Введение к работе
Актуальность работы. Характерной особенностью современного состояния электроэнергетики России является то, что большая часть технологического оборудования электростанций, в том числе электрогенерирующего, выработала расчётный срок службы При этом из-за энергичного подъёма экономики во многих регионах страны или уже возник дефицит электроэнергетических мощностей, или обозначилась его близкая перспектива В таких обстоятельствах чрезвычайно актуальной становится реализация любой возможности продления ресурса тех видов действующего оборудования, которые не могут быть заменены в кратчайшие сроки. Одним из первоочерёдных видов такого оборудования на электростанциях являются турбогенераторы (ТГ).
Надёжность работы ТГ складывается из надежности его основных узлов, в числе которых статор, и надежности, обусловленной технологией эксплуатации. Основными путями обеспечения работоспособности и продления срока службы оборудования являются' регулярный контроль технического состояния, своевременный и полноценный ремонт и соответствующая техническому состоянию эксплуатация. Ключевым компонентом названных путей обеспечения надёжности и продления срока службы является техническая диагностика оборудования.
Вопросам диагностирования генераторов на электростанциях посвятили труды многие известные учёные и специалисты ведущих отраслевых научных институтов электроэнергетики, электромашиностроения и заводов-производителей электрогенераторов для электростанций, в частности Мамико-нянц Л Г., Цветков В.А., Пикульский В А, Назолин А.Л, Поляков В.И., Бураков А М., Геллер РЛ, Подольский В.В., Рябов Е.В, ПІкапцов В.А., Голованов А.П, Плотников ВН., Штейшпнейдер А.В., Чистиков А.А, Иогансен ВИ, Перчанок Б.Х., Руденко В И., Гаврилов Л.Г., Остерник Э С, Детинко Ф.М., Загородная Г.А., Фастовский В.М., Шубов И.Г., Башкин А.Г., Курилович Л В, Хуторецкий Г.М, Мазин Э М., Станиславский Л Л, Глидер Е.Х, Лившиц А Л, Рабинович В.М, Певная Э М, и др В электроэнергетике на отраслевом уровне выпущены циркуляры, решения и информационные письма. ЭЦ-7/75, Р№Э-1/80, Ц-01-84(э), Р№Э-4/88, Ц-04-96(э), ИП-05-98(э), посвященные использованию вибрационных методов для контроля технического состояния генераторов на электростанциях.
Одним из базовых узлов статора ТГ является его магнитопровод (сердечник) Сердечник не является самым слабым узлом статора, однако, если другие составные части статора могут быть заменены при исправном сердечнике, то утрата работоспособности сердечником означает необходимость замены всего статора. Поэтому диагностирование и поддержание технического состояния сердечника* статора - основное условие, определяющее продолжительность срока службы IT
Возможностъ иметь объективную оценку состояния сердечника статора позволяет своевременно провести эффективные ремонтные мероприягия по поддержанию его технического состояния и принять меры для стабилизации его
остаточного ресурса путём оптимизации параметров режима работы ТГ.
Наряду с используемыми методами, эффективные дополнительные возможности контроля состояния сердечника статора дают вибрационные методы.
Цель работы - обосновать возможность применения специальных методик диагностирования статоров ТГ в условиях эксплуатации на основе текущей вибрационной информации, предложить практические методы их реализации, сформулировать задачи дальнейшего совершенствования вибрационного метода диагностирования статоров ТГ.
Для достижения указанной цели поставлены следующие задачи: Изучение, анализ и опробование вариантов и технологий получения вибрационной информации, достаточно полно отражающей состояние механической системы статора и его сердечника.
Исследование связи параметров вибрационных сигналов с техническим состоянием сердечника статора
Формирование представительных параметров контроля для реализации вибрационного метода диагностирования статора и его сердечника. Формирование критериев для вибрационного метода контроля технического состояния статора
Выявление не связанных с изменением технического состояния статора эксплуатационных факторов, влияющих на параметры вибрационных сигналов, регистрируемых на статоре Изучение характера их влияния на вибрацию. Разработка методик, позволяющих учитывать влияние на контролируемые вибрационные параметры статора текущих эксплуатационных факторов.
Методы исследований. Для решения поставленных задач использовались методы математического моделирования, математической статистики, экспериментальные исследования, теория электрических машин, теоретические и расчётные методы исследования с применением ЭВМ.
Научная новизна состоит в развитии теории и практики диагностирования статоров ТГ методом вибрационного контроля в условиях их эксплуатации Новыми научными результатами являются.
1.Выбор и обоснование в качестве контрольного параметра составляющей вибрации в полосе частот 200-1000 Гц. 2.Методика приведения параметров вибрации, снятых в условиях эксплуатации
в произвольном режиме работы ТГ, к базовому номинальному режиму. З.Новые способы контроля состояния механической системы статора, в том числе на работающем ТГ, через параметр, характеризующий поглощение энергии колебаний. 4.Специальная методика вибрационного мониторинга ТГ и оценки технического состояния статоров ТГ на основе вибрационной информации. Практическая ценность: определены вибрационные параметры контроля состояния механической системы статора в условиях эксплуатации,
собрана обширная база виброизмерительной информации по статорам ТГ мощностью бО-500МВт,
обоснована целесюобразность оснащения статоров ТГ стационарньтми системами вибрационного мониторинга,
сформулированы основные требования к стационарным системам контроля вибрации статора,
даны рекомендации по размещению вибрационных датчиков на статоре, разработаны и апробированы в производственных условиях методики приведения параметров вибрации статора в произвольных эксплуатационных режимах ТГ, к его номинальному режиму работы,
разработанные методики применения вибрационного метода могут эффективно способствовать продлению ресурса статоров ТГ, а также решению актуальной для электроэнергетики задачи - переходу к стратегии обслуживания и ремонта оборудования по техническому состоянию.
Реализация результатов: На базе проведённых исследований и экспериментов разработаны и используются в региональном масштабе Методические указания по вибрационному мониторингу статоров ТГ.
На 1.01 2005г. по разработанной методике на регулярной основе проведено 1213 вибрационных обследований статоров 38-ми ТГ различных типов, мощностью от 60 до 500МВт. Результаты обследований документированы в 57 отчетах.
За период наблюдений предсказан вероятный обрыв стяжных призм сердечника статора на одном из контролируемых ТГ.
На одном из ТГ мощностью 300МВт выявлен дефект в системе крепления сердечника к корпусу статора.
Статоры контролируемых ТГ ранжированы по признаку уровня и тенденции изменения контролируемых параметров.
Разработанные методики вибрационного мониторинга включены в официальное научное издание НЦ ЭНАС "Основное оборудование в энергосистемах" в раздел, средства и методы контроля состояния турбогенераторов, вошли в учебное пособие "Эксплуатация электрооборудования электрических станций и подстанций" Чувашского государственного университета, используются в лаборатории диагностики ОАО "Свердлоюлектроремонт" при проведении учебных занятий со студентами Уральского государственного технического университета (УГТУ-УПИ) по специальности диагностика электрооборудования
Апробация работы и публикации. Результаты проведённых работ докладывались и представлялись на 19 международных, всероссийских, региональных, ведомственных научно-технических конференциях, конгрессах и семинарах по вопросам исследований, контроля и диагностики силового электрооборудования.
