Введение 4
1 Обзор существующих систем диагностики гидрогенераторов 6
1.1 Обоснование актуальности применения систем диагностики 6
1.2 Методы диагностики состояния гидрогенераторов 15
1.2.1 Контроль местных перегревов 15
1.2.2 Контроль местных вибраций 18
1.2.3 Частичные разряды 19
1.3 Обзор разработок в области систем диагностики гидрогенераторов 22
2 Вибрационные испытания гидрогенераторов 39
2.1 Обоснование важности вибрационных испытаний 39
2.2 Вибрационные испытания гидроагрегатов Волжской ГЭС 40
2.2.1 Вибрационные испытания гидроагрегата №13 Волжской ГЭС 40
2.2.2 Природа основных частотных составляющих вибрации 44
2.2.3 Результаты вибрационных испытаний 47
2.2.3.1 Результаты вибрационных испытаний турбинного подшипника 47
2.2.3.2 Результаты вибрационных испытаний генераторного подшипника..51
2.2.3.3 Результаты вибрационных испытаний опоры подпятника и
крышки турбины 54
2.2.3.4 Результаты вибрационных испытаний конструкций статора 57
Заключение 58
Список использованных источников 61
Приложение А Функциональная схема системы диагностики 63
Приложение Б Функциональная схема системы диагностики ЭСКОНТ 64
Актуальность работы. Одной из основных задач эксплуатации генераторов на электростанциях является обеспечение надежности их работы. Наряду с другими мерами эта задача в определенной степени решается путем профилактических мер контроля и испытаний генераторов для раннего выявления и устранения дефектов, развитие которых может привести к аварийным отключениям агрегатов. Однако применяемые в настоящее время методы и средства обнаружения дефектов, особенно в процессе работы генераторов, далеки еще от совершенства, и в них недостаточно используются современные возможности.
В последние годы в нашей стране и за рубежом активизировались исследования и разработки по усовершенствованию существующих и созданию новых методов и средств обнаружения дефектов генераторов для построения на их основе комплексных систем технической диагностики и прогнозирования состояния генераторов в условиях эксплуатации. Подобные системы уже созданы и успешно функционируют в ряде отраслей техники. Они позволяют своевременно выявлять и устранять дефекты на ранней стадии их развития, в результате чего сокращается число и длительность вынужденных (аварийных) простоев механизмов.
Работы по созданию систем диагностики и прогнозирования состояния синхронных генераторов электростанций находятся пока еще в начальной стадии. Для успешного их продвижения вперед необходимы глубокое изучение и систематизация причин и процессов возникновения и развития дефектов и их признаков, а также, что не менее важно, ускорение разработок и организация промышленного производства ряда отсутствующих в настоящее время датчиков и устройств для выявления указанных дефектов.
Цель работы. Целью работы является обоснование актуальности применения систем диагностики гидрогенераторов,выполнение анализа проведённых вибрационных испытаний гидроагрегата №13 Волжской ГЭС.
Задачи, решаемые в ходе выполнения работы:
а) Выполнено обоснование актуальности применения систем диагностики описаны методы диагностики состояния гидрогенераторов.
б) Проведён обзор последних разработок в области систем диагностики гидрогенераторов.
в) Обоснование важности вибрационных испытаний.
г) Описана методика вибрационных испытаний гидроагрегатов Волжской ГЭС.
д) Проведён анализ вибрационных испытаний гидроагрегата №13 Волжской ГЭС.
Научная новизна. В данной работе рассмотрены методы диагностики технического состояния гидрогенераторов, а также проведена оценка вибрационного состояния одного из гидрогенераторов Волжской ГЭС
На сегодняшний день развитие систем диагностики гидрогенераторов подходит к своей кульминации. Современные технологии семимильными шагами приближают системы диагностики к апогею своего развития, особенно это прослеживается по системам диагностики создаваемым за рубежом. В нашей же стране развитие систем диагностики долгое время находилось на уровне середины 80-х годов прошлого века, вследствие затяжного экономического и политического кризисов, которые последовали за развалом СССР. Отечественная промышленность начала навёрстывать отставание в этой области лишь с середины 2000-ых годов, и вряд ли наверстает в ближайшие 5¬10 лет, особенно если учитывать экономический кризис последних 2 лет в России и приближающийся мировой экономический кризис.
Ввиду выше изложенного следует сделать вывод, что, по крайней мере в нашей стране, ещё достаточно долгое время системы диагностики по своей сути будут представлять системы мониторинга. Да и применение систем диагностики в их классическом виде далеко не всегда целесообразно, потому как правильность и надёжность их работы, зачастую вызывающее сомнение, вряд ли будет компенсировать их высокую цену. Поэтому самым оптимальным решением было бы адаптирование уже ныне существующих систем мониторинга под особенности конкретного гидроагрегата. Ведь ныне существующие нормы разного рода регламентных документов, будь то ПТЭ,СТО,ГОСТ и прочие, устанавливают лишь предельные значения определённых параметров. А как известно болезнь проще предотвратить, чем лечить, поэтому система мониторинга могла бы отследить зарождающийся дефект на начальной стадии. Для этого необходимо проанализировать работу гидроагрегата за определённый период и в системе мониторинга ввести дополнительные уставки, помимо регламентированных, которые соответственно не будут противоречить последним.
При срабатывании этих уставок выдаётся сигнализация оперативному персоналу, который по прибытии на место делает анализ всей ситуации, и после этого принимает решение. Если же подобного рода решение будет принимать система диагностики, то велика вероятность ошибки, потому как даже системы диагностики последнего поколения использующие эвристические алгоритмы на основе метаправил, не могут учитывать все нюансы эксплуатации гидроагрегата. А стоит ли говорить, что цена ошибки системы диагностики, которая встроена в систему АСУТП всей станции, и таким образом контролирующая несколько агрегатов, вырастает многократно. По сравнению с этим пресловутый «человеческий фактор» не выглядит таким уж устрашающим.
Следовательно, можно сделать вывод, что истина в споре между человеком и машиной, как всегда, окажется посередине. Поэтому при эксплуатации гидроагрегатов необходимо сочетать внедрение новейших разработок в области систем диагностики с постоянным контролем со стороны оперативного персонала.
Что касается практической части диссертации, то по итогам проведённой работы по измерению вибрации и анализу полученных результатов, можно сделать вывод, что в связи с тем, что работа гидротурбины с наличием вихревого жгута под рабочим колесом, приводящего к росту биений вала, должна быть запрещена, а так же с тем, что обтекание лопастей рабочего колеса на первом пропеллерном угле сопровождается ударами и ростом абсолютной вибрации, рекомендуется избегать длительной эксплуатации гидроагрегата ст. №13 Волжской ГЭС на мощностях N = 0:40 МВт.
Проведем оценку вибрационного состояния опорных узлов гидроагрегата ст. №13 Волжской ГЭС в соответствии с действующим нормативным документом СТО 17330282.27.140.001-2006 «Методики оценки технического состояния основного оборудования гидроэлектростанций».
Согласно этим нормам, вибрационное состояние опорных узлов при работе гидроагрегата ст. №13 Волжской ГЭС на мощностях N = 40:125,5 МВт (при Н = 25,08 м, Hs = -0,53 м) оценивается следующим образом:
Турбинный подшипник - отлично;
Генераторный подшипник - хорошо;
Опора подпятника - отлично;
Крышка турбины - отлично;
Стальные конструкции статора:
Низкочастотная составляющая - удовлетворительно;
Составляющая 100 Гц - удовлетворительно.
Биение вала в зоне турбинного и генераторного подшипников не превышает предельных значений, рекомендованных заводами-изготовителями, во всем диапазоне режимов.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
