече от 4 такива сензора. Непрекъснатото наблюдение на промените във въздушната междина и следователно на деформацията на ротора позволява ранно откриване на отслабване в ротора, взаимни измествания на ротора и статора и редица други дефекти Наблюдение на вибрациите на статорния пакет от статор Едно от важни причини, водещи до влошаване на техническото състояние на статора на електрическа машина, е повишената мобилност на отделни пакети от магнитната верига. Поради това изолацията се изтрива както в магнитната верига, така и в изолацията на прореза на намотката. Ако се наблюдава вибрацията на магнитната верига на статора, тогава нарушаването на механичната цялост може да бъде установено достатъчно надеждно. Това се проявява в спектъра на вибрационния сигнал чрез увеличаване на броя и амплитудата на висшите хармоници, кратни на честотата на електромагнитната сила, равна на 100 (120 в САЩ) херца. Тези хармоници се срещат в специфични честотни диапазони, които се различават за различните видове и конструкции на електрически машини. Системата "REMM" анализира вибрационни сигнали от три сензора, монтирани на крайния и средния пакет на магнитната верига. Увеличаването на амплитудата на висшите хармоници винаги показва повишена подвижност на статорните елементи един спрямо друг Наблюдение на вибрационното състояние на лагерните възли на електрическа машина Определянето на техническото състояние на лагерните възли се извършва въз основа на измерване и анализиране на сигнали от вибрационни сензори, монтирани на опори на лагери. Техниката на такъв контрол и анализ на получените сигнали е добре известна и не се нуждае от обяснение. В допълнение към защитата на електрическа машина чрез ниво на вибрации, диагностициране на дефекти чрез вибрационни спектри, системата REMM има способността да извършва балансираща работа въз основа на информация, получена от инсталирани сензори Мониторинг на електромагнитната асиметрия на ротора и статора на електрическа машина Наблюдение на наличие на електромагнитна асиметрия въз основа на спектрален анализ на консумираната (изходна) мощност на електрическата машина. Методът за неговото изпълнение е много прост чрез анализ на графиките на спектралната плътност на съответните параметри. В този случай е важно да се получат такива спектри с много висока честотна разделителна способност.