Диагностика электрооборудования ветроэлектрических установок

Генераторы ветроэлектростанций в некотором смысле являются лабораторией для тестирования надежности и новых методик мониторинга, так как они работают в особых условиях и требуют больших расходов на обслуживание. Поэтому некоторые особенности могут быть интересны широкому кругу специалистов.

Ветроэлектростанции работают в сложных условиях повышенной влажности, вибрации и больших токов. У современных ветряков прочные лопасти и умные алгоритмы управления, которые защищают их от многих факторов. Но генератор все еще остается уязвимым, так как существуют сложности с его регулярным обслуживанием. 

Примерно 50% сбоев в работе ветроэлектростанции связаны с нештатной работой генераторов. Годовой коэффициент отказов в среднем составляет от 5% до 15% в зависимости от типа ветряка и его расположения.

Обслуживание ветряков — сложная задача
Обслуживание ветряков — сложная задача

К сожалению, даже простой ремонт большого ветряка стоит дорого, поскольку приходится проводить высотные работы. Вызов крана для замены узлов может обойтись в несколько миллионов рублей, а масштабный ремонт морских ветряков мегаваттного класса и вовсе превращается в сложную «спецоперацию» с привлечением вертолетов или крупных морских судов. И это без учета убытков, связанных с остановкой генерации.

Отсутствие регулярного обслуживания приводит к катастрофическим последствиям
Отсутствие регулярного обслуживания приводит к катастрофическим последствиям

Разумеется, правилами эксплуатации предусмотрены регулярные проверки генератора, но даже стандартные тесты раз в два-три месяца часто не выполняются из-за сложности полевой работы зимой, высокой стоимости, географической удаленности ветропарков и т. д. Зачастую в аналогичных условиях работают и другие типы генераторов, например, на удаленных нефтепромыслах, мобильном оборудовании, а также генераторы с повышенной вибрационной нагрузкой.
Поэтому опыт тестирования генераторов ветроэлектростанций полезен в разных отраслях.

Что смотреть и чем измерять

Электрические вращающиеся машины создают вибрацию. На ветряках эта проблема усугубляется вибрацией от лопастей, а также изгибом вала. В конечном счете это вызывает повреждение элементов молниезащиты, преждевременный износ подшипников и растрескивание нагруженных металлических деталей генератора.

Повреждение обмоток и подшипников из-за вибрации
Повреждение обмоток и подшипников из-за вибрации

Наиболее частыми причинами поломки генератора являются повреждение вывода обмотки на заземляющую ферму и короткое замыкание обмоток. Поэтому тестирование обмоток — ключевая операция при проверке генератора.

В соответствии с рекомендациями международного некоммерческого Института инженеров электротехники и электроники (IEEE), необходимо регулярно проводить ряд тестов, которые включают:

  • проверку сопротивления и обрывов в обмотках. Минутный тест позволяет найти слишком высокое сопротивление, указывающее на неисправность обмотки;
  • краткосрочный высоковольтный тест с подачей напряжения выше номинального, а также дополнительной проверкой на наличие частичного разряда;
  • минутный и 10-минутный тесты коэффициента поляризации изоляции. 

Таким образом может быть обнаружен пробой между обмотками. Деградация показателей определяется только на основании предыдущих измерений, так что подобные тесты надо проводить регулярно.

Помимо этого при плановой диагностике проводятся обычные тесты, поскольку в ветряках много разного электрооборудования и систем безопасности, включая молниеотводы, датчики, устройства пожаротушения, размыкатели цепи, предохранители и т. д. Также особое внимание при эксплуатации генераторов необходимо уделить балансировке, смазке и контролю вибраций механических частей, неисправность которых неизбежно приведет к поломке электрической части.

Проведение проверок позволяет выявить проблемы, которые становятся причиной более 65% поломок генераторов ветряков. Однако проводить их сложно, так как требуются высотные работы и отправка сотрудников в удаленные ветропарки.
Решением является использование таких систем, как HVPD Kronos и Longshot от британской компании High Voltage Partial Discharge Ltd. (HVPD). Это новые системы дистанционного мониторинга частичных разрядов во вращающихся машинах, в том числе применяемых в нефтегазовой отрасли и возобновляемой энергетике.

HVPD Longshot
Устройство HVPD Longshot

Устройство HVPD Longshot представляет собой портативное устройство с дисплеем для работы с широким набором датчиков, которые можно подключать по проводным и беспроводным каналам связи. Longshot дает возможность за 10 минут оценить состояние каждого элемента электрооборудования, оснащенного датчиками. Также можно проводить цикл мониторинга частичных разрядов в течение 48 часов, что в случае с генераторами особенно полезно в периоды повышенной нагрузки. Longshot поставляется сразу со всем необходимым ПО для анализа данных и составления отчетов.

HVPD Kronos
Постоянный монитор HVPD Kronos

В свою очередь, HVPD Kronos — это стационарная система для непрерывного мониторинга частичных разрядов по 24 каналам. Благодаря этому одно устройство Kronos может обслуживать до четырех генераторов и электродвигателей. Преимуществом HVPD Kronos является возможность контроля энергосистемы в режиме реального времени, что позволяет предотвратить развитие опасных негативных процессов.

Как и в случае с Longshot, к устройству Kronos подключаются датчики. Технологии Kronos объединяют все подключенные датчики и блоки мониторинга в единую систему, которая непрерывно следит за исправностью оборудования. При этом соответствующие сотрудники могут получать мгновенные оповещения о нештатных ситуациях, например посредством SMS.

Передовые технологии для сохранения инвестиций

Таким образом, современные системы дистанционного мониторинга помогают избежать больших расходов, связанных с поломками генераторов. Расчетный срок службы ветроэлектростанций в 20 лет недостижим без качественной системы диагностики.

Если вам нужна профессиональная консультация по диагностике электрооборудования, просто отправьте нам сообщение!

Примеры оборудования:


 Кабельные приборы (измерительный мост, анализатор телефонных линий) Мобильные комплексы для испытаний и поиска повреждений силовый кабелей

Установки для испытания кабелей повышенным напряжением Приборы для поиска повреждений силового кабеля

Поделитесь этой страницей с друзьями и коллегами

 

Последние новости

27.10.2022

Компания «СвязьКомплект» начинает продажи муфт холодной усадки для кабельных линий среднего напряжения 6/10-35 кВ. Муфты производятся под маркой «ИМАГ» и поставляются на замену аналогичной продукции компании 3М.

20.09.2022

Воздушные ЛЭП весьма уязвимы для всевозможных воздействий. Но наиболее распространенным видом аварий на них являются однофазные замыкания на землю (ОЗЗ). Так называют вид повреждения, при котором одна из фаз трехфазной системы замыкается на землю или предмет, электрически связанный с землей. По статистике, на ОЗЗ приходится до 90% всех электрических повреждений ЛЭП.

29.08.2022

Кабельные линии (КЛ) постоянно подвергаются внешним неблагоприятным воздействиям (природным явлениям, механическим нагрузкам). Нередко в обрыве кабеля виноват сам человек (к примеру, в процессе проведения земляных работ). Рассмотрим самые распространенные методы определения поврежденного участка кабельной линии.

26.08.2022

На складе компании «СвязьКомплект» в наличии большой ассортимент продукции 3M. При этом товарные запасы ограничены. Спешите сделать закупки по текущим ценам!

29.06.2022

В компанию «СвязьКомплект» поступил запрос от компании “Россети Сибирь” на оснащение воздушных линий электропередач (ЛЭП) 10 и 110 кВ индикаторами короткого замыкания.

06.06.2022

Новые тепловизионные камеры промышленного применения китайского производителя Jiahehengde доступны в России! Оборудование сертифицировано и доступно под заказ!  

25.05.2022

Поиск мест повреждений кабельных линий распределительных сетей низкого напряжения является серьезной проблемой, а с учетом их распространенности, это может служить причиной значительного недоотпуска электроэнергии потребителям.

12.05.2022

Профессиональное высоковольтное оборудование b2 electronic GmbH (Австрия), предназначенное для испытания и диагностики высоковольтных кабельных линий доступно для заказа! Цены снижены и зафиксированы до конца года. Сроки поставки основной номенклатуры – около 2 недель.

12.04.2022

Нормальная эксплуатация силовых трансформаторов предполагает своевременное проведение диагностики и ремонтов. На практике используются различные методы диагностики, определяющие состояние тех или иных узлов и систем трансформатора. В ряду применяемых методов диагностики измерение температуры является самым быстрым. Измеряют температуру поверхности открытых конструктивных элементов, температуру охлаждающего масла и температуру функциональных узлов внутри трансформатора.

07.04.2022

Одним из ключевых вопросов, влияющих на надежность распределительной сети, является вопрос поиска поврежденных линий. Традиционные методы поиска места неисправности могут полагаться только на внешний осмотр во время патрулирования линии. Это сопряжено с необходимостью иметь в штате персонал, ответственный за поиск неисправностей, что приводит к дополнительным затратам человеческих, материальных и финансовых ресурсов. Поиск места повреждения занимает время и особенно осложнен в труднодоступных местах и в условиях неблагоприятных погодных условий.