ТЕНЗОРЕЗИСТОРНИЙ МЕТОД І ПРИСТРІЙ КОНТРОЛЮ ОСЕРДЯ СТАТОРА ТУРБОГЕНЕРАТОРА В ПРОЦЕСІ ЕКСПЛУАТАЦІЇ
DOI:
https://doi.org/10.15588/1607-6761-2019-1-3Ключові слова:
турбогенератор, кінцева зона, обмотка статора, пресування, тензометріяАнотація
Мета роботи. Метою роботи є створення нового методу і пристрою контролю цілісності стяжних призм, що дозволить, при незначних удосконаленнях конструкції окремих вимірювальних призм, отримувати інформацію про стан (пошкодження) всіх стяжних призм і, отже, про ступінь пресування заліза статора в цілому.
Методи дослідження. Тензометричний метод фізичного моделювання, аналітичні розрахунки.
Отримані результати. Розроблено та досліджено на фізичній моделі турбогенератора потужністю 500 МВт експериментальний зразок пристрою контролю і діагностики стану пресування шихтованого осердя статора генератора.
Перевага методу контролю із застосуванням датчиків на базі тензорезисторов визначається відносно невисокою вартістю останніх, і при правильному виборі пружного елемента і конструкції можна здійснювати моніторинг елементів кріплення сердечника статора з досить високим ступенем точності.
Проведені випробування з моделюванням руйнування призм за допомогою зняття з них навантаження на моделі статора турбогенератора в лабораторних умовах показали задовільний збіг результатів експерименту і теоретичних розрахунків.
Дані про зміну напружено-деформованого стану стержнів моделі оцінювалися за допомогою тензорезисторів, наклеєних певним чином на вимірювальну шпильку. Основною перевагою запропонованого методу контролю зусиль в стяжній призмі є той факт, що вимірювання можуть проводитися на зупиненому турбогенераторі без зняття торцевих щитів, так як зусилля в стяжних призмах з урахуванням їх змін у разі пошкодження будь-якої призми зберігається і в неробочому стані.
Впровадження розробленого методу і пристрою дозволить не тільки запобігати аварійним ситуаціям, пов'язаними з поломкою стяжних призм, але і дасть можливість здійснювати постійний контроль за станом пресування осердя статора.
Наукова новизна. Запропоновано новий метод контролю стану стяжних призм осердя статора без зняття бічних щитів турбогенератора і вперше теоретично обґрунтована можливість застосування математичного апарату для визначення місця пошкодження і кількості призм з ослабленими гайками або розірваною різьбою.
Практична цінність. На базі фундаментальних результатів розроблено метод контролю і діагностики стану пресування осердя статора турбогенератора із застосуванням спеціальних вимірювальних шпильок. Запропонований метод дозволить без виведення генератора в ремонт, за показаннями датчиків, визначати кількість призм, що мають пошкодження і, таким чином, прогнозувати терміни подальшого ремонту.
Посилання
Shidlovs'kij A.K. (2003) Rozvitok palivno-energetichnogo kompleksu shljahom jogo modernіzacії [Development of the fuel and energy complex through its modernization]. Materіali naukovo-praktichnoї konferencії «Utverdzhennja іnnovacіjnoї modelі rozvitku ekonomіki Ukraїni» [Proc. of the Int. Conf. " Approval of an innovative model for the development of the Ukrainian economy ".], 121–131. (in Ukrainian.)
Kuchinskij K.A. (2016) Termonaprjazhennoe sostojanie izoljacii obmotki statora turbogeneratora pri razlichnyh variantah ee kreplenija v torcevoj zone serdechnika. [Thermally stressed state of insulation of the stator winding of the turbogenerator with different variants of its mounting in the end zone of the core.]. Praci In-tu elektrodynamiky NAN Ukrai'ny, 43, 65-70.
Kuchynskyi K., Titko V., Hutorova M., Mystetskyi V., Khudyakov A., Prus V. (2017) Mathematical model and research results of vibromechanical processes in the elements of the powerful synchronous generator end area. Proc. International Conference on Modern Electrical and Energy Systems MEES’17, 308–311.
Vas'kovskyj Ju.N., Kovalenko M.A. (2012) Yssledovanye y optymyzacyja ustrojstva dyagnostyky defektov obmotky rotora korotkozamknutogo asynhronnogo эlektrodvygatelja [Research and optimization of the device for diagnosing defects in the winding of a rotor of a short-circuited asynchronous electric motor]. Elektrotehnika i elektroenergetyka, 2, 12-17.
Kobozev A. S., Sereda A. G., Zhornjak L. B., Morgun V. V. (2012) Modernizacija zashhity jelektroustanovok sobstvennyh nuzhd AJeS naprjazheniem 0,4 kv [Modernization of protection of electrical installations of own needs of NPPs with a voltage of 0.4 kV]. Elektrotehnika i elektroenergetyka, 2, 66-72.
Butov A.V., Mamikonjanc L.G., Pikul'skij V.A. (2001) Povrezhdaemost' i kontrol' zubcovyh zon zapechennyh krajnih paketov stali serdechnikov statorov turbogeneratorov [Damage and control of the tooth zones of the baked outer packets of steel cores of stators of turbogenerators]. Jelektricheskie stancii, 5, 41-47.
Zdanovs'kyj V.G., Fedorenko G.M. (2001) Dosvid ekspluatacii' turbo-generatoriv typu TGV z vycherpanym resursom na ukrai'ns'kyh TES [Experience of operation of turbogenerators of the type DVB with exhausted resource at Ukrainian TPPs]. Novyny energetyky, 9, 67-63.
Alekseev B.A. (2001) Opredelenie sostojanija (diagnostika) krupnyh turbogeneratorov [Determination of the state (diagnostics) of large turbine generators]. Moscow, NTs ENAS Publ., 152.
Zozulіn Ju.V. (2011)Stvorennja novih tipіv ta modernіzacіja dіjuchih turbogeneratorіv dlja teplovih elektrichnih stancіj [Creation of new types and modernization of existing turbine generators for thermal electric power stations]. Harkiv, PF « Kolegіum » Publ., 228.
Golodnova O.S., Rostik G.V. (2004) O prichinah povrezhdenij torcevyh zon serdechnikov statorov turbogeneratorov i merah po ih preduprezhdeniju [On the causes of damage to the end zones of the stator cores of the turbogenerator-tori and measures to prevent them]. St. Petersburg, Sbornik «Elektrosila», 43, 56-64.
Kuznecov D.V., Maslov V.V., Pikul'skij V.A. (2004) Defekty turbogeneratorov i metody ih diagnostiki na nachal'noj stadii pojavlenija [Defects of turbogenerators and methods of their diagnostics at the initial stage of appearance]. Jelektricheskie stancii, 4, 51-57.
Firsanov E. P. (2011) Issledovanie termomehanicheskih processov v odnomernoj sisteme prjamolinejnyh mehanicheski svjazannyh sterzhnej [Investigation of thermomechanical processes in a one-dimensional system of rectilinear mechanically connected rods]. – Access mode: http://www/sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/11226.html
Nazolin, A.L. (2013) Obnaruzhenie defektov mashin i mehanizmov ciklicheskogo dejstvija po vremennym i vibroakusticheskim parametram [Detection of defects of machines and mechanisms of cyclic action on time and vibroacoustic parameters]. avtoref. dis. na poluchenie nauchn. stepeni dokt. tehn. nauk : 01.02.06, 32.
Cook J. A., Allen D.T. Method and apparatus for measuring compression in a stator core. Patent U.S. no. 7946023, 2011.
Nico Anthonie Dral, Matheus Theodoor Hendrik Marie Van Kortenhof Device and method for tightening a nut placed on a threaded end, and assembled washer and nut for such a device. Patent U.S. no. 8156820, 2010.
Levyc'kyj A. S., Zajcev Je. O., Kobzar K. O. (2017) Volokonno-optychni vymirjuvachi zusyl' v stjazhnyh pryzmah turbogeneratoriv na osnovi reshitok Bregga [Fiber Optic Measuring Factors in Brazing Pins of Turbogenerators Based on Bragg Grates]. Gidroenergetyka Ukrai'ny, 3-4, 22-25.
Levytskyi A.S., Zaitsev Ye. O., Smyrnova A.M. (2018) Pruzhnyj element peretvorjuvacha zusyl' v stjazhnyh pryzmah oserdja statora potuzhnogo turbogeneratora [Elastic element of the power transformer in the coupling prisms of the stator core of a powerful turbogenerator]. Pr. In-tu elektrodynamiky NANU, 49, 32-39.
Osternik, Je. S. (2009) Modelirovanie i analiz pogreshnostej shem pri issledovanii naprjazhenij v moshhnyh jelektromashinah [Modeling and analysis of circuit errors in the study of voltages in high-power electric machines]. Vestnik NTU "HPI", 42, 66-73.
Fedorenko G.M., But A.A., Kuz'min V.V. (1991) Metodika i izmeritel'nye sredstva opredelenija usilij pressovki v serdechnike statora moshhnogo turbogeneratora [Technique and measuring tools for determining the pressing forces in the stator core of a powerful turbo-generator]. Tehn. jelektrodinamika, 4, 64-69.
A.S. Levic'kij, G.M. Fedorenko, O.P. Gruboj (2011) Kontrol' stanu potuzhnih gіdro- ta turbogeneratorіv za dopomogoju єmnіsnih vimіrjuvachіv parametrіv mehanіchnih defektіv [Control of the state of powerful hydro and turbogenerators by means of capacitive measuring instruments of mechanical defects parameters]. In-t jelektrodinamiki NAN Ukrainy, 242.
Pat. US9,016,991 B2. Int. Cl. F16B 31/02, H02 K1/16, H02 K11/00, 3P 19/06, G01L 1/24, G01L 5/24, G01 D 5/353. Bolt tightener device for tightening a through-bolt in a generator core / Twerdochlib Michael (US), Edward David (US), Diatzikis Evangelos V. (US); Assignee Siemens Energy, Inc. (Orlando, FL, US) – Appl. No. 13/863,473; Date of Patent 28.04.2015.
Pat. US 20120026482 A1. Int. Cl. G01J5/48. Use of fiber optic sensor techniques for monitoring and diagnostics of large AC generators / George Franklin Dailey (US) – Appl. No. US 13/065,842; Date of Patent 02.02. 2012.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2019 K.A. Kuchynskyi, V.A. Titko, V.A. Kramarsky, M.S. Hutorova
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Положення про авторські права Creative Commons
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи.
