Как работает система?
Трансформатор тока HSCT (Рисунок 3) позволяет измерять очень малые значения тока утечки через поврежденную изоляцию обмоток статора электродвигателя.
Рисунок 3: HSCT представляет собой специальный трансформатор тока, реагирующий на малые величины дифференциального тока.
Интерфейсный модуль HSCT усиливает сигнал, направляемый в монитор системы 3500 по полевому кабелю. Сигналы напряжения аналогичным образом обрабатываются и направляются в монитор системы 3500. После этого в монитор направляются сигналы температуры обмоток (термосопротивлений или термопар). Система мониторинга обрабатывает эти сигналы и предоставляет пользователю тренды и оповещения о реактивной и активной составляющих тока утечки, а также об электрической емкости и тангенсе угла потерь (C & DF).
Многие заказчики проводят offline испытания электрической емкости и тангенса угла потерь. Эти испытания являются частью их плановых программ обслуживания электродвигателей высокого и среднего напряжения. В новой системе мониторинга этот метод используется для online мониторинга состояния оборудования.
На рисунке 4 показана связь между активной и реактивной составляющими тока утечки. В новом или прошедшем перемотку обмоток электродвигателе ток утечки, как правило, имеет выраженный реактивный характер, его активная составляющая очень незначительна.
На рисунке 5 показано, как тангенс угла потерь связывает активные и реактивные составляющие тока утечки. Если изоляция является идеальным диэлектриком, то ее сопротивление будет бесконечным, а угол потерь δ (дельта) будет равен нулю, как и коэффициент рассеяния.
Рисунок 5: Тангенс угла потерь, показывающий связь между реактивной и активной составляющими тока утечки.
Изоляция обмоток статора электродвигателя деградирует со временем под воздействием электрических, температурных, механических нагрузок и окружающей среды. По мере ухудшения состояния изоляции активная составляющая тока утечки растет, о чем свидетельствует увеличение тангенса угла потерь, как показано на рисунке 6. Величина тока утечки зависит от температуры обмоток, поэтому сигналы от термопар должны направляться в монитор.
Рисунок 6: По мере ухудшения состояния изоляции меняется электрическая емкость и тангенс угла потерь. На этом рисунке видно, что электрическая емкость не изменяется, однако по мере старения изоляции ее проводимость увеличивается.
Применение
Описанная выше система мониторинга может применяться для диагностики трехфазных синхронных и асинхронных электродвигателей переменного тока, имеющих мощность от 1,000 до 6,000 лошадиных сил и номинальное напряжение от 2.3 кВ до 5 кВ. При этом электродвигатель должен быть подключен по внешней схеме соединения «звезда» (Рисунок 2), должен быть обеспечен доступ к фазовым и нейтральным выводам двигателя в клеммной коробке, как показано на рисунке 7.
Рисунок 7: Компоненты клеммной коробки электродвигателя 4160В во время испытания новых ТТ HSCT. Большие коричневые ТТ предназначены для нормальной дифференциальной релейной защиты. ТТ HSCT представляют собой тонкие алюминиевые кольца справа от защитных ТТ. Справа от HSCT находятся измерительные ТТ, собирающие дополнительные замеры.
Преимущества системы
Наша новая система является первым доступным решением для online мониторинга состояния изоляции обмоток статора электродвигателей высокого и среднего напряжения, в котором используются измерения тока утечки. Это означает, что для выявления надвигающейся неисправности в режиме offline вам больше не нужно отключать электродвигатель. Использование системы мониторинга позволит вам добиться следующего:
- Избежать незапланированных простоев
- Обеспечить более эффективное планирование работ по обслуживанию
- Избежать простоев и затрат, связанных с offline мониторингом
- Выявить многие неисправности, которые невозможно обнаружить при помощи существующих технологий
- Увеличить время между проведением инспекций
- Снизить стоимость ремонта благодаря аварийному отключению, тем самым избежав повреждения сердечника статора электродвигателя
Начало продаж
Новая система мониторинга будет доступна для заказчиков в первом квартале 2013 года. Чтобы получить более детальную информацию об этой системе, свяжитесь с местным инженером по продажам компании Bently Nevada. В следующем номере журнала Orbit мы продолжим обсуждение нашей новой технологии. Оставайтесь с нами для получения более подробной информации о способах мониторинга состояния электродвигателей!
Ссылки
1. Брошюра по асинхронным электродвигателям переменного тока среднего напряжения GE Motors Pegasus MHV, GEA-12310C.
*Обозначает торговую Bently Nevada, Inc., дочерней компании General Electric Company.
Авторские права © 2012 General Electric Company. Все права защищены.
