7
1 5.24.2011 Organizaciona jedinica: Centar elektroenergetski objekti Godina: 2007 ISPITIVANJE IZOLOVANOSTI PAKETA LIMOVA STATORSKOG MAGNETNOG KOLA GENERATORA 210 MW METODOM NAZIVNE INDUKCIJE Urađeno za: CIGRE Rukovodilac: Ljubiša Čičkarić Saradnici: Miomir Senćanić, Ninoslav Simić KRATAK SADRŽAJ Određivanje stanja izolacije između limova magnetizacijom statorskog magnetnog kola nazivnom indukcijom je poslednjih tridesetak godina sastavni deo remonata generatora srednjih i velikih snaga. Slabjenje izolacije između susednih limova usled mehaničkog oštećenja statorskih zubaca uzrokuje pojavu površinskih toplih mesta, koja se relativno lako otkrivaju metodom indukcionog magnećenja statora. Unutrašnja topla mesta, kao posledica oštećenja izolacije između limova, se mnogo teže otkrivaju. Ipak, analizom procesa zagrevanja unutrašnje poršine statora, uz primenu savremenih termografskih uređaja, se dolazi do saznanja o izvorima grejanja i prirodi oštećenja izolacije dublje u statorskom magnetnom kolu. U radu su ilustrovano predstavljena iskustva ispitivanja statorskih paketa limova na turbo-generatoru snage 210 MW. Ključne reči: magnetno kolo statora, paketi limova, vrtložne struje, toplo mesto 1. UVOD Oštećenja izolacije i kratko spajanje susednih limova statorskog magnetnog kola dovode do formiranja zatvorenih kontura, kroz koje se obuhvata promenljivi magnetni fluks mašine. Posledica toga su indukovane vrtložne struje, koje generišu toplotu i vremenom mogu dovesti do pojave toplog mesta. Degradacija izolacije limova i povećani gubici zbog nastalog grejanja dovode do slabljenja izolacije namota. Retki su slučajevi, ali ne i nepoznati, da lokalna oštećenja izolacije limova prerastu u topljenje statorskog gvožđa, koje je praćeno havarijama sa svim pratećim posledicama. Na slikama broj 1 i 2 su dati ilustrovani prikazi pojave nastanka vrtložnih struja imeđu statorskih limova. Struje kvara se zatvaraju kroz limove i vođice jezgra statora na oklopu mašine. Veličina struje zavisi od indukovanog napona i otpora kvara, limova i prelaznog otpora prema vođici. Statorsko jezgro velikih generatora je izrađeno od segmenata limova. Cilindrični oblik generatora implicira pojavu ivičnih efekata magnetnog jezgra odn. veću izloženost opterećenjima delova statora blizu krajeva. Povećana grejanja uzrokuju aksijalni fluksevi nastali od obodnih komponenata struja statora i rotora na krajevima namota. Vrtložne struje se indukuju u limovima i potisnim steznim pločama na krajevima jezgra statora, stvarajući velike gubitke naročito u zonama ispod dna žleba. Minimalizacija tih gubitaka se ostvaruje: provodnim ekranima na krajevima statorskog jezgra odn. steznim pločama, koji funkcionišu kao divertori fluksa profilisanjem krajeva jezgra i lokalnim povećanjem reluktanse međugvožđa statora segmentacijom limova korišćenjem uzanih proreza na zubima rotora, čime se povećava dužina staze vrtložnih struja dodatnim slojem izolacionog laka na limovima Naponi između limova statora mogu biti 40-50 puta veći na krajevima jezgra nego na srednjem delu i to u stacionarnim stanjima a još veći u tranzijentnim režimima rada. Dakle, krajevi jezgra su ekstremno ranjivi i na blage nesavršenosti izolacije među limovima. Pojave koje pogoršavaju probleme grejanja statorskog jezgra su i rasipni fluksevi na spoljašnjoj površini jezgra statora usled povratne reakcije statora. Jake mehaničke sile mogu dovesti do varničenja između

Ispitivanje Izolacije Paketa Limova Statorskog Namota Generatora 210 MW Metodom Nazivne Indukcije

  • Upload
    culjaki

  • View
    91

  • Download
    6

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Ispitivanje Izolacije Paketa Limova Statorskog Namota Generatora 210 MW Metodom Nazivne Indukcije

1 5.24.2011

Organizaciona jedinica: Centar elektroenergetski objekti Godina: 2007

ISPITIVANJE IZOLOVANOSTI PAKETA LIMOVA STATORSKOG M AGNETNOG KOLA GENERATORA 210 MW METODOM NAZIVNE INDUKCIJE

Urađeno za: CIGRE Rukovodilac: Ljubiša Čičkarić Saradnici: Miomir Senćanić, Ninoslav Simić

KRATAK SADRŽAJ

Određivanje stanja izolacije između limova magnetizacijom statorskog magnetnog kola nazivnom indukcijom je poslednjih tridesetak godina sastavni deo remonata generatora srednjih i velikih snaga. Slabjenje izolacije između susednih limova usled mehaničkog oštećenja statorskih zubaca uzrokuje pojavu površinskih toplih mesta, koja se relativno lako otkrivaju metodom indukcionog magnećenja statora. Unutrašnja topla mesta, kao posledica oštećenja izolacije između limova, se mnogo teže otkrivaju. Ipak, analizom procesa zagrevanja unutrašnje poršine statora, uz primenu savremenih termografskih uređaja, se dolazi do saznanja o izvorima grejanja i prirodi oštećenja izolacije dublje u statorskom magnetnom kolu.

U radu su ilustrovano predstavljena iskustva ispitivanja statorskih paketa limova na turbo-generatoru snage 210 MW.

Ključne reči: magnetno kolo statora, paketi limova, vrtložne struje, toplo mesto

1. UVOD

Oštećenja izolacije i kratko spajanje susednih limova statorskog magnetnog kola dovode do formiranja zatvorenih kontura, kroz koje se obuhvata promenljivi magnetni fluks mašine. Posledica toga su indukovane vrtložne struje, koje generišu toplotu i vremenom mogu dovesti do pojave toplog mesta. Degradacija izolacije limova i povećani gubici zbog nastalog grejanja dovode do slabljenja izolacije namota. Retki su slučajevi, ali ne i nepoznati, da lokalna oštećenja izolacije limova prerastu u topljenje statorskog gvožđa, koje je praćeno havarijama sa svim pratećim posledicama.

Na slikama broj 1 i 2 su dati ilustrovani prikazi pojave nastanka vrtložnih struja imeđu statorskih limova. Struje kvara se zatvaraju kroz limove i vođice jezgra statora na oklopu mašine. Veličina struje zavisi od

indukovanog napona i otpora kvara, limova i prelaznog otpora prema vođici.

Statorsko jezgro velikih generatora je izrađeno od segmenata limova. Cilindrični oblik generatora implicira pojavu ivičnih efekata magnetnog jezgra odn. veću izloženost opterećenjima delova statora blizu krajeva.

Povećana grejanja uzrokuju aksijalni fluksevi nastali od obodnih komponenata struja statora i rotora na krajevima namota. Vrtložne struje se indukuju u limovima i potisnim steznim pločama na krajevima jezgra statora, stvarajući velike gubitke naročito u zonama ispod dna žleba. Minimalizacija tih gubitaka se ostvaruje:

• provodnim ekranima na krajevima statorskog jezgra odn. steznim pločama, koji funkcionišu kao divertori fluksa

• profilisanjem krajeva jezgra i lokalnim povećanjem reluktanse međugvožđa statora

• segmentacijom limova

• korišćenjem uzanih proreza na zubima rotora, čime se povećava dužina staze vrtložnih struja

• dodatnim slojem izolacionog laka na limovima

Naponi između limova statora mogu biti 40-50 puta veći na krajevima jezgra nego na srednjem delu i to u stacionarnim stanjima a još veći u tranzijentnim režimima rada. Dakle, krajevi jezgra su ekstremno ranjivi i na blage nesavršenosti izolacije među limovima.

Pojave koje pogoršavaju probleme grejanja statorskog jezgra su i rasipni fluksevi na spoljašnjoj površini jezgra statora usled povratne reakcije statora. Jake mehaničke sile mogu dovesti do varničenja između

Page 2: Ispitivanje Izolacije Paketa Limova Statorskog Namota Generatora 210 MW Metodom Nazivne Indukcije

2 5.24.2011

jezgra i vođica statora. Tranzientni poremećaji čine pojavu još složenijom zbog pojave vibracija.

Oštećenja izolacije mogu nastati usled prisustva stranih metalnih tela (šrafova, matica, metalnih opiljaka i slično), koji dospevaju u međugvožđe generatora ili u kanale za hlađenje u statorskom jezgru. Do toga može doći tokom gradnje, u fazi montaže, ili u vreme remonata generatora. Kvarovi elemenata generatora praćeni odvajanjem pojedini delova i njihovim pozicioniranjem između paketa limova su, takođe, poznati u praksi. Vibracije stranih metalnih tela između ivica limova oštećuje izolaciju, što prouzrokuje direktan spoj susednih limova. Pojava toplih mesta je najčešće posledica kontakata više limova.

2. KRATAK OPIS METODE

Metoda ispitivanja stanja izolovanosti limova statorskog magnetnog kola indukcionim zagrevanjem pri nominalnom magnetnom fluksu je uvedena u praksu početkom sedamdesetih godina prošlog veka.

Merenje temperatura na generatorima u pogonu putem mernih sistema baziranih na kontaknim termo-sondama je sastavni deo praćenja parametara rada obrtnih mašimana. Praksa je pokazala da to u velikom broju slučajeva nije bilo dovoljno za otkrivanje oštećenja izolacije statorskih limova.

Zbog važnosti problema se posebna pažnja poklanja ovim ispitivanjima i to kako kod novih mašina, tako i kod starijih mašina u vreme remonata.

Potreba za izvorom velike snage i kablovima za napajnje odgovarajućeg preseka čine ovu metodu zahtevnijom u poređenju sa drugim metodama. Takođe, neophodnost vizuelne dostupnosti unutrašne površine statorskog jezgra ograničavaju njenu primenu isključivo na situacije sa izvučenim rotorom. S druge strane, pri ispitivanju se simuliraju uslovi bliski radnim uslovima mašine što dovodi do otkrivanja grešaka na statoru, koje

se najčešće ne mogu otkriti drugim metodama. Zbog toga se ova metoda ispitivanja najčešće sprovodi pre drugih metoda.

Opšta rasprostranjenost primene metode indukcionog zagrevanja statora obrtnih mašina je uslovila i razolikost u definisanju procedura sprovođenja ispitivanja i kriterijuma za procenu rezultata. S obzirom da se u velikom broju slučajeva ispitivanja sprovode od strane proizvođača obrtih mašina, veoma je malo javno publikovanih rezultata merenja. Generalno, definisanje kriterijuma prihvatljivosti rezultata merenja je stvar dogovora. Ipak, u našim uslovima se sprovodi praksa prihvatanja preporuka formulisanih od strane proizvođača. Značajan broj agregata ruske proizvodnje i/ili ruske konstrukcije je instaliran u našim elektranama. Ruski kriterijumi definišu maksimalni dozvoljeni porast temperature paketa po dostizanju stacionarnog stanja u iznosu od 15oC u odnosu na referentne pakete statora, pri čemu porast temperature na kraju ogleda nije veći od 25oC. Referenti paketi statora definišu srednju zagrejanost gvožđa tokom ogleda zagrevanja.

Na slici broj 3 je data principijelna šema ispitiivanja statorskog magnetnog kola. Proračun parametara šeme je uslovljen podacima o dimenzijama statorskog magnetnog kola i magnetnoj karakteristici statorskog gvožđa, s jedne strane, i mogućnostima raspoloživog izvora za napajanje u elektrani, s druge strane. U svakom slučaju se teži za postizanjem indukcije u magnetnom kolu od 1 do 1.4 T, što približno odgovara radnim uslovima. Razliku u odnosu na realne radne uslove čini otsustvo rotora, koji utiče na geometriju magnetnih polja, i neoperativnost sistema za hlađenje.

Sastavni deo ispitivanja je određivanje specifičnih gubitaka u gvožđu. Ukoliko se napajanje ispitne šeme vrši iz izvora sa regulisanim izlaznim naponom, tokom ogleda se vrši snimanje krive gubitaka u gvožđu [W/kg] za različite vrednosti indukcija i poređenje sa podacima dobijenim od proizvođača. U stvarnosti se to veoma retko može postići, pa se uglavnom mere gubici za određenu, realizovanu vrednost indukcije. Poređenje rezultata se vrši tako što se dobijena vrednost gubitaka preračuna za vrednosti indukcija 1 i 1.4T.

Ispitivanje statorskog kola ovom metodom najčešće čini serija ogleda. U retkim slučajevima se vrši samo jedan ogled, i to, onda kada se pokaže da na statoru nema registrovanih toplih mesta, koji ne zadovoljavaju kriterijume pregrevanja. Prilikom zamene štapnih namota i/ili izolacionih klinova u žlebovima statora, preporučuje se sprovođenje ogleda pre i posle navedenih radova. U svim slučajevima se sprovode ogledi do postizanja zadovoljavajućih rezultata, koji garantuju pouzdanost rada generatora do sledećeg kapitalnog remonta (5-7 godina), sa stanovišta kvaliteta izolacije statorskih paketa limova.

Metode restauracije limova sa oštećenom izolacijom se zasnivaju na mehaničkoj obradi, hemijskom delovanju azotnom i fosfornom kiselinom, zatim, na čišćenju površina i, eventualno, na umetanju izolacionih masa između limova.

Page 3: Ispitivanje Izolacije Paketa Limova Statorskog Namota Generatora 210 MW Metodom Nazivne Indukcije

3 5.24.2011

3. PREGLED REZULTATA OGLEDA ZAGRE-VANJA NA GENERATORU SNAGE 210 WW

Generator A1 u TE «Nikola Tesla A» u Obrenovcu je ruske proizvodnje, snage 247 MVA / 210 MW, tip TGV 200-E.

Poprečni presek aktivnog gvožđa statora generatora navedenog tipa iznosi SFe = 1,595 m2. Ova podatak je važan za proračun magnetne indukcije u statorskom jezgru. Masa aktivnog statorskog gvožđa prema podacima proizvođača iznosi G = 82.5 t, što je neophodn podatak za izračunavanje specifičnih gubitaka u gvožđu.

U svim ogledima je kao izvor napajanja primarnog namotaja za magnećenje magnetnog kola statora korišćena 6 kV ćelija sopstvene potrošnje. Ostvarena indukcija je bila u opsegu vrednosti B = 1,25-1.3T, što je uslovljavalo trajanje ogleda zagrevanja od oko 55 minuta. Dakle, ogledi su bili provedeni u sličnim uslovima što ide u prilog uporednoj analizi stanja statorskog jezgra.

U daljem tekstu su prezentovani rezultati snimanja stanja zagrevanja statorskog magnetnog kola u seriji ogleda u 2006. godini, obavljenih u sklopu programa popravke generatora nakon proboja izolacije statorskih namota. Na ovom generatoru su bila rađena ispitivanja ove vrste u prethodnom periodu, što je služilo kao osnova za poređenje rezultata.

3.1. Istorija ispitivanja statorkog jezgra

Na generatoru su pretodni ogledi indukcionog zagrevanja statorskog magnetnog kola bili vršeni prilikom remonata 1992., 1996., i 2000. Ogledi su sprovedeni u vrlo sličnim uslovima i sa parametrima napajanja koji se nisu znatno razlikovali od onih u ogledima urađenim u 2006. godini. Dakle, postojala je istorija odn. "otisak prsta" ("fingerprint") statorskog magnetnog jezgra, na osnovu kojeg se prate promene u magnetnom jezgru.

Termografski prikaz lokalnih grejanja na poslednjem sprovedenom ogledu u 2000. godini je dat na slici broj 5. Kontrola je rađena nakon sprovedenog "preklinjavanja" statora. Strelicama su potencirana mesta sa najizrazitijim grejanjima, koja se nalaze na strani bližoj pobudi generatora i to na stepenastim završnim paketima statorskih zuba, tačnije na “brezonima”.

Registrovani paketi limova su u pogledu zagrejanosti zadovoljili kriterijume prihvatljivog pregrevanja. Najveća temperaturna razlika u odnosu na referentni paket je iznosila 7oC, zbog čega nije bilo potrebe da se vrše bilo kakve intervencije na statorskom jezgru.

Dakle, u prethodnom periodu eksploatacije

generatora nije bilo problema vezanih za povećana grejanja na statorskom jezgru.

3.2. Ogledi zagrevana sa delimično i potpuno izvučenim štapnim namotima

U 2006. godini su izvršena četiti ogleda. U prvom ogledu su namotaji statora bili odvojeni od provodnih izolatora i svi izolacioni klinovi za učvršćivanje su izvađeni iz žlebova. U pet žlebova, označenih rednim brojevima 14 do 18, su izvučeni gornji i donji štapni namoti a u žlebovima sa oznakama od 50 do 13 (ukupno 24) samo gornji štapovi. Stator ima ukupno 60 žlebova (i zuba), koji su označeni rednim brojevima prilikom ranijih ogleda zagrevanja.

Za vreme ogleda zagrevanja su zapažena lokalna

grejanja na mestima blizu krajeva statorskog magnetnog kola - na završnim paketima zuba (“brezonima”) ili na paketima blizu krajeva statora, i to kako sa strane pobude, tako i sa strane budilice. Termička slika površine statorskog gvožđa je bili vrlo slična onoj dobijenoj u ranijim ogledima zagrevanja i pored činjenice da je uzrok ovih ispitivanja kvar usled proboja izolacije namota.

Prvi zaključak bi mogao biti da oštećenja izolacije statorskih limova nisu ugrozila izolaciju štapnih namota. Da to nije tako, već da je oštećenje izolacije statorskih limova dovelo do generisanja toplote u žlebu i proboja izolacije namota, uzrok kvara bi bio uočljiv, naročito zbog činjenice da su žlebovi bili vizuelno dostupni. Takođe, zaključak je, da zadovoljavajuće stanje statorskog jezgra na kraju poslednjeg ogleda zagrevanja garantuje pouzdan rad u periodu između dva remonta sa stanovišta kvaliteta izolovanosti paketa limova. Navedeni zaključci proizilaze iz saznanja da je većina

Page 4: Ispitivanje Izolacije Paketa Limova Statorskog Namota Generatora 210 MW Metodom Nazivne Indukcije

4 5.24.2011

toplih mesta ostala u granicama privatljivosti dozvoljenih pregrevanja. Sva ranije uočena mesta se ponavljaju sa nešto većim grejanjima. Izuzetak su sledeće lokacije čije su "nadtemperature" u odnosu na referntni statorski paket na granici definisanog kriterijuma:

- na završnom stepenastom paketu sa strane pobude (slika broj 7)

- u dnu žlebova u zoni paketa sa strane turbine (slika broj 8)

- 6. i 7. paket od turbinskog kraja statora (slika broj 9).

29.0

44.9 °C

30

40

Slika broj 7 Snimak grejanja ivice zuba između žlebova 48 i 49 sa strane pobude. Grejanje je bilo registrovano u samom početku ogleda. Na kraju ogleda je izmerena temperatura 47.8 oC. Temperatura referentnog paketa je 33.9 oC

14-18

žlebova

..

dno

30.1

34.1 °C

32

34

Slika broj 8 Snimak grejanja dna žlebova 14-18, iz kojih su izvađeni štapni namoti. Primetna pravilnost u grejanju susednih paketa po obimu. Najtoplija tačka na kraju ogleda je imala temperaturu 44.5 oC

6. i 7. paket 30.8

37.5 °C

32

34

36

Slika broj 9 Snimak napravljen sa strane turbine. 6. i 7. paket između žlebova 36 i 37. Na kraju ogleda je izmerena temperatura najtoplije tačke od 43.6 oC

Sva su mesta uočena u samom početku ogleda i imala su umeren porast zagrevanja tokom trajanja ogleda. Prosečan porast zagrejanosti statorskog gvožđa je iznosio oko 4oC.

Sledeći ogled zagrevanja je usledio nakon mesec dana. Svi štapnni namoti su bili izvađeni iz žlebova što je bila retka prilika da se ogled sprovede sa potpuno vizelno dostupnim površinama statorskih zuba. Sanacija toplih mesta je urađena u međuvremenu. Prosečna zagrejanost statorskog gvožđa tokom trajanja ogleda je povećana za oko 3.5oC na vrhovima zuba i 7oC na dnu žlebova, u odnosu na stanje zagrejanosti na početku ogleda zagrevanja.

Najveće grejanje je registrovano u zoni prvog paketa od turbine u dnu žleba broj 43. U samom početku ogleda je registrovan značajan porast temperature, koji je vremenom bio sve manji. Radi se o uzanoj zoni odn. delu paketa limova, na kojem je došlo do oštećenja izolacije između susednih limova, što se jasno vidi na termogramu (Slika broj 10). Praćenjem krive porasta temperature tokom trajanja ogleda se zaključuje da se radi o uzroku grejanja relativno blizu površine..

Maksimalna izmerena temperatura navedenog mesta je bila Θmax = 51.9oC pri referentnoj temperaturi statora Θref = 36.4oC.

Page 5: Ispitivanje Izolacije Paketa Limova Statorskog Namota Generatora 210 MW Metodom Nazivne Indukcije

5 5.24.2011

26.8

51.3 °C

30

40

50

Slikai broj 10 Prikaz lokalnog grejanja dna žleba broj 43 na prvom paketu od turbine

25

30

35

40

45

50

55

0 10 20 30 40 50 60

temperatura [oC]

vreme od pocetka ogleda [min]

Prikaz porasta temperature na najtoplijem paketu limatokom ogleda zagrevanja

43 .žleb, 1.paket od tu rbine

Slika broj 11. Prikaz porasta temperature u dnu žleba 43 na 1.paketu limova snimljenim sa strane turbine

Ostala lokalna grejanja nisu prevazišla definisae kriterijume zagrevanja na kraju ogleda. Dakle, stanje statorskog jezgra sa aspekta grejanja paketa limova je bilo zadovoljavajuće.

3.3. Ogledi zagrevana nakon ulaganja štapnih namota i izolacionih klinova

Naredna kontrola je urađena četiri meseca nakon drugog ogleda. U međuvremenu je urađena reparacija štapnih namota i njihovo ulaganje u žlebove statorskog magnetnog kola. Nakon toga je izvršeno učvršćivanje štapova izolacionim klinovima, tako da je za ovaj ogled

zagrevanja kontroli bila dostupna samo gornja površina statorskih zuba.

Verfikacija reparacionog procesa je dala neočekivane rezultate. Izuzetno veliki broj toplih mesta je bio registrovan tokom ogleda. Prosečna zagrejanost statorskog gvožđa tokom trajanja ogleda je iznosila oko 6oC u odnosu na stanje zagrejanosti na početku ogleda zagrevanja Uzroci gotovo svih toplih mesta su površinska oštećenja izolacije limova. Većina toplih mesta je bila na strani statora bližoj pobudi. Preko dvadeset paketa je bilo označeno sa nadtemperaturom većom od 15oC a još veći broj u opsegu 10-15oC. Ilustracije velike neravnomernosti u pogledu zagrejanosti paketa limova statora su predstavljene na slici broj 12.

Tref = 33.5oC

29.8

48.9 °C

40

26.4

52.1 °C

40

Slike broj 12 Prikazi lokalnih grejanja na delu statorskog magnetnog kola bližem pobudi

Uzroci pojave velikog broja lokalnih pregrevanja verovatno leže u greškama u procesu montaže štapnih namota i izolacionih klinova. Paketi limova su bili izloženi

mehaničkim silama, koje su poremetile izolaciju i prouzrokovale grejanja. Oštećenja na površinama paketa limova nisu bila vidljiva golim okom.

Page 6: Ispitivanje Izolacije Paketa Limova Statorskog Namota Generatora 210 MW Metodom Nazivne Indukcije

6 5.24.2011

Pristupilo se dodatnim merama sanacije nakon čega je usledio novi ogled zagrevanja.

Na samom početku je uočeno da je većina naznačenih mesta sanirana ali da i dalje postoji znatan broj toplih mesta, i to, najčešće na susednim paketima u odnosu na one, na kojima je rađena reparacija. Objašnjenje leži u činjenici da ogled nije počeo iz hladnog stanja a da su

novozabeležena mesta bila ne mnogo ispod granice dozvoljenog kriterijuma pregrevanja na kraju prethodnog ogleda. U najvećem broju slučajeva se radilo o izvorima grejanja u veoma ograničenim zonama paketa. Ogled je prekinut nakon popisivanja svih paketa na kojima se predviđa sanacija.

Slike broj 13 Ilustracije lokalnih grejanja nakon urađenih sanacija. Vidi se da su neophodne dodatne popravke

Nastavak prekinutog ogleda je doneo bolje rezultate. Pažljivim tretmanom svakog pojedinačnog oštećenja su sva topla mesta svedena u granice definisanog kriterijuma dozvoljenog pregrevanja. Taj proces se odvijao u više koraka uz prekidanje ogleda radi popravki, koje su rađene na licu mesta.

3.4. Merene specifičnih gubitaka u gvožđu

Tokom ogleda zagrevanja je merena snaga gubitaka u gvožđu statora. S obzirom da nije bilo moguće sprovesti oglede sa izvorom sa regulisanim izlaznim naponom, u svakom ogledu su mereni gubici u gvožđu za samo jednu vrednost magnetne indukcije.

U tabeli I su složeni rezultati merenja gubitaka u gvožđu tokom serije ogleda zagrevanja sprovedenih u

2006.godini. U svim slučajevima je korišćena ista merna oprema, klase 0.5.Vrednosti ostvarene indukcije B [T] su se neznatno razlikovale. Na osnovu izmerenih vrednosti snaga gubitaka u gvožđu PFe[kW] su u svakom pojedinačnom ogledu računati specifični gubici u gvožđu prema relaciji

pFe (B) = PFe (B)/ G [1],

gde je G – masa aktivnog statorskog gvožđa, koja po podacima proizvođača iznosi 82500 kg.

Da bi podaci mogli da se upoređuju, kako međusobno, tako i sa podacima dobijenim od proizvođača, izvršeno je njihovo svođenje na vrednosti indukcija B = 1 T i B = 1.4 T, što je prezentovano u poslednja dva reda tabele.

Tabela I Pregled rezultata merenja gubitaka u gvožđu tokom serije ogleda indukcionog zagrevana statorskog jezgra

Redni broj ogleda zagrevanja

I II III IV

ostvarena indukcija B [T] 1.25 1.29 1.26 1.26

snaga gubitaka u gvožđu PFe [kW] 154 161 182 182

Specifični gubici u gvožđu [W/kg]

pFe (B=1.25T) 1.87

pFe (B=1.29T) 1.95

pFe (B=1.26T) 2.21 2.21

pFe (B=1T) 1.20 1.17 1.39 1.39

pFe (B=1.4T) 2.34 2.30 2.72 2.72

Podaci proizvođača govore da za primenjeni materijal statorskog jezgra, tipske oznake Э320, dozvoljeni specifični gubici u gvožđu iznose:

pri i ndukciji B = 1 T pFe =1.48 W/kg

pri i ndukciji B = 1.4 T pFe =2.9 W/kg

Na osnovu izloženog proizilazi da su izmerene vrednosti gubitaka u gvožđu zadovoljavajuće. To je podatak koji sam za sebe dovoljno govori o stanju statorskog jezgra. Ipak, primetno je da je pogoršanje stanja i povećan broj lokalnih grejanja, koje je nastupilo nakon montaže namota i klinova, vidljivo i kroz povećanje gubitaka u gvožđu.

Page 7: Ispitivanje Izolacije Paketa Limova Statorskog Namota Generatora 210 MW Metodom Nazivne Indukcije

7 5.24.2011

4. ZAKLJU ČAK

Ogledi indukcionog zagrevanja statorskih jezgara na generatorima su pokazali vrlo lako i efikasno otkrivanje oštećenja i neispravnosti na magentnom kolu.

Termografski uređaji nove generacije omogućavaju kreiranje termo slike rezoluije 640x320 tačaka, što znači da svaki termogram sadrži preko 200.000 mernih tačaka. Primenjena optika omogućava tačnije merenje zbog činjenice da je veličina merne tačke dovoljno mala da razluči i najmanje izvore grejanja. Digitalni zapsi termo snimanja uz primenu softvera za post-analizu doprinosi kvalitativno višem nivou ocenjivanja stanja izolovanosti statorskih paketa limova.

Ilustracije lokalnih grejanja na generatoru u ovom tekstu pokazuju nedvosmisleno otkrivanje površinskih oštećenja, koje se relativno lako saniraju. Mesta kvara locirana u dubini paketa se otkrivaju preko posledica, koje ti kvarovi stvaraju na površini. Ipak, s obzirom da se takva mesta kontinualno prate tokom ogleda zagrevanja može se zaključivati o prirodi kvara.

Tokom serije ogleda na ovom generatoru su registrovani problemi, koji do tada nisu bili poznati na ovom generatoru. Naime, svi dotadašnji ogledi su se završavali zaključkom o nepostojanju lokalnih grejanja većih od 10oC. Proboj izolacije namota, koji se desio u 2006. godini nije bio uzrokovan grejanjima u statorskom gvožđu. Ipak, tokom procesa reparacije i montaže namota i izolacionih klinova, koji je trajao više meseci, je došlo do izlaganja unutrašnje površine statora spoljašnjim mehaničkim uticajima. Prirodu tih uticaja možemo da pretostavimo, ali, posledice toga možemo da otkrijemo i da nakon toga, kroz sistematičan i pažljiv proces sanacije, svedemo oštećenja izolacije na meru, koja ne ugrožava rad generatora u periodu do narednog remonta.

Rezultati serije ogleda na ovom generatoru tokom vremena su stvorili dobru osnovu za ocenjivanje kvaliteta izolacije limova i opšteg stanja magnetnog kola statora, doprinoseći sveobuhvatnijem održavanju generatora sa ciljem podizanja nivoa pouzdanosti rada.

BIBLIOGRAFIJA

[1] Technical Specification IEC TS 60034-23, First edition 2003-2

[2] Inozemcev E.K. "Remont turbogeneratorov TGV 200 i TGV 300", Moskva "Energija", 1977.

[3] Ustinov P.I. "Spravočnik po remontu turbogeneratorov", Moskva "Energija", 1978.

[4] Hazan S.I. "Turbogeneratori - Povreždenija i remont", Energoatomizdat, Moskva, 1983.

[5] Senćanić M, Mihailović M., Spasojević S.,Božović Z.."Primena termovizije u ispitivanju statorskih paketa limova generatora" JU CIGRE, Referat broj 11.21, 197-204, Struga 1985.

[6] Čičkarić Lj, Senćanić M, Simić N. "Ispitivanje statorskih paketa limova nazivnom indukcijom na generatoru 150 MVA u TE 'Morava' u Svilajncu", JUKO CIGRE, Referat broj R A1-11, Zlatibor 2007.

[7] Čičkarić Lj, Senćanić M, Simić N. „Stator core imperfection detection on large turbogenerators using rated induction method“, The 5th International Power Systems Conference, Timisoara, 2005.

[8] Anderson A. C.Eng FIEE "A Note on Generator Core Failures", Internet http://www.antony-anderson.com/failure1.htm, 2001

[9] Moore W.G. "Why Generators Fail- Many failure modes are common, predictable and preventable", National Electric Coil Bulletin, November 12, 1999