Регистрация
РУС ENG
Расширенный поиск
http://www.eprussia.ru/epr/139/10806.htm
Газета "Энергетика и промышленность России" | № 23-24 (139-140) декабрь 2009 года

Диагностика on-line повысит надежность энергетических объектов

Энергетика: тенденции и перспективы Игорь РУДЧЕНКО, исполнительный директор ЗАО «МТК Бизнес. Оптима»

Согласно расчетам экспертов, к 2010 году 104 ГВт, или около 50 процентов действующего в настоящее время оборудования ТЭС и ГЭС, выработает свой ресурс, а к 2020 году эта цифра составит 150 ГВт (70 процентов).

Вводы мощности должны обеспечивать не только прирост потребности в генерирующей мощности, но и замещение выбывающего оборудования. Эта ситуация не может не вызывать беспокойства, ведь для замены такого количества оборудования потребуется не один год. Наряду с этим существует тенденция, которая сегодня повсеместно прослеживается, – увеличение срока службы высоковольтных вращающихся машин (ВВМ) и их обслуживание по реальному состоянию.

В таких обстоятельствах становится очевидной необходимость введения ряда компенсирующих мер, позволяющих успешно осуществить эти задачи. Опыт зарубежных компаний показывает, что реализация изменения стратегии технического обслуживания (ТО), основанной на фактическом состоянии машин, требует внедрения целого комплекса современного высокотехнологичного оборудования. Перейти на обслуживание по реальному состоянию и при этом не получать информацию о том, что происходит в ВВМ с узлами и механизмами в процессе работы, становится просто недопустимо.

Зарубежный опыт эксплуатации ВВМ имеет примеры подобных решений. В частности, одна из крупнейших генерирующих компаний Северной Америки Ontario Power Generation (OPG) с установленной мощностью 21 ГВт и годовой выработкой в 108 ТВт-ч эксплуатирует 65 ГЭС, 5 ТЭС и 3 АЭС. В 1993 году только за счет применения мониторинга ЧР на гидрогенераторах суммарной мощностью 7 ГВт экономия OPG составила 4,2 миллиона долларов в год. Этот результат достигнут именно благодаря внедрению технологий контроля ВВМ в процессе работы. Технология контроля системы изоляции в процессе работы методом измерения частичных разрядов (ЧР) была разработана компанией OPG (с 1990 года оборудование мониторинга ЧР производится компанией IRIS Power LP) и применяется уже более 25 лет. А затраты на разработку этого метода и соответствующего оборудования составили более 2 миллионов долларов.

На зарубежных электростанциях практически все фирмы – изготовители ВВМ оснащают свою продукцию измерительными комплексами мониторинга состояния изоляции методом ЧР под нагрузкой, так называемого on-line контроля. Несомненно, что этот мониторинг on-line более информативен и динамичен, может способствовать своевременным выводам о техническом состоянии статорной обмотки.

Существующие нормативные методы контроля изоляции могут не выявить начальных стадий дефектов, а потому требуется более тонкий инструмент анализа. Таким инструментом является измерение частичного разряда в изоляции и на ее поверхности.

На ВВМ энергетической отрасли России широкого распространения измерение ЧР пока не получило. Включение в РД 34.45‑51.300‑97 «Объем и нормы испытаний электрооборудование» при его вводе в 1997 году требования об измерении ЧР в плановые капитальные работы менее чем через год было аннулировано. Причиной послужило отсутствие на тот момент апробированной методики, необходимой аппаратуры и определенное недоверие специалистов. Требование о проведении измерений ЧР off-line, тем не менее, осталось в ГОСТ 20074‑83, в «Сборнике распорядительных материалов по эксплуатации энергосистем», в «Методических указаниях по оценке технического состояния турбогенераторов, отработавших нормативный срок службы», в «Методике оценки технического состояния оборудования гидроэлектростанций» и других. Кроме того, измерение ЧР в процессе работы имеет ряд серьезных преимуществ перед тестом off-line в получении объективной информации о состоянии системы изоляции ВВМ. Учитываются параметры, присущие только рабочему режиму, такие, как температурные, электрические, механические нагрузки и другие.

Один из критериев, по которым осуществляется анализ состояния контролируемых параметров, – сравнение уровня ЧР одного класса машин между собой, а также со статистической базой данных (БД). В БД находятся значения измерений ЧР, полученные на схожих машинах, работающих при схожих параметрах, с использованием приборов анализаторов. Например, база данных компании IRIS является самой большой базой данных такого типа в мире и содержит более 140 тысяч результатов измерения ЧР. В нее внесены результаты, полученные с использованием оборудования компании IRIS при тестировании гидро-, турбогенераторов и электродвигателей различного класса напряжения и мощности, разных компаний-производителей, в разных регионах мира. База данных содержит полную информацию о параметрах каждой электрической машины, на которой производились измерения ЧР, типе установленных датчиков, системе охлаждения, классе напряжения и т. п., а также о результатах тестов, основанных на использовании промышленной стандартной величины Qm частичного разряда. Параметры измерения ЧР – NQN и Qm являются стандартами в отрасли (стандарт IEEE 1434 Института инженеров-электронщиков и IEC 60034‑27 Международного электрического консорциума). Поэтому база данных компании IRIS – важнейший источник статистической информации, необходимой для оценки состояния изоляции статора. Ежегодно IRIS публикует аналитический отчет, используя информацию, полученную из базы данных, и представляет его на ежегодной международной конференции IRMC (IRMC Rotating Machine Conference).

Последовательное и систематическое тестирование системы изоляции ВВМ в процессе работы позволяет персоналу предприятия повысить надежность оборудования. Хотя некоторые заключения можно извлечь из одного теста, основным критерием оценки состояния системы изоляции является динамика изменения ЧР во времени (тренд). Так, например, возрастание значения Qm в два и более раз за период 6 месяцев указывает на быстро развивающийся дефект в изоляции.

Измерение ЧР позволяет определить такие дефекты системы изоляции статора, как неудовлетворительное прилегание обмотки к стенкам пазов, нарушение полупроводящего покрытия стержней, нарушение градиентного покрытия на выходе из паза, отслоение изоляции от проводниковой части обмотки, расслоение изоляции по толщине, вибрация обмотки в пазах, истирание изоляции, загрязнение обмотки статора, особенно на границах межфазных зон, нарушение изоляционных промежутков в межфазных зонах и др.

Внедрение данной технологии несет значимый ряд преимуществ для предприятий и позволяет сократить количество аварийных остановок на 21‑37 процентов в зависимости от типа электрической машины, предупредить аварийную остановку и вывести оборудование в ремонт планово. Это не только предотвращает недовыпуск продукции, но и позволяет избежать повреждений ВВМ вплоть до неремонтопригодности, свести к нулю количество плановых остановов по причинам, связанным с состоянием изоляции статорной обмотки ВВМ с сопутствующим значимым увеличением ресурса ВВМ, предотвратить приемку агрегатов с некачественно изготовленной изоляцией статора.

Оборудование IRIS по мониторингу методом ЧР представляет собой полностью готовый продукт, который при инсталляции не требует изменения в конструкции агрегата, монтируется без серьезных трудозатрат. Работа с этим оборудованием построена так, чтобы весь комплекс – от измерений до выводов о состоянии изоляции – мог делать специалист предприятия, лишь прошедший соответствующий инструктаж.

На сегодняшний день получено более 8 тысяч положительных отзывов от компаний, использующих оборудование IRIS во всем мире. Более 20 тысяч систем диагностики эксплуатируется на тысячах машин без проблем более 19 лет. Оборудование фирмы IRIS успешно применяется в электрогенерирующих предприятиях всех типов, в нефтехимической отрасли и т. п. Метод также признан и широко эксплуатируется производителями электрических машин, такими, как ОАО «Силовые машины», ООО ЛЗТЭМ «Привод», General Electric, Siemens/Westinghouse, ABB, Alstom, TECO, Jeumont и другими.

Сегодня оборудование для контроля ЧР на ВВМ в России можно заказать в компании ЗАО «МТК Бизнес. Оптима», официального представителя IRIS Power LP в России. Специалисты компании ЗАО «МТК Бизнес. Оптима» осуществляют полную техническую поддержку своих заказчиков, выполняют все работы под ключ и оказывают полную техническую поддержку, подключение приборов к локальной компьютерной сети или к сети Интернет, а также интеграцию оборудования IRIS в АСУТП предприятия.

Подводя черту под вышесказанным, необходимо отметить, что одним из наиболее тяжелых дефектов, возникающих в процессе эксплуатации генераторов и ответственных электродвигателей, является высоковольтный пробой изоляции обмотки статора машин. По статистическим данным проблемы с изоляцией статорной обмотки возникает у 37 процентов всех двигателей и генераторов, и они являются одной из основных причин вынужденных отказов, приводящих к большим потерям. Последние исследования в отношении гидрогенераторов (CIGRE) показывают, что разрушения изоляции являются одним из наиболее часто возникающих инцидентов (57 процентов), к тому же в 30 процентах случаев они ведут к распространению разрушений на другие узлы машины.

Оборудование, обеспечивающее развитие разрушающих процессов методом ЧР в изоляции ВВМ, уже существует и успешно эксплуатируется, контролируя развитие дефектов в изоляции, что позволяет говорить о возможности реализовать стратегию ремонтов по реальному состоянию.

Внедрение предлагаемого подхода, мониторинга состояния изоляции методом частичных разрядов (ЧР) на работающей (под нагрузкой) высоковольтной вращающейся электрической машине сегодня актуально как никогда. Инвестиции в системы мониторинга ЧР быстроокупаемы, так как затраты составляют 1‑3 процента от стоимости машины. Этот метод имеет полное право и должен войти в тот комплекс решений, которые смогут обеспечить принципиально новый уровень безопасности и надежности энергетических объектов.
Диагностика on-line повысит надежность энергетических объектов
Поздравляем всех энергетиков с профессиональным праздником и желаем безотказной работы эксплуатируемого оборудования!
iris.optima-group.ru
e-mail: energy@optima-group.ru

Отправить на Email

Для добавления комментария, пожалуйста, авторизуйтесь на сайте

Также читайте в номере № 23-24 (139-140) декабрь 2009 года:

  • «Атомэнергопром» выходит на ММВБ
    «Атомэнергопром» выходит на ММВБ

    Первые две серии облигаций ОАО «Атомэнергопром» размещены на ММВБ. Их общая номинальная стоимость составила 50 миллиардов рублей. ...

  • Новости Курскэнерго. Хроника событий 2009 года
    Новости Курскэнерго. Хроника событий 2009 года

    Губернатор поблагодарил курских энергетиков На старте нового 2009 года губернатор Курской области Александр Михайлов побывал в филиале ОАО «МРСК Центра» – «Курскэнерго». Глава региона ознакомился с ходом реализации комплексной программы развития на 2006‑2012 годы, а также с работой Центра управления сетями «Курскэнерго», который в режиме реального времени контролирует состояние электрических сетей 0,4‑110 кВ, обеспечивает...

  • Энергоэффективность в Иркутске

    В Иркутске завершилась конференция «Эффективная энергетика» с участием генерального директора ОАО «Иркутскэнерго» Сергея Эмдина. ...

  • Россия недосчитается мощностей
    Россия недосчитается мощностей

    Ввод новых энергомощностей в России в 2009 году составит 1 ГВт вместо запланированных 4,3 ГВт. ...

  • Альтернатива двигателю Ванкеля
    Альтернатива двигателю Ванкеля

    Огромный парк тепловых преобразователей, на котором работает современный транспорт, по мере увеличения объемов потребления энергии перестает отвечать возрастающим техническим, экономическим и экологическим требованиям. ...