Научное издание Вестник УГТУ-УПИ № 5 (25) г. Екатеринбург 2003 гогд.


Электромеханические и электромагнитные
преобразователи энергии и управляемые
электромеханические системы.

Часть 1.

Общие вопросы электрических машин и
трансформаторов.
Машинно-вентильные системы.
Вопросы диагностики.
Мурашев В.С.

ДИАГНОСТИКА СОСТОЯНИЯ ОБМОТКИ СТАТОРА
ТУРБОЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ.

В.С. Мурашев, г. Екатеринбург,

Наблюдаемый
в настоящее время рост крупных холдинговых компаний, ввод в эксплуатацию новых
и законсервированных мощностей, наращивание производства приводит к чрезвычайно
быстрому росту ущерба от выхода агрегатов из строя. Эти факты и повышают
внимание к диагностике состояния электрических машин. Для крупных электрических
машин стоимость длительного выхода из строя столь велика, что становится
экономически целесообразно вкладывать большие средства в проекты по раннему
обнаружению дефектов.Почему же всё-таки турбоэлектродвигатели? Это связано со
многими факторами.Технологически очень сложно изготовить секции для таких машин
(все электродвигатели, начиная с 60-х годов, имеют обмотку статора, секции
которой с эвольвентными лобовыми частями), шаг секций практически диаметральный
(стороны секций лежат в одной плоскости) - это отражается на скорости укладки
секций в пазы. Диаметр расточки статора относится к длине железа статора
минимум 1:2. Все эти факторы требуют высокого уровня технологии ремонта и общей
культуры производства работ и эксплуатации. Однако аварийные ситуации неизбежны
при эксплуатации. Для того чтобы уменьшить число внештатных ситуаций и
проводить ремонты согласно фактического состояния электрических машин и
необходима диагностика состояния. Наибольшую ценность представляют
диагностические методы, применение которых основано на безостановочном методе.
Из спектра методов самыми надёжными считаются разрушающие методы. Всё было бы
хорошо если бы не одно но, такие методы требуют дополнительных затрат на ремонт
разрушенного элемента и нежелательная реакция неповрежденного агрегата
электрической машины. Надёжность электрических машин в значительной степени
определяется надёжностью их обмоток, которая в свою очередь, зависит от
состояния изоляции.Статистика говорит, в подавляющем большинстве случаев
(85-95%) отказы асинхронных электродвигателей мощностью более 5 кВт происходят
из-за повреждения обмоток и распределяются следующим образом: межвитковые
замыкания-93%, пробой межфазной изоляции-5%, пробой пазовой изоляции-2%. Для
оценки эксплуатационной надёжности синхронных электродвигателей широко
применяется понятие удельное число аварийных отключений (удельная
повреждаемость), которое представляет среднее число аварийных отключений на
одну машину в год от общего числа отключений в процентах. Статистика по
синхронным машинам показывает, что удельная повреждаемость возрастает с
увеличением мощности. У синхронных электродвигателей наиболее «слабым» узлом
является статор. Анализ отказов синхронных электродвигателей из-за повреждения
обмотки статора, как правило происходит в результате пробоя изоляции обмотки,
основным местом пробоя является пазовая часть обмотки, пробой которой
составляет примерно 50% всех пробоев обмоток статора. По этому первостепенной
задачей диагностики является диагностика состояния обмотки статора. Большой
практический интерес представляют, разработка методики расчёта показателей
надёжности обмоток с учётом механических свойств изоляции не говоря уже об
электрических в начальный период эксплуатации и их старения под воздействием
факторов, таких как механические воздействия при коротких замыканиях,
температура хладагента, перенапряжения при переходных процессах, наличие
агрессивных сред, вибрация, режим нагрузки и т.д.В основу исследований по диагностике
положен прошлый опыт (исследования). Информация о машине (априорная, априори от
лат. a priori- из предшествующего) есть фундамент для диагностики состояния в
реальном времени и получение оценки в будущем (апостериорная оценка,
апостериори от лат. a posteriori – из последующего).Предшествующая информация о
электрической машине и настоящая после обработки можно понимать как информация
в будущем.В исследования на надёжность электрических машин заложена модель
«слабейшего звена». Вся система представляется в виде последовательно
соединённых элементов, в которой отказ одного элемента приводит к выходу из
строя всей цепи. Надёжность работы электрических машин в целом зависит от
надёжности работы изоляционных устройств. Поэтому важно понять процессы, происходящие
в них. Имея характеристики, отражающие свойства изоляции в зависимости как от
времени, так и от воздействующих в эксплуатации факторов, можно более правильно
реагировать на её повреждения, организовать соответствующим образом её
эксплуатацию.Каждый из этих элементов имеет некоторое распределение
вероятностей пробивного напряжения в исходном состоянии зависящих от различных
факторов. Эксплуатируя изоляцию, под воздействием нагрузок и внешних факторов
распределение вероятностей пробивного напряжения элемента будет меняться.
Электрическая машина работает под напряжением, а точнее сказать приложенное к
изоляции оно имеет некоторое распределение вероятностей при этом оно
практически не будет изменяться в процессе эксплуатации. Сопоставляя эти
распределения можно оценить вероятность того, что приложенное напряжение
превысит пробивное и тем самым оценить вероятность отказа системы изоляции в
разные моменты времени.

Блок-схема структуры надёжности.

В данном случае цепь это изоляция обмотки статора состоящая из двух крупных
элементов витковой и корпусной изоляции. В исходном состоянии элементы системы,
имеют высокое пробивное напряжение, и рассчитанная вероятность безотказной
работы, близка к единице. Каждый элемент характеризуется группой различных
параметров природа которых различна, расположение этих параметров
представляется параллельным, выход или изменение величины одного параллельного
элемента увеличивает или уменьшает вероятность пробоя изоляции. В процессе
эксплуатации происходит износ электроизоляционных материалов и пробивное
напряжение снижается при этом уменьшается вероятность безотказной работы
системы изоляции. Каждый элемент представлен в виде проводимости, изменение
проводимости до нуля приводит к увеличению приведённой проводимости и этим самым
снижает устойчивость всей системы.Параллельные элементы цепи в каждом
последовательном блоке это различные параметры изоляции: влажность,
загрязнённость, температура, класс нагревостойкости, напряжение питания и т.д.
Попытка спрогнозировать изменение вероятности безотказной работы системы во
времени позволит ответить на вопрос, как ведёт, будет вести себя электрическая
машина во времени. Вероятность безотказной работы, вероятность отказов,
интенсивность отказов, средняя наработка до отказа – есть количественная
характеристика надежности невосстанавливаемых узлов, в частности обмоток
статоров электрических машин.Имея в наличие несколько показателей надёжности не
означает, что нужно дать заключение о надёжности по всем показателям. Как
правило при исследовании надёжности электрических машин наиболее часто
используется вероятность безотказной работы.Информация об объекте является
базой для реализации процесса прогноза, для получения оценок в будущем.

Литература

1. Гольдберг
О.Д., Голубович А.Н. Надёжность электрических машин и аппаратов., 1984 год.

2. Котеленец Н.Ф, Кузнецов Н.Л. Испытания и надёжность электрических машин:
Учебн. пособие для вузов по спец. "Электромеханика". –М:Высш.шк. 1988
232 с. : ил.



 



 

 
Новости компании

21.02.2014

Запустили новый сайт

Компания УралЭлектроМашСервис запустила новый сайт. Наши клиенты могут посмотреть перечень услуг и галерею готовых работ. Вся дополнительная и справочная информация по старому адресу http://diagnostica-em.narod.ru/

Подробнее...

21.02.2014

Обновленный каталог услуг

УралЭлектроМашСервис готов Вам предложить перечень услуг по ремонту, диагностике и обслуживанию электродвигателей переменного тока, генераторов, электрических машин постоянного тока и различных специальных ЭМ.

Подробнее...

21.02.2014

Новые услуги от компании УралЭлектроМашСервис

Компания УралЭлектроМашСервис занимается ремонтом и производством различного электрооборудования (общепромышленного , электрической тяги, станочного, бытового).

Подробнее...


11.12.1408

Изменение цен материалы растут

Цены на медный прокат и проводниковую продукцию увеличились.

Подробнее...

11.12.3170

УралЭлектроМашСервис

Расширение номенклатуры сварочных работ.

Подробнее...

23.12.2014

«Теория и практика измерения частичных разрядов в изоляции высоковольтного оборудования»

26-27 февраля 2015 года ООО "УЭМС" принимал участие в работе ежегодной (двенадцатой) конференции по теме: «Методы и средства контроля изоляции высоковольтного оборудования»

Подробнее...

28.12.2014

УралЭлектроМашСервис приобретет

На постоянной основе закупает

Подробнее...


07.02.2016

ООО УЭМС" пополнила список приборов. Приобретен прибор Э-236

Прибор для проверки и дефектовки автотракторных МПТ.

Подробнее...

22.02.2016

Испытания, мониторинг и диагностика состояния высоковольтных кабельных линий

16-17 февраля 2016 года в г. Пермь прошла ежегодная конференция " Методы и средства контроля изоляции высоковольтного оборудования".

Подробнее...

30.10.2016

Расширение парка станков и специального инструмента

УралЭлектроМашСервис пополнил парк специальных станков для ремонта и изготовления катушек, приобретен станок СРН-05М1, увеличен парк гидравлического оборудования, съемник TOR DYF-10T обеспечивает решение новых задач.

Подробнее...

05.01.2017

Сотрудники компании прошли ресертификацию в Уральском центре аттестации.

Сотрудники компании прошли ресертификацию в системе РОСТЕХНАДЗОРа в области ВИБРОДИАГНОСТИЧЕСКОГО Неразрушающего контроля согласно ПБ 03-440-02.

Подробнее...

25.02.2017

«Диагностика высоковольтного оборудования на основе анализа растворенных (в масле) газов и частичных разрядов»

15-16 февраля 2017 года в г. Пермь прошла ежегодная конференция " Методы и средства контроля изоляции высоковольтного оборудования". Специальный вопрос конференции 2017:

Подробнее...

26.02.2017

УралЭлектроМашСервис пополнил парк измерительных приборов и оснастки.

Токарная группа получила в свое распоряжение люнет неподвижный 1А616. Испытательная электротехническая лаборатория киловольтметр С-196.

Подробнее...