Основні вимоги до сучасних систем діагностики потужних турбогенераторів

Д. І. Хвалін

Інститут проблем безпеки АЕС НАН України,
вул. Лисогірська, 12, Київ, 03028, Україна

DOI: doi.org/10.31717/2311-8253.22.1.3

Анотація

Проведено системний аналіз надійності турбогенераторів енергоблоків атомних електростанцій та визначено основні елементи й вузли, які найчастіше ушкоджуються. З’ясовано, що майже половина ушкоджень припадає на статор і ротор, третина з яких — на осердя статора та дефекти стержнів обмотки. Розглянуто сучасні методи діагностики технічного стану елементів статора і ротора потужних генераторів, а також наведено їхні переваги та недоліки. Все це дозволило сформулювати основні принципи побудови системи діагностики потужних турбогенераторів енергоблоків атомних електростанцій, які базуються на даних неперервного контролю найбільш важливих їхніх параметрів та ідентифікації дефектів і відхилень, що здебільшого виникають під час експлуатації, а також унеможливлюють подальшу роботу обладнання.

Ключові слова: потужний турбогенератор, атомна електростанція, ушкодження, діагностика, контроль, безпека, надійність, ефективність

Список використаної літератури

1. Кучинский К. А. Влияние нарушения циркуляции дистиллята на термомеханические напряжения в изоляции обмотки статора турбогенератора мощностью 800 МВт / К. А. Кучинский // Технічна електродинаміка. — 2014. — № 1. — С. 75–80.

2. Кузьмин В. В. Электромеханические процессы в шихтованных магнитопроводах крупных электрических машин — новый подход к описанию явлений и разработке мероприятий по предотвращению появления дефектов / В. В. Кузьмин, А. Л. Лившиц, Т. В. Шпатенко, В. С. Шпатенко // Гідроенергетика України. — 2010. — № 4. — С. 27–31.

3. Титко О. І. Аналіз впливу кількості зруйнованих шпильок статора турбогенератора на механічні характеристики стяжних призм / О. І. Титко, В. А. Мистецький // Пр. Ін-ту електродинаміки НАН України. — 2015. — № 40. — С. 85–90.

4. Аврух В. Ю. О значении монолитности соединения бандажных колец с бочкой ротора турбогенераторов и контроля за его состоянием / В. Ю. Аврух // Электрические станции. — 2008. — № 11. — С. 54–59.

5. Основные причины отказов турбогенераторов и пути их предупреждения: [учебно- методическое пособие] / О. С. Голоднова — Москва : ИПК-госслужбы, 2005. — 92 с.

6. Васьковський Ю. М. Математичне моделювання електрофізичних процесів в ушкодженій з’єднувальній шині обмотки ротора турбогенератора / Ю. М. Васьковський, О. І. Титко // Технічна електродинаміка. — 2010. — № 4. — С. 33–38.

7. Диагностика турбогенераторов / И. А. Глебов, Я. Б. Данилевич. — Ленинград : Наука, 1989. — 119 с.

8. Грубой А. П. Проблемы охлаждения турбогенераторов большой и средней мощности / А. П. Грубой, П. Г. Гакал, А. В. Третьяк // Авиационно- космическая техника и технология. — 2011. — № 7. — С. 199–201.

9. Дефекты и неисправности генераторов / Ю. Н. Самородов. — Москва : НТФ «Энергопрогресс», 2005. — 100 с.

10. Риски повреждения турбогенераторов / Ю. Н. Самородов. — Москва : НТФ «Энергопрогресс», 2011. — 80 с.

11. Tavner P. Core faults in large generators / P. Tavner, A. Anderson // Proceedings of IEEE Power Applications. — 2005. — Vol. 152. — No. 6. — Р. 1427–1439.

12. Yaghobi H. Analysis of magnetic flux linkage distribution in salient- pole synchronous generator with different kinds of inter-turn winding faults / H. Yaghobi, K. Ansari, H.-R. Mashhadi // Iranian Journal of Electrical and Electronic Engineering. — 2011. — Vol. 7. — No. 4. — P. 260–272.

13. Хвалін Д. І. Ефективність нового екранування крайніх пакетів осердя статора потужного турбогенератора / Д. І. Хвалін // Ядерна енергетика та довкілля. — 2021. — № 2 (21). — С. 28–38.

14. Розвиток наукових засад та розробка засобів підвищення показників безвідмовності потужних турбо- і гідрогенераторів» (Звіт № ДР 0214U005180). — Київ : ІЕД НАН України, 2018. — 245 с.

15. Аксенов Ю. П. Комплексная диагностика турбогенераторов / Ю. П. Аксенов, И. В. Ярошенко // ЭЛЕКТРО. — 2006. — № 2. — С. 21–24.

16. Мазуренко O. O. Діагностика і управління розвитком теплових дефектів діючого турбогенератора / O. O. Мазуренко, В. В. Самсонов // Наукові праці Національного університету харчових технологій. — 2014. — № 3. — С. 157–169.

17. Поляков В. И. Диагностика технического состояния каналов водяного охлаждения и креплений стержней обмотки мощных турбогенераторов для продления срока их службы / В. И. Поляков // Электрические станции. 2001. — № 10. — C. 34–39.

18. Biet M. Rotor faults diagnosis in synchronous generators using feature selection and nearest neighbors rule / M. Biet, A. Bijeire // IEEE Symposium on Diagnostics for Electrical Machines, Power Electronics and Drivers Conf. — 2011. — P. 300–306.

19. Neti P. Stator inter-turn fault detection of synchronous machines using field current and rotor search-coil voltage signature analysis / P. Neti, S. Nandi // IEEE Transactions on Industry Applications. — 2009. — Vol. 45. — No. 3. —P. 911–920.

20. Condition monitoring of rotating electrical machines / P. Tavner, L. Ran, J. Penman, H. Sedding. — London, United Kingdom : The Institution of Engineering and Technology, 2008. — 282 p.

21. Завидей В. И. Оптические измерения температур по собственному излучению при контроле элементов электрических машин и устройств / В. И. Завидей // ЭЛЕКТРО. — 2008. — № 2. — С. 28–30.

22. Кузнецов Д. В. Применение методов виброконтроля для оценки состояния упругой подвески сердечника статора турбогенератора / Д. В. Кузнецов, М. И. Шандыбин // Электрические станции. — 2007. — № 10. —С. 57–65.

23. Qing G.-H. Vibration analysis of large turbogenerator stator system / G.-H. Qing, Y.-D. Hu // International Conference on Power System Technology. — 2002. — No. 4. —P. 2168–2172.

24. Левицький А. С. Контроль ступеня розпушення крайніх пакетів зубцевої зони осердя статора турбогенератора з застосуванням ємнісного сенсора / А. С. Левицький, А. І. Новік, Г. М. Федоренко // Технічна електродинаміка. — 2013. — № 6. — С. 88–93.

25. Костерєв М. В. Нечітко- статистичний підхід до оцінювання експлуатаційної та режимної надійності об’єктів підсистем електроенергетичної системи / М. В. Костерєв, Є. І. Бардик, В. В. Літвінов // Наукові праці Донецького національного технічного університету. — 2013. — № 1(14). — С. 122–128. — Серія: Електротехніка і енергетика.

26. Tavner P. Review of condition monitoring of rotating electrical machines / P. Tavner // IET Elect. Power Appl. — 2002. — Vol. 2. — No. 4. — P. 215–247.

27. Han Y. Using improved self-organizing map for partial discharge diagnosis of large turbogenerators / Y. Han, Y.-H. Song // IEEE Transactions, Energy Conversion. — 2003. — Vol. 18. — P. 392–399.

28. Zhang S. Fault diagnosis system for rotary machines based on fuzzy neural network / S. Zhang, T. Asakura, X. Xu, B. Xu // IEEE International Conference on Advanced Intelligent Mechatronic. — 2003. — Vol. 1. — P. 199–204.

29. Sunder R. Zustandsorientierte Instandhaltung von Dampfturbosätzen, Gasturbinenanlagen und Pumpen durch frequenzselektive Verfahren im Online- Einsatz / R. Sunder, A. Kolbasseff // Symposium zur schwingungsdiagnostischen Überwachung von Kraftwerksturbosätzen (Potsdam, 22–24.03.2006). — Potsdam : Institut für Sicherheitstechnologie (ISTec) GmbH, Garching, 2006. — S. 30.

30. Шевченко В. В. Тепловое состояние турбогенераторов малой и средней мощности с полным воздушным охлаждением / В. В. Шевченко, А. Н. Минко, Е. М. Фомина // Збірник наукових праць Харківського університету Повітряних сил. — 2013. — № 3. — С. 173–176.

31. Виговський О. В. Вплив вологості та чистоти водню на надійність потужних електричних машин / О. В. Виговський, Д. І. Хвалін, В. А. Мистецький // Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля. — 2017. — Вип. 29. — С. 14–21.

32. Розвиток наукових засад та розробка інтегральних методів і технічних засобів діагностики технічного стану генеруючого обладнання, вузлів та режимів експлуатації головних циркуляційних насосів енергоблоків АЕС (Звіт № ДР 0115U002982). — Київ : ІПБ АЕС НАН України, 2019. — 393 с.

33. Підвищення надійності та ефективності експлуатації турбогенераторів електричних станцій / Д. І. Хвалін. — Бостон, США : Primedia eLaunch LLC, 2021. — 152 с.

Повна стаття(PDF)


Опубліковано
2022-06-30

Якщо стаття прийнята до друку в журналі «Ядерна енергетика та довкілля», автор має підписати угоду про передачу авторських прав. Угода надсилається на поштову (оригінал) або електронну адресу (сканована копія) Редакції журналу.

Всі матеріали поширюються на умовах ліцензії  Creative Commons Attribution License International CC-BY, яка дозволяє іншим розповсюджувати роботу з визнанням авторства цієї роботи і першої публікації в цьому журналі.

Insert math as
Block
Inline
Additional settings
Formula color
Text color
#333333
Type math using LaTeX
Preview
\({}\)
Nothing to preview
Insert