Способы обнаружения дефектов электрооборудования

Оборудования

Электрооборудования

ТЕМА 3.1. Основные принципы и методы оценки состояния

ТЕМА 3.3. Ремонт генераторов

ТЕМА 3.2. Методы испытания и диагностирования оборудования

Электрооборудования

ТЕМА 3.1. Основные принципы и методы оценки состояния

Станций

Технология ремонта электрооборудования электрических

РАЗДЕЛ 3

1. Общие принципы, определяющие методы выявления дефектов оборудо­вания.

2. Методы оценки, измерения и испытания, определяющие состояние меха­нической части оборудования. Методы оценки, измерения и испытания, опре­деляющие состояние магнитной системы оборудования.

3. Измерения и испытания, определяющие состояние изоляции.

4. Оценка состояния оборудования по результатам проверок, измерений и испытаний.

1. Типовые объемы текущих и капитальных ремонтов генераторов. Перио­дичность ремонтов.

2. Подготовка к ремонту. Разборка и сборка генераторов.

3. Ремонт статора и ротора генератора.

1. Общие принципы, определяющие методы выявления дефектов

Электрооборудование электростанций и подстанций весьма разнообразно по
своей номенклатуре, но оно имеет общие по своему назначению конструктив­-
ные узлы: корпус, магнитопровод, обмотки, изоляция, статор, ротор, коллектор,
подшипники, контактные соединения, кинематика подвижных систем аппара­-
тов и приводов и т.п., а также идентичные по назначению устройства управле­-
ния и сигнализации, контроля и защиты.

Общие конструктивные узлы определяют и общие дефекты оборудования, выявляемые в большинстве случаев в процессе проверок и испытаний. В каче­стве примеров таких общих дефектов оборудования, наиболее часто встречаю­щихся в практике пусконаладочных работ, можно привести следующие:

• у корпусов — повреждения их в процессе транспортировки и монтажа, де­фекты сварных или болтовых соединений, неплотности в стыках, дефекты уплотнений и т.д.;

• у обмоток — увлажнение изоляции (имеющее место чаще всего в результате длительного и неправильного хранения оборудования),механические повре­ждения, нарушение междувитковой изоляции, соединений в обмотках, токопро- водах и выводах, несоответствие маркировки выводов требованиям ГОСТ и заводским схемам паспортов и сопроводительной документации;

• у магнитопроводов — замыкание отдельных листов стали между собой, на­рушение изоляции стяжных болтов, коррозия листов стали, засорение вен­тиляционных каналов (статоров и роторов электрических машин), слабая за­тяжка болтов;

• у коммутационных аппаратов — неудовлетворительная регулировка тяг, при­вода и контактной системы, увлажнение бакелитовых частей тяг и внутрибаковой изоляции (масляных выключателей), нарушение герметичности, пра­вильной работы в различных циклах, неудовлетворительное состояние кон­тактных поверхностей;

• у силовых кабелей — дефекты концевых заделок или соединительных муфт,

обрывы жил, повреждения оболочек и т.д.

Для обеспечения надежной работы электрооборудования все его дефекты, а также дефекты монтажа должны быть своевременно устранены.

Обнаружение этих дефектов является одной из основных задач наладки. Второй задачей являются установление соответствия оборудования техниче­ским требованиям и проекту, оценка возможности включения электрооборудо­вания в работу и наладка его устройств управления, релейной защиты и автома­тики.

Общие дефекты оборудования и требования к нему определяют общие ме­тоды их выявления, проверки, измерения и испытания, которые могут быть объединены в следующие основные группы:

1) методы определения состояния механической части электрооборудования;

2) измерения и испытания, определяющие состояние магнитной системы элек­-
трооборудования;

3) измерения и испытания, определяющие состояние токоведущих частей и контактных соединений электрооборудования;

4) измерения и испытания, определяющие состояние изоляции токоведущих частей;

5) методы проверки схем электрических соединений;

6) методы проверки, настройки и испытаний устройств РЗиА, управления, сиг­нализации и других вторичных устройств;

7) методы окончательной оценки пригодности электрооборудования к эксплуа­тации (опробование электрооборудования).

Во всех перечисленных группах применяются общие для различных видов оборудования методы и средства измерений.

Задачи быстрейшего ввода энергетических объектов, технологическая по­следовательность монтажных работ и необходимость заблаговременного уст­ранения дефектов требуют выполнения максимального количества проверок и испытаний в процессе монтажа оборудования до его полного окончания, что должно учитываться при организации монтажных работ.

К таким работам относятся: ревизия оборудования, различные измерения, определяющие состояние изоляции обмоток и других токоведущих частей электрических машин и аппаратов; испытание изоляции повышенным напря­жением; измерения сопротивления постоянному току обмоток, контактов и других токоведущих частей; измерения потерь XX силовых трансформаторов; определение полярности обмоток, снятие характеристик намагничивания; из­мерения коэффициента трансформации силовых и измерительных трансфор­маторов; проверка и наладка схем электрических соединений оборудования и различных устройств управления, РЗиА.

К измерениям и испытаниям электрооборудования, которые могут быть вы­полнены только на работающем оборудовании, относятся опробование элек­трооборудования в работе, снятие характеристик электрических машин и изме­рения основных технических параметров.

Источник

Неисправности электрооборудования, методы их поиска и устранения

Наиболее сложным при ремонте электрооборудования является процесс поиска неисправностей, так как современные электрические схемы представляют собой сложную взаимосвязанную сеть электрических и электронных цепей. Поэтому достаточно трудно обнаружить неисправную деталь или цепь среди множества других деталей и цепей, влияющих одна на другую. Задача осложняется еще тем, что большинство неисправностей носят скрытый характер и не могут быть обнаружены внешним осмотром. Процесс поиска неисправности представляет собой последовательность тестовых экспериментов над электроприводом и принятия диагностического промежуточного или конечного решения.

Одним из путей уменьшения времени поиска неисправностей и требований к квалификации обслуживающего персонала является применение автоматического поиска неисправностей, основанного на алгоритмизации процедур поиска, Для поиска неисправностей в системе электрооборудования. как показывает опыт эксплуатации, возможно применение следующих методов.

Внешний осмотр. Наибольший эффект дает внешний осмотр включенного электрооборудования при отсутствии аварийных признаков отказа и соблюдения правил безопасности труда. Признаками неисправности в этом случае (кроме тех, которые можно обнаружить при включенном электрооборудовании) являются: появление искрений, дыма, нагрев отдельных деталей, появление треска и т.п. Однако внешний осмотр не позволяет обнаружить скрытые неисправности.

Метод замены. Если после замены исчезают неисправности, то был заменен действительно поврежденный элемент.

Метод вносимой неисправности. В этом случае в проверяемый блок вносятся искусственные повреждения, вызывающие определенные логические взаимодействия элементов. Контроль за параметрами схемы и анализ их изменений позволяют определить или локализовать неисправность.

Метод половинного разбиения. Этот метод успешно может быть применен в том случае, если показатели надежности отдельных узлов и блоков схем электрооборудования одинаковы. Для поиска неисправности можно проверить один узел, например, по напряжению, а затем по току. Деление может быть выполнено и внутри блока или узла, что позволяет оперативно локализовать, а затем и обнаружить неисправность.

Метод контрольного сигнала. Использование подобного метода обусловлено широким распространением логических элементов и микросхем в системах регулирования и управления. Для обнаружения неисправности с помощью контрольного сигнала целесообразно представить контрольную цепь диаграммой прохождения сигнала через исправную систему. Контрольному сигналу заданной формы будет соответствовать определенная реакция, анализируя которую, можно выявить работоспособность проверяемого узла или электрической цепи.

Метод промежуточных измерений. Метод предусматривает осциллографирование характерных процессов, измерение напряжений на контрольных точках, контроль сопротивления отдельных элементов и электрических цепей и другие контрольно-диагностические действия, позволяющие определить место неисправности в электрооборудовании или обнаружить неисправный элемент.

Метод сравнения с неисправным объектом. Метод сравнения заключается в том, что сигналы неисправности узла или блока схемы сравнивают с сигналами другого исправного или неисправного узла или блока.

Располагая перечисленными методами поиска дефектов, следует учесть, что оптимальная методика должна представлять собой логическую последовательность действий, сужающих границы области «неисправности до полной локализации ее. При этом для выбора метода поиска неисправности и в процессе поиска необходимо пользоваться следующими практическими принципами:

прежде всего необходимо убедиться, что в системе электрооборудования нет ошибочно установленных позиций, положений рукояток переключателей и задающих устройств;

следует выбирать такой метод и такую последовательность поиска неисправности, чтобы исключалась случайность полученных результатов, поиск должен приводить хотя бы к одному из многих возможных результатов; в начале поиска неисправности нужно выбрать такую проверку, которая позволяет получить наибольшую информацию, устраняющую максимум неопределенностей;

если имеется отказ, следует вначале предположить природу отказа исходя из внешних признаков его, а затем предусмотреть методику по предполагаемой причине отказа;

метод поиска отказа необходимо выбирать с учетом наименьших затрат времени, если неизвестна действительная причина отказа.

Неисправности электрооборудования можно классифицировать по трем признакам. К первой группе следует отнести неисправности, обусловленные проектными недостатками.

Вторая, наиболее многочисленная группа неисправностей проявляется в начале периода эксплуатации электрооборудования и связана обычно с несовершенством конструкции эксплуатируемого оборудования, некачественными монтажом и наладкой. К характерным неисправностям этой группы относятся: многочисленные ложные срабатывания блокировок из-за некачественной наладки; завышение уставки максимальной токовой защиты, так как ток срабатывания (уставка) реле рассчитан не по действительному (рабочему), а по номинальному току двигателей.

В этот период весьма многочисленные случаи выхода из строя силовых и контрольных кабелей вследствие некачественного монтажа соединительных муфт и концевых заделок.

Эти неисправности обусловливают большой объем ремонтных работ, удорожают первоначальный период эксплуатации. Однако поиск неисправности облегчается, так как известны причины неисправности, полученные на основании опыта эксплуатации подобного оборудования на других объектах.

Третья группа неисправностей появляется в процессе эксплуатации и связана с неблагоприятными внешними условиями, процессами старения изоляционных материалов и некачественной эксплуатацией. Наиболее частые неисправности этой группы — обрыв электрической цепи в контактных реле, пускателей, контакторов. Следует отметить три основные причины этих неисправностей: попадание посторонних предметов между контактами; разрегулирование механической части электрического аппарата, тяг, пружин; окисление и эрозия контактов из-за воздействия электрической дуги.

При отыскании неисправности можно воспользоваться любым методом поиска. Применяемый на практике метод поиска разрыва в электрической цепи основан на включении этой цепи под напряжение и проверке контрольных точек этой цепи с помощью индикатора или контрольной лампочки.

При наличии разрыва между контрольными точками возникает разность потенциалов, что визуально проявится в загорании контрольной лампы.

Большую помощь в отыскании и устранении неисправности оказывавает производственная сигнализация. Если неисправность произошла вне сферы действия производственной сигнализации, необходимо воспользоваться схемами электрооборудования.

Высокая квалификация обслуживающего персонала, знание им электрических схем и принципа их работы, а также методов поиска и устранения неисправностей являются основными условиями успешной эксплуатации электрооборудования береговых установок.

Источник

Оценка состояния действующего электрооборудования

1. Назначение и виды наладочных работ: пусковые наладочные работы, планово-предупредительные эксплуатационные наладочные работы

Пусконаладочные работы — комплекс работ, выполняемых в период подготовки и проведения индивидуальных испытаний и комплексного опробования оборудования. Работы по более тонкой и детальной настройке, выполняемые на смонтированном оборудовании, перед вводом в эксплуатацию.

Сущность системы планово-предупредительного ремонта (ППР) состоит в том, что после отработки оборудованием определенного времени производятся профилактические осмотры и различные виды плановых ремонтов, периодичность и продолжительность которых зависят от конструктивных и ремонтных особенностей оборудования и условий его эксплуатации.

Система ППР предусматривает также комплекс профилактических мероприятий по содержанию и уходу за оборудованием.

Она исключает возможность работы оборудования в условиях прогрессирующего износа, предусматривает предварительное изготовление деталей и узлов, планирование ремонтных работ и потребности в трудовых и материальных ресурсах.

Положения о планово-предупредительных ремонтах разрабатываются и утверждаются отраслевыми министерствами и ведомствами и являются обязательными для выполнения предприятиями отрасли.

Основное содержание ППР – внутрисменное обслуживание (уход и надзор) и проведение профилактических осмотров оборудования, которое обычно возлагается на дежурный и эксплуатационный персонал, а также выполнение плановых ремонтов оборудования.

Системой ППР предусматриваются также плановые профилактические осмотры оборудования инженерно-техническим персоналом предприятия, которые производятся по утвержденному графику.

Грузоподъемные машины, кроме обычных профилактических осмотров, подлежат также техническому освидетельствованию, проводимому лицом по надзору за этими машинами.

2. Методы выявления дефектов электрооборудования

При оценке состояния оборудования и возможности включения его в работу необходимо установить отсутствие или наличие дефектов в нем, при наличии последних — выявить их. Как уже говорилось выше, общие конструктивные элементы и узлы определяют и общие дефекты, из которых, как показывает практический опыт, основными являются следующие:

• у корпусов — повреждения их в процессе транспортировки и монтажа, дефекты сварных или болтовых соединений, неплотности в стыках, дефекты уплотнений н т. п.;
• у обмоток — увлажнение изоляции (имеет место чаще всего в результате длительного и неправильного
• хранения оборудования); механические повреждения; нарушения междувитковой изоляции, соединений в обмотках, токопроводах и выводах; несоответствие маркировки выводов требованиям ГОСТ;
• у устройств переключения силовых трансформаторов — механические повреждения, неправильное соединение отпаек или неправильная работа переключателя;
• у магнитопроводов — замыкания отдельных листов стали между собой, нарушение изоляции стяжных болтов, если они есть, коррозия листов стали, засорение вентиляционных каналов (статоров и роторов электрических машин), слабая затяжка болтов (чаще силовых трансформаторов);
• у коллекторов машин постоянного тока — дефекты паек «петушков», т. е. мест соединения отдельных секции обмотки якоря к пластинам коллектора, засорение промежутков между пластинами;
• у подшипников синхронных генераторов — нарушения изоляции их от фундаментной плиты, служащей для устранения паразитных «подшипниковых токов», которые возникают у генераторов, если изоляция нарушена, при их работе в контуре вал ротора — подшипники — фундаментные плиты — вал ротора из-за несимметрии магнитного поля ротора (вызывается неравномерностью воздушного зазора между ротором и статором; в результате в контуре возникает при работе генератора пульсирующее поле, вызывающее по закону Джоуля — Ленца пульсирующие токи, повреждающие подшипники и металл в местах их возникновения);
• у бетонных реакторов — увлажнение бетонных стоек, выполняющих одновременно функции изоляции между витками обмотки реактора и опорной конструкции;
• у устройств заземления — дефекты соединения заземляющих проводок с корпусом оборудования и между отдельными участками заземляющих устройств, несоответствие сопротивления растеканию контура требованиям ПУЭ и техники безопасности.

Для обеспечения надежной работы электрооборудования все его дефекты должны быть своевременно выявлены, оценены и устранены.

Общие дефекты оборудования определяют общие методы их выявления, которые могут быть объединены в следующие основные группы:

• методы определения состояния механической части электрооборудования;
• измерения и испытания, определяющие состояние магнитной системы;
• измерения и испытания, определяющие состояние токоведущих частей и контактных соединении;
• измерения и испытания, определяющие состояние изоляции токоведущих частей;
• методы проверки и испытаний устройств релейной защиты, автоматики, управления, сигнализации и других вторичных устройств;
• методы окончательной оценки пригодности электрооборудования к опробованию и эксплуатации.

3. Оценка состояния электрооборудования по результатам проверок измерений и испытаний

3.1. Оценка состояния механической части

Оценка состояния механической части начинается с его осмотра (ревизии). При осмотре оценивается общее состояние оборудования, выявляются все наружные дефекты, проверяется соответствие оборудования проекту и техническим требованиям по паспортным данным и заводской документации.

Осмотру подвергаются все виды электрооборудования, реле, приборы. При осмотре обращается внимание на отсутствие коррозии и механических повреждении, у маслонаполненных аппаратов — отсутствие течи масла, повреждении у магнитопроводов, выводов, контактных соединений, главной и между витковой изоляции.

Оборудование перед осмотром должно быть очищено от пыли, грязи, заводской смазки и ржавчины; монтаж его должен соответствовать нормативным требованиям. Перечень замеченных недостатков по внешнему состоянию оборудования предъявляется монтажному и эксплуатационному персоналу для принятия мер по их устранению. Дальнейшие работы по проверке, испытаниям и наладке производятся только после устранения дефектов.

Состояние механической части масляных выключателей определяется, кроме того, по целому комплексу проверок, из которых главными являются следующие: измерение скорости включения и отключения, «вжатия» контактов при включении, одновременности замыкания и размыкания контактов в пределах одной и всех трех фаз, измерение минимального напряжения срабатывания привода, опробование работы выключателей при повышенном, пониженном и нормальном напряжениях оперативного тока.

Состояние механической части воздушных выключателей дополнительно определяется измерением «сброса» давления воздуха при операциях включения и отключения, давления «строгания» главных контактов выключателя и давления завершения операции, расхода воздуха на утечку, осциллограммой различных циклов выключателя.

Механическое состояние электрических машин окончательно определяется результатами опробования их на холостом ходу и под нагрузкой с проверкой нагрева и вибрации, работы масляной и охладительной систем, а силовых трансформаторов — по результатам измерений сопротивления постоянному току обмоток и коэффициента трансформации, снятия «круговых диаграмм» (при наличии у трансформатора переключателя под нагрузкой), по работе системы принудительной циркуляции масла и обдува радиаторов для охлаждения обмоток (при их наличии).

Состояние устройств заземления определяется измерением их сопротивления, напряжения прикосновения переходных сопротивлений постоянному току отдельных «точек» присоединения.

Механическое состояние измерительных трансформаторов, различных сборок, щитов, неподвижных узлов комплектных распределительных устройств, реакторов и т.п. определяется, главным образом, только по результатам внешнего осмотра.

3.2. Оценка состояния электромагнитной системы

Существует зависимость тока намагничивания магнитопроводов с обмотками от качества стали и их сборки, и наличия короткозамкнутых витков в обмотке, т. е. от состояния обмотки. Эта зависимость и используется для определения состояния электромагнитной системы измерительных трансформаторов. Снятая у них характеристика зависимости тока намагничивания в обмотке от подаваемого на нее напряжения позволяет судить по характеру ее изменения и особенно в начальной части о наличии, например, у трансформатора тока (ТТ) междувиткового повреждения (короткозамкнутых витков).

Резкое снижение характеристики намагничивания в начальной части ее в этом случае объясняется значительным размагничиванием магнитопровода при малых значениях магнитного потока. Как видно из рисунка, кроме того, при незначительном количестве короткозамкнутых витков характеристика изменяется только в начальной части, при значительном- и в насыщенной части.

Снятые характеристики намагничивания ТТ сравниваются с типовыми или опытными. Значительные отклонения от типовых или опытных также являются признаком повреждения.

Существует также зависимость потерь холостого хода от повреждений обмоток и стали магнитопровода в силовых трансформаторах. Она используется для оценки состояния последних. Если подать на одну из обмоток трансформатора при разомкнутых других (холостой ход) ток, то в первой ваттметром можно измерить мощность, определяющую «потери» на так называемое намагничивание трансформатора и нагрев обмотки током намагничивания.

Эта мощность регламентирована типом и конструкцией трансформатора и указывается в заводской документации его. Следовательно, измеренную при определенном напряжении мощность можно сравнить с паспортными или каталожными данными и установить, имеют ли место в трансформаторе заводские или явившиеся следствием транспортировки или монтажа на месте установки дефекты.

При наличии замыкания в обмотках или дефектов магнитопровода (нарушение изоляции между листами стали, использование некачественной стали) измеренные потери будут значительно превышать заводские или каталожные данные.

У трансформаторов напряжения для оценки состояния их измеряют ток холостого хода, т.е. ток во вторичной обмотке, имеющий место при номинальном напряжении. По аналогии с потерями в силовых трансформаторах этот ток также может быть использован для оценки состояния трансформаторов напряжения путем сравнения его с приведенным в заводской документации или в каталожных данных.

Состояние магнитопроводов электрических машин оценивается снятием характеристик холостого хода и короткого замыкания (у синхронных генераторов), а также нагрузочных характеристик (у машин постоянного тока) и сравнением полученных характеристик с заводскими, имеющимися в сопроводительной документации. По характеристикам одновременно определяются дополнительные параметры, необходимые для наладки устройств регулирования возбуждения и дальнейших расчетов, производимых при эксплуатации.

4. Оформление протоколов проверки и испытаний, отчетов оценки состояния электрооборудования

Основным методом оценки состояния нового электрооборудования, заканчиваемого монтажом и включаемого в эксплуатацию, является сравнение результатов измерений и испытаний с допустимыми, предусматриваемыми специальными нормами.

Основными нормативными документами являются нормы испытания электрооборудования (в дальнейшем Нормы) и Правила устройства электроустановок (ПУЭ).

В Нормах приведены требования в отношении необходимых видов проверок и испытаний и нормативные величины, которым должны удовлетворять результаты их для всех видов электрооборудования электроустановок. Норнами предусматриваются допустимое сопротивление обмоток, контактов и других токоведущих частей, допустимое состояние изоляции; испытательные напряжения и пр.

Согласно ПУЭ и Нормам заключение о возможности ввода оборудования в эксплуатацию производятся на основании совокупности результатов приемо-сдаточных испытаний, так как часто, особенно в вопросах оценки состояния изоляции электрических машин, силовых трансформаторов и необходимости сушки, трудно найти решение по одному или даже двум критериям испытания трансформаторов тока и напряжения. Широко используется в производстве пусконаладочных работ при оценке состояния оборудования метод сравнения результатов измерений группы одного и того же типа оборудования исходя из предположения, что все проверяемое однотипное оборудование не может иметь одинаковых повреждений.

Так, например, если характеристики намагничивания группы измерительных трансформаторов тока одинаково ниже типовых, а ток холостого хода нескольких измерительных трансформаторов напряжения одинаково превышает допустимый, то это значит, что имеет место не повреждение изоляции обмоток или магнитопровода, а применение в магнитопроводе худшей стали при изготовления трансформа торов на заводе или изменение габаритов стали.

Общие методы оценки состояния электрооборудования по результатам измерений и испытаний. Часто результаты испытаний и измерений (характеристики генераторов переменного и постоянного тока, измерения изоляции и т. п.) сравниваются для оценки с результатами предыдущих измерений и испытаний. для вновь вводимого в эксплуатацию оборудования такими являются результаты заводских измерений и испытаний.

Не всегда бывают достаточными проверки и испытания, предусматриваемые Нормами. Это относится к несерийному оборудованию или головным образцам. В таких случаях работы производятся в соответствии со специальной программой, составляемой разрабатывающими или проектирующими организациями или заводом-изготовителем, В составлении программ должны участвовать представители наладочной организации.

Окончательным способом оценки возможности включения электрооборудования или присоединения в работу является комплексное опробование его в работе.

Источник