Мудрые мысли веков

Чтобы что-то узнать, нужно уже что-то знать.
Станислав Лем
Печать

Пример диагностики электродвигателя

Методика диагностики электродвигателей показана на примере отчёта диагностики синхронный машины СТМС-6000-2.

Общие положения

Комплекс методов по диагностике высоковольтных электродвигателей (ЭД) проводился на основании следующих документов:

1. РД 34.45-51.300-97. Объемы и нормы испытаний электрооборудования./ ЭНАС, Москва, 1988 год;

2. РД 153-34.0-20.363-99. Методика инфракрасной диагностики электрооборудования./  ДСРиНТП РАО "ЕЭС России", Москва, 1999 год.

3. Руководство по эксплуатации регистратора сигналов частичных разрядов в изоляции высоковольтного оборудования R2100. ПВФ «Вибро-центр», г. Пермь.

4. Руководство по эксплуатации регистратора сигналов частичных разрядов в изоляции высоковольтного оборудования ССМ 6. ПВФ «Вибро-центр», г. Пермь.

5. ГОСТ ИСО 10816-3-99 «Контроль состояния машин по результатам измерений вибрации на невращающихся частях».

6. Руководство по эксплуатации виброанализатора СД-12.

 В комплекс методов по диагностике высоковольтных электродвигателей входили:

1. Вибродиагностика;

2. Тепловизионное обследование подшипниковых узлов и поверхности статора ЭД;

3. Обследование ЭД на наличие частичных разрядов (ЧР) электрическим методом;

Полученные результаты диагностики оформляются единым отчетом технической диагностики оборудования с анализом, выводами и рекомендациями.

Результаты диагностики позволили оценить техническое состояние электродвигателя, выявить неисправности, наметить пути их устранения.

Данные диагностики могут быть использованы в дальнейшем  для контроля работы электродвигателей.

 Применяемые измерительные приборы

1. При тепловизионном обследовании применялась профессиональная камера инфракрасного контроля   ThermoTracer TH 7800 фирмы "NEC" (тепловизор) для визуализации и дистанционного измерения температур с архивацией данных измерения.

2. Измерение вибропараметров осуществлялась прибором СД-12.  

3. Измерение частичных разрядов в изоляции обмоток статора электродвигателя осуществлялась аппаратурой ССМ-6 производства ООО ПВФ «Вибро-центр», г. Пермь.

 Основные мероприятия при производстве работ

1. На подготовительном этапе диагностирования ЭД проводилось ознакомление с объектом: запрос паспортных данных ЭД (обязательно марка подшипников, число пазов статора), режимы эксплуатации, данные о нагрузке, результаты предыдущих обследований, история замеров сопротивлений изоляции, проведенных ремонтов;

2. В режиме загрузки ЭД проводилось тепловизионное обследование. При обследовании производилась тепловизионная и фотографическая съемка с последующей оценкой теплового состояния подшипниковых узлов, внешней поверхности ЭД;

3. Вибродиагностика проводилась на работающем ЭД. В режиме нагрузки ЭД проводился замер вибропараметров подшипниковых узлов. Вибродатчик при обследовании устанавливался на внешнюю поверхность подшипникового узла, замеры проводились в трех осях. Осуществлялась комплексная оценка состояния ЭД на основе полученного виброакустического сигнала (в диапазоне от  0 до 10 000 Гц), измеренного на подшипниковых узлах и корпусе ЭД. Диагностировались: износ подшипниковых узлов, качество крепления ЭД и агрегата к фундаментным опорам, состояние электромагнитной части двигателя (межвитковые замыкания в статоре, проблемы в роторе и т.п.);

5. Регистрация ЧР в обмотках ЭД проводилась при рабочем напряжении. Сигналы ЧР снимались с датчика ЧР, который устанавливался на оплетку подводящего кабеля со стороны РУ.  

 Схема подключения ССМ-6

 Схема подключения ССМ-6 при регистрации ЧР в обмотках статора электродвигателя.

 Измерение ЧР осуществлялось в несколько этапов. На первом этапе проводилась калибровка объектов (питающий кабель и «питающий кабель+ЭД»). Калибровка проводилась на отключенном от сети оборудовании со стороны РУ, при этом к жилам кабеля оператором поочередно подключался штатный калибратор и производилась настройка прибора через подключенный датчик ЧР. На втором этапе производилась регистрация ЧР в кабеле в режиме холостого хода (без ЭД) под рабочим напряжением. На третьем этапе производилась регистрация ЧР в системе «питающий кабель+ЭД» под рабочим напряжением.

 История эксплуатации электродвигателя.

Срок эксплуатации электродвигателя с 1973 г.

В течение всего срока эксплуатации проводились ревизии щеточного механизма с устранением обнаруженных неисправностей.

В течение эксплуатации неоднократно проводилась полная разборка ЭД с заменой вышедшего из строя ротора (в 2002 г. и 2005 г.).

 Протокол № 50-10

Обследования тепловизионного обследования ЭД 

 Исп. объект:                                          В-104, СД-10 (корпус 120), электродвигатель

Марка электродвигателя :                   СТМС-6000-2, зав. № 18379

Год ввода в эксплуатацию:                 1973 г.   

Дата:                                                      29.12.2010г.                                                    

Температура воздуха:                          12 0С

Тепловизор:                                           NEC TH 7800

Оператор:                                              Сыкулев А. Ю.

 

1. Обследование лицевой стороны электродвигателя

 1.1. Общий вид:

Общий вид

1.2. Подшипниковый узел со стороны нагрузки:

Подшипниковый узел со стороны нагрузки

1.3. Задний подшипниковый узел:

Задний подшипниковый узел

 

2. Обследование тыльной стороны электродвигателя

2.1. Общий вид:

Общий вид

2.2. Подшипниковый узел со стороны нагрузки:

 Подшипниковый узел со стороны нагрузки

2.3. Задний подшипниковый узел:

Задний подшипниковый узел

 

3. Обследование левой стороны электродвигателя

Обследование левой стороны электродвигателя

 

4. Обследование правой стороны электродвигателя

Обследование правой стороны электродвигателя

 

Приложение к протоколу № 50-10

Вибрационное обследование электродвигателя 

Дата:    22.12.2010 г.

Исп. объект: В-104, СД-10 (корпус 120), электродвигатель

Марка электродвигателя: СТМС-6000-2, зав. № 18379

 1. Виброобследование подшипников скольжения

Диагности-ческий узел

Рекомен-дации

1

2

3

4

5

6

7

8

9

32

ПД1

4, 15

 

 

 

S-24 % (50)

 

 

S-34 % (20)

 

S-34 % (70)

 

ПД2

15

 

 

 

 

 

 

S-36 % (25)

 

S-36 % (90)

 

    

Измеренные значения виброскорости подшипников СКЗ (V эф., мм/с, 10-1000 Гц):

      ПД 1         ПД2      Норма

В     0,3             1,4           2,3

Г     0,5             0,9           4,5

О     1,5             4,4           7,1

 Направление проводимых измерений: В – вертикальное,  Г – горизонтальное, О- осевое.

 Дефекты

  1. Неуравновешенность ротора                    7. Удары в подшипнике
  2. Бой вала                                                  8. Дефекты в смазке
  3. Дефекты узлов крепления                        9. Дефекты муфты
  4. Автоколебания вала                                32. Неидентифицированные изменения
  5. Перекос подшипника                                    вибрации
  6. Износ подшипника

 

2. Виброобследование электромагнитной части

Диагности-ческий узел

Рекомен-дации

1

2

3

4

5

6

7

8

9

32

КД

 

 

 

 

М-14 Db (40)

 

 

 

 

 

 

 Дефекты

  1. Неуравновешенность ротора                   6. Дефекты обмоток статора
  2. Бой вала (муфты)                                   7. Искажения формы напряжения
  3. Дефекты крепления опор ротора            8. Несимметрия напряжения питания
  4. Статический эксцентриситет зазора      32. Неидентифицированные изменения
  5. Дефекты обмоток ротора                                    вибрации

Контроль и оценка качества проведены в соответствие со Стандартом ассоциации «Центробежные насосные и компрессорные агрегаты опасных производств. Эксплуатационные нормы вибрации» (СА 03-001-05). Серия 03.

Тип прибора: анализатор-сборщик данных СД-12 («ВАСТ», г. Санкт-Петербург), зав. № 611, свидетельство о поверке №353/07 от 25.04.2009г.  

 Заключение:

Техническое состояние электродвигателя по нормам уровней параметров вибрации  согласно «СА 03-001-05. Серия 03» соответствует оценке «требует принятия мер».

Выявлены дефекты:

- автоколебания вала (ПД 1), удары в подшипнике (ПД 1, ПД 2), дефекты муфты (ПД 1, ПД 2), статический эксцентриситет зазора.

 Рекомендации

- Устранить автоколебания

- Устранить дефекты соединительной муфты

- Периодическое отслеживание вибропараметров 

Приложение к протоколу № 50-10

Обследования КЛ аппаратурой ССМ-6 электрическим методом

на наличие ЧР под рабочим напряжением

 Дата:    22.12.2010 г.

Исп. объект: СД-10 корпус 120     

Марко-размер кабеля питания: ААШВ-6 3х180

Номинальное напряжение:   6 кВ

 Основные параметры регистрации:

 - Уровень генерируемых импульсов калибратора 3000 пКл. 

- Время регистрации при одном измерении: 100 периодов сети 50 Гц

- Количество замеров 100.

   Амплитудно-фазовая диаграмма распределения ЧР питающих кабелей на холостом ходу при рабочем напряжении 6 кВ (фаза А).

Фаза A

 

Амплитудно-фазовая диаграмма распределения ЧР питающих кабелей на холостом ходу при рабочем напряжении 6 кВ (фаза В).

Фаза B

 

Амплитудно-фазовая диаграмма распределения ЧР питающих кабелей на холостом ходу при рабочем напряжении 6 кВ (фаза С).

Фаза С

Амплитудно-фазовая диаграмма распределения ЧР в системе «питающий кабель+ЭД»  при рабочем напряжении 6 кВ

(фаза А).

Фаза А

 

Амплитудно-фазовая диаграмма распределения ЧР в системе «питающий кабель+ЭД»  при рабочем напряжении 6 кВ

(фаза В).

Фаза B

 

Амплитудно-фазовая диаграмма распределения ЧР в системе «питающий кабель+ЭД»  при рабочем напряжении 6 кВ

(фаза С).

 Фаза C

 

РЕЗУЛЬТАТЫ ОБСЛЕДОВАНИЯ:

       При рабочем напряжении 6 кВ в изоляции питающих кабелей отмечены ЧР низкой интенсивности уровнем до 0,03 нКл. При рабочем напряжении 6 кВ в системе «питающий кабель + ЭД» отмечено значительное увеличение интенсивности и уровня ЧР до 10 нКл. Место возникновения ЧР – изоляция статора ЭД. Распределение ЧР на амплитудно-фазовой характеристике – практически равномерное на каждой полуволне питающего напряжения, что свидетельствует о возникновении ЧР преимущественно внутри толщи изоляции обмоток статора. Степень опасности по критерию ЧР – предельная область риска.

Общее заключение

1. История эксплуатации электродвигателя.

В течение эксплуатации неоднократно проводилась полная разборка ЭД с заменой вышедшего из строя ротора (в 2002 г. и 2005 г.). При этом устанавливались ротора, вышедшие из ремонта.

2. Результаты вибродиагностики:

         Общее состояние электродвигателя оценивается, как «требует принятия мер». Выявлены дефекты: автоколебания вала, удары в подшипниках скольжения, дефекты муфты, статический эксцентриситет зазора.

3. Результаты тепловизионного обследования и визуального контроля:

Согласно РД 34.51.300-97 «Объемы и нормы испытаний электрооборудования» и РД 153-34.363-99 «Методика инфракрасной диагностики электрооборудования»:

 Тепловое состояние электродвигателя удовлетворительное.

 4. Результаты обследования на наличие частичных разрядов.

В изоляции обмоток статора электродвигателя обнаружены ЧР высокой интенсивности и уровня. Степень опасности по критерию ЧР – предельная область риска.         

Рекомендации

1. Устранить автоколебания;

2. Устранить дефекты соединительной муфты;

3. Периодическое отслеживание вибропараметров.

 Паспортный ресурс электродвигателя исчерпан. Дальнейшая эксплуатация гарантирована в течение 1 года в номинальном режиме эксплуатации без изменения эксплуатационных условий (параметров) и при устранении неисправностей, описанных в рекомендациях.

По совокупности обследований и истории эксплуатации электродвигателя рекомендуется его замена в течение 1 года.