Диагностика и мониторинг высоковольтного электрооборудования
прecc-центр
оборудование
услуги и сервис
Документация

Применение технологии IRIS Power для качественного отделения импульсов частичных разрядов, возникающих в обмотке статора, от электромагнитного шума

Основными нормативными документами в России, касающимися диагностики частичных разрядов в изоляции обмотки статора на вращающихся электрических машинах, включенных в сеть (режим работы ВВМ «on-line»), являются ГОСТ IEC/TS 60034-27-2-2015 «Машины электрические вращающиеся. Часть 27-2. Измерения частичного разряда на изоляции статорной обмотки включенных в сеть вращающихся электрических машин» и ГОСТ ISO 20958-2015 «Контроль состояния и диагностика машин. Сигнатурный анализ электрических сигналов трехфазного асинхронного двигателя» для асинхронных электродвигателей, в котором описаны методы диагностики основных параметров электродвигателя и одним из методов является измерение частичных разрядов.

Для онлайновых измерений ЧР во вращающихся машинах, согласно ГОСТ IEC/TS 60034-27-2-2015, выделяются следующие диапазоны частот:
a) Низкочастотный диапазон (LH) – от 100 кГц до 3 МГц;
b) Высокочастотный диапазон (HF) – от 3 до 30 МГц;
c) Сверхвысокочастотный диапазон (VHF) – от 30 до 300 МГц;
d) Ультравысокочастотный диапазон (UHF) – от 300 МГц до 3 ГГц.

Как правило, чем больше верхняя частота среза измерительной системы частичных разрядов (ЧР), тем больше отношение «сигнал-шум» и меньше риск ошибочной индикации ЧР, что в свою очередь влияет на требования к квалификации специалиста, проводящего анализ данных. Однако, чем больше нижняя частота среза, тем меньше вероятность обнаружения ЧР по мере их удаления от датчика. Если датчик ЧР расположен на высоковольтных зажимах обмотки статора, низкочастотный (LF) диапазон измерительной системы будет более чувствителен к ЧР в большинстве катушек обмотки, чем высокочастотный (HF) диапазон. Отметим, что, при онлайновых испытаниях на ЧР, катушки, находящиеся около высоковольтных вводов, являются единственными благоприятными к возникновению ЧР, поскольку они находятся под более высоким напряжением. Однако, и другие искровые и дуговые проявления, способные значительно повредить изоляцию, также могут регистрироваться системой измерения частичных разрядов.

На рисунке 1 в случае «b» и, особенно, в случае «с» измерительная система показывает хорошую чувствительность к источникам ЧР, расположенных близко к датчику, в зависимости от низшей частоты среза широкополосного фильтра и перекрытия частотных характеристик фильтра и сигнала ЧР в месте установки датчика.

Рис. 1.png

Рисунок 1. Идеализированные частотные характеристики импульса ЧР в точке ЧР и на выводах машины для различных частотных диапазонов измерительных систем

Согласно ГОСТ IEC/TS 60034-27-2-2015 от 01.03.2017г. (выполнен на базе МЭК 60034-27-2-2015): «Машины электрические вращающиеся. Часть 27-2. Измерения частичного разряда на изоляции статорной обмотки включенных в сеть» подобная установка может применяется только на электродвигателях и генераторах малой мощности, т.е. питание машины осуществляться через силовой кабель.

Технология IRIS Power была разработана практическим путем. Так для осуществления мониторинга частичных разрядов на турбогенераторах используется направленный метод установки датчиков частичных разрядов типа EMC, а именно установку 2-х датчиков ЧР на фазу турбогенератора (всего 6 (шесть) датчиков ЧР на ТГ). Ниже схематично показан пример установки/размещения датчиков типа ЕМС на токопроводе/шине:

Рис.2.jpg

Подобная установка позволяет произвести отделение электромагнитного шума (ЭМШ), идущего из системы, от импульсов ЧР, возникающих в статоре высоковольтной вращающейся машины*.

*Примечание: Импульсы ЭШМ и импульсы ЧР имеют схожие физические характеристики, шум смешивается с импульсами ЧР, что приводит к затруднению отделения/выделения импульсов ЧР от ЭМШ и в результате приводит к ложной индикации.

Для решения вышеуказанной проблемы, технология IRIS Power использует четыре стадии разделения импульсов частичных разрядов от электромагнитного шума:

  1. Выделение полосы спектра, содержащего импульсы ЧР с помощью емкостных датчиков 80 пФ или датчиков типа SSC;
  2. Разделение ЧР и шума, используя метод установки и калибровки датчиков, а также на основе анализа параметров импульса;
  3. Цифровой метод обработки информации используя приборы (анализаторы частичных разрядов и программное обеспечение).
  4. Рассогласование импеданса.
Для интерпретации данных IRIS Power использует статистическую базу данных (сегодня БД насчитывает более 550000 тестов), основанную на использовании промышленной стандартной величины Qm частичного разряда (МЭК 60034-27-2). Технология легко позволяет выставить уровень аварийной сигнализации без недешёвого сервиса специалистов-экспертов, необходимого при каждом определении уровня аварийной сигнализации. В случае отсутствия БД не понятно на основании чего делается заключение о состоянии статорной обмотки, т.е. нет критерия оценки состояния изоляции обмотки статора высоковольтных вращающихся машин.
Имеющаяся БД IRIS находится в открытом доступе (у других производителей нет данной услуги), что позволяет произвести объективную оценку состояния статорной обмотки генератора, с учетом следующих факторов:
  • Происходит разделение по типу/классу генератора. Большинство аналогичных систем мониторинга ЧР не производят разделение ВВМ по типу, классу напряжения, типу охлаждения и т.д. В связи с этим, при интерпретации полученных результатов ЧР, мы можем сделать только общее заключение о состоянии статорной обмотки машины;
  • Разделение машин по классу напряжения, конструктивному типу и типу охлаждения, что позволяет эксплуатирующему персоналу ориентироваться на нужный/необходимый/схожий турбогенератор. Аналогичные системы мониторинга не делают данное разделение;
  • При установке датчиков частичных разрядов типа ЕМС на турбогенератор используется «направленный метод установки», т.е. устанавливаются 2 (два) датчика ЕМС на каждую фазу. Подобная установка позволяет произвести отделение электромагнитного шума, идущего из системы, от импульсов ЧР, возникающих в статоре машины. Импульсы электромагнитного шума и импульсы ЧР имеют схожие физические характеристики, шум смешивается с импульсом частичных разрядов, что приводит к затруднению отделения/выделения импульсов ЧР от шума и в результате приводит к ложной индикации.
Использование систем мониторинга, основанных на других технологиях, может повлечь за собой следующие проблемы при эксплуатации и планировании ремонтных работ:
  • Отсутствие у специалистов станции реального понимания о состоянии изоляции высоковольтной вращающейся машины из-за ложной индикации, т.к. не происходит никакого разделения по типу/классу/напряжению и т.п.;Отсутствие объективного критерия в оценке состояния машины при интерпретации полученных измерений ЧР. В результате обмотка статора не контролируется, а это прямой путь к аварийному останову машины из-за пробоя статорной изоляции и дальнейшей потеря денежных средств, связанных с недовыработкой продукции, уплатой различных штрафов, оплатой дорогостоящих ремонтных работ.
  • Значительная часть аналогичного оборудования требует дополнительных финансовых вложений, т.к. программное обеспечение предоставляется заказчику отдельно от поставляемого оборудования;
  • На сегодняшний день оборудование с технологией IRIS Power насчитывает порядка 450 инсталляций на территории России и около 19 000 инсталляций в мире.
Подробнее ознакомиться с характеристиками систем мониторинга с технологией IRIS Power, основанной на качественном отделении импульсов частичных разрядов от электромагнитного шума, вы можете в разделе «Оборудование»:
- мониторинг турбогенераторов;
- мониторинг электродвигателей;
- мониторинг гидрогенераторов.



Оставить заявку

Название компании

ФИО

Телефон*

Ваш E-mail

Запрос

#
Техническая поддержка

Название организации

Представьтесь, пожалуйста

Электронная почта

Телефон *

Тема обращения

Сообщение *

Прикрепите файл

#