Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология
Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии


Труды конференции «Повышение надежности и эффективности эксплуатации электрических



станций и энергетических систем», 2010 г., МЭИ, www.energy2010.mpei.ru

Дефекты мощных турбогенераторов и методы их выявления

Техническое состояние турбогенератора определяется техническим состоянием его основных конструктивных узлов: сердечник и обмотка статора, бочка, хвостовые части, обмотка и бандажные узлы ротора. Ниже рассмотрены дефекты, наличие и степень развития которых являются определяющим фактором в отношении надежности эксплуатации и физического ресурса перечисленных конструктивных элементов.

Нарушение прессовки зубцов сердечника статора наиболее часто встречается в торцевых зонах сердечника на турбогенераторах длительное время работающих в режимах потребления реактивной мощности. При несвоевременном обнаружении и устранении ослаблений прессовки зубцов вследствие вибрации, обусловленной действием аксиальных электромагнитных сил от поля рассеяния в торцевой зоне, неподжатые листки активной стали со временем обламываются. Обломившиеся фрагменты перетирают изоляцию близлежащих стержней, что создает опасность пробоя и аварийного отключения генератора.

Повреждения изоляционных лаковых пленок между сегментами активной стали статора. При работе генератора в месте повреждения изоляции происходит выделение дополнительных потерь вследствие протекания вихревого тока и возникает местный перегрев зубца. Развитие данного дефекта может приводить к серьезным повреждениям типа «пожар железа», прогоранию изоляции обмотки и аварийному отключению генератора.

Ослабление крепления сердечника к корпусу статора.

Из-за механического износа вследствие вибраций сердечника, а так же по причине его вертикальной осадки под действием собственного веса происходит разуплотнение стяжных ребер (наборных клиньев) с активной сталью, образуются зазоры в области посадочных мест стяжных ребер.

Нарушение связи стяжных ребер с активной сталью сопровождается ухудшением вибрационного состояния статора, что может приводить к повреждению сварных соединений между деталями узлов крепления сердечника к корпусу, а в отдельных случаях – к повреждениям самих элементов крепления сердечника.

Дефекты изоляции обмотки статора.

Основными причинами ухудшения состояния изоляции статорных обмоток турбогенераторов являются тепловое старение (в том числе и вследствие местных перегревов сердечника статора), электрическое старение вследствие воздействия на нее частичных разрядов, повышенные вибрации и механические истирания вследствие ослабления деталей крепления обмотки в пазовой и лобовых частях, а так же механические повреждения при попадании в зазор работающего генератора посторонних металлических предметов.

Дефекты бочки и хвостовых частей ротора.

Наиболее опасным дефектом вала ротора является возникновение и развитие усталостных трещин. Основными предпосылками к их зарождению являются образование местных концентраторов напряжений вследствие подкаливания поверхности бочки ротора токами обратной последовательности (при работе генератора в несимметричном режиме), подкаливания шеек вала вследствие нарушения маслоснабжения подшипников; наклеп и фреттинг-износ, возникающие в работе при ослаблении посадочных натягов деталей, устанавливаемых путем горячей посадки и т.д.

Дефекты бандажных узлов ротора.

Основными причинами, вызывающими повреждения и разрушения бандажных узлов роторов турбогенераторов являются:

коррозионное растрескивание под действием влажности, нагревов и механических нагрузок;

подкаливание носиков бандажных колец в несимметричных режимах работы;

Знакопеременные механические нагрузки, обусловленные вращением ротора в условиях его статического прогиба под действием собственного веса.

Дефекты обмотки ротора.

Наиболее существенное влияние на техническое состояние корпусной и витковой изоляции, а так же меди витков обмотки ротора оказывают перегревы, термомеханические деформации и усилия, загрязнение и увлажнение. При чрезмерных нагревах обмотки в условиях стесненного теплового расширения в меди витков возникают термомеханические напряжения, превышающие предел текучести, что в итоге вызывает деформацию и укорочение витков. Загрязнение и увлажнение приводят к снижению сопротивления витковой и пазовой изоляции и создают опасность замыкания обмотки ротора на вал или замыканиям между соседними витками.

Обеспечение длительной и надежной работы турбогенераторов в значительной степени обусловлено своевременным обнаружением и устранением дефектов их конструктивных узлов. Решение поставленной задачи достигается за счет разработки и внедрения современных методов технической диагностики. Проведение комплексных диагностических обследований с привлечением квалифицированных специалистов позволяет:

получить достоверную оценку технического состояния оборудования;

обосновать возможность продления срока службы, выработать комплекс мероприятий и рекомендаций по ремонтному обслуживанию и эксплуатации;

Оптимизировать затраты на ремонт и модернизацию диагностируемого оборудования.

С начала 2000-х годов специалисты нашей фирмы выполняют комплексные обследования турбогенераторов, включающие в себя диагностирование вышеуказанных конструктивных узлов.

Для выявления дефектов перечисленных элементов конструкции на ранней стадии развития проводятся следующие мероприятия:

контроль плотности прессовки зубцов сердечника статора ультразвуковым методом;

контроль состояния изоляции между сегментами электротехнической стали статора электромагнитным методом при намагничивании сердечника пониженной индукцией;

контроля состояния элементов упругой подвески сердечника статора в корпусе вибрационным методом;

контроль состояния изоляции обмотки статора на основе измерения уровней частичных разрядов по пазам статора при последовательном подключении каждой из фаз обмотки к источнику повышенного напряжения;

оценка состояния изоляции обмотки статора на основе эндоскопического обследование вентиляционных каналов сердечника и корзин лобовых частей;

контроль состояния поверхности металла ротора на основе измерения твердости и эндоскопического обследования;

оценка состояния меди витков и изоляции обмотки возбуждения на основе эндоскопического обследования лобовых частей обмотки и вентиляционных каналов (в турбогенераторах с непосредственным газовым охлаждением обмотки возбуждения);

Оценка состояния бандажных узлов ротора турбогенератора на основе технического осмотра и использования результатов цветной дефектоскопии.

Методики и условия проведения обследования и диагностики.

Оценка технического состояния турбогенератора проводится на основе обследования статора и ротора во время среднего ремонта (при выведенном роторе), а также анализа эксплуатационной и ремонтной документации (суточные ведомости, журнал учета дефектов, протоколы испытаний, ремонтная документация и т.п.).

Обследование статора турбогенератора выполняется с применением следующих методов контроля технического состояния основных узлов.

Электромагнитный метод выявления местных замыканий и участков активной стали сердечника статора с повышенными потерями. Контроль проводится при кольцевом намагничивании сердечника с низкой индукцией намагничивания (0, 02-0, 05 Тл) и позволяет выявлять все повреждения межлистовой изоляции, как на поверхности, так и в глубине сердечника, способные вызвать недопустимый нагрев в работе или при проведении испытаний стали статора с индукцией 1, 0 – 1, 4 Тл.

Электромагнитный контроль межлистовой изоляции активной стали статоров турбогенераторов выполняется на остановленной машине с выведенным ротором. Генератор должен быть расшинован, фазы обмотки разомкнуты.

Питание намагничивающей обмотки осуществляется от понижающего трансформатора на 12В или 36В мощностью не менее 1000 ВА. Номинальное напряжение понижающего трансформатора и число витков намагничивающей обмотки уточняются исходя из местных условий и обеспечения индукции на спинке в пределах 0, 02-0, 05 Тл (Рис. 1).

Рис. 1 Схема проведения электромагнитного контроля.

Состояние изоляции листов активной стали статора и степень опасности выявленных местных замыканий оценивается по мощности дополнительного тепловыделения в зоне выявленных дефектов, определенной по результатам испытаний с учетом тарировки измерительной схемы. Дополнительная оценка степени опасности дефектов проводится на основе осмотра с использованием технического эндоскопа.

В случае положительных результатов проведения электромагнитного контроля (отсутствие опасных замыканий листов активной стали) проведение испытаний стали статора при кольцевом намагничивании с индукцией 1, 0 ил 1, 4 Тл не требуется.

Ультразвуковой метод контроля плотности прессовки сердечника стали статора на основе измерения задержки ультразвука на всех зубцах крайних пакетов и в системе нажимной палец – крайний пакет активной стали. Позволяет проводить оценку общего состояния плотности прессовки активной стали, выявлять ослабленные участки сердечника на начальной стадии появления распрессовки, контролировать полноту и качество устранения дефектов в процессе выполнения ремонтных работ или модернизации (перешихтовки) сердечника.

При проведении УЗК измерения времени распространения ультразвуковых колебаний осуществляется на всех зубцах трех крайних пакетов активной стали (Рис. 2б), а также в системе нажимной палец – крайний пакет (рис. 2а). При необходимости проводится контроль плотности прессовки в центральной зоне сердечника.


Поделиться:



Популярное:

  1. Cистемы зажигания двигателей внутреннего сгорания, контактная сеть электротранспорта, щеточно-контактный аппарат вращающихся электрических машин и т. п..
  2. Cистемы зажигания двигателей внутреннего сгорания, контактная сеть электротранспорта, щеточно–контактный аппарат вращающихся электрических машин и т. п..
  3. III. Подведение итогов конференции
  4. V этап. Сестринский анализ эффективности проводимого сестринского процесса.
  5. Алгебраическая сумма всех электрических зарядов любой замкнутой системы остается неизменной (какие бы процессы ни происходили внутри этой системы).
  6. Альтернативные методы экономической оценки эффективности проектов.
  7. АНАЛИЗ И РАСЧЁТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ
  8. Анализ опасности поражения током в различных электрических сетях
  9. Анализ показателей результативности и эффективности деятельности ООО «Транспортная Компания Татарстан»
  10. Анализ эффективности защитных мероприятий
  11. Анализ эффективности использования нематериальных активов
  12. Анализ эффективности использования основных производственных фондов


Последнее изменение этой страницы: 2017-03-11; Просмотров: 740; Нарушение авторского права страницы


lektsia.com 2007 - 2024 год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! (0.024 с.)
Главная | Случайная страница | Обратная связь