Методические указания для самостоятельной работы студентов по
дисциплине «Надежность электроэнергетических систем».
Составители: Д.Ю. Пашали, г. Уфа - УГАТУ, Кафедра электромеханики; 2011 г. - 22 стр.
Статистика отказов и анализ повреждаемости синхронных машин большой мощности
Источником информации для получения показателей надежности синхронных машин большой мощности являются данные эксплуатации, так как организация испытаний таких машин на надежность не представляется возможной. Однако дополнительный материал может быть получен путем поэлементных испытаний отдельных деталей или узлов, например стержней, обмоток, уплотнений, охладителей и т.п.
Особенностью условий работы синхронных генераторов большой мощности является высокое качество обслуживания. Число отказов по причинам, связанным с ошибками эксплуатации, обычно соизмеримо с числом отказов из-за дефектов изготовления. Вместе с нем в процессе эксплуатации обычно происходит доводка, усовершенствование, модернизация генераторов и вспомогательного оборудования, что позволяет повысить надежность синхронных машин. Другой особенностью условий эксплуатации синхронных машин являются периодические капитальные и планово-предупредительные ремонты и испытания, в процессе которых обнаруживаются различные повреждения.
.Для оценки эксплуатационной надежности синхронных генераторов широко применяется понятие удельной повреждаемости (удельного числа аварийных отключений), которое представляет собой среднее число аварийных отключений на одну машину в год, выраженное в процентах от общего числа отключений. Статистика показывает, что удельная повреждаемость возрастает с увеличением мощности. Распределение удельной повреждаемости основных узлов генераторов представлено в таблице 6.1, из которой следует, что наиболее «слабым узлом» является статор. При этом на изоляцию обмотки статора приходится 2,26% отказов (ТГ) и 3,67% (ГГ), на места пайки – 0,34 и 0,92%, на повреждения активной стали статора – 0,15 и 0,64% соответственно.
.Анализ повреждаемости основных узлов синхронных машин большой мощности. Отказ синхронных машин из-за повреждения обмотки статора, как правило, происходит в результате пробоя изоляции обмотки [10]. Участки пониженной электрической прочности в изоляции обмотки могут появляться вследствие дефектов изготовления, повреждений при монтаже обмотки или в процессе эксплуатации, включая ремонтные работы.
.Надежность контактных колец. Причиной отказов контактных колец является образование на их рабочей поверхности под действием нагрева пятен, состоящих из окислов металла. Это приводит к повышенному износу контактных колец, местному искрению и преждевременному выходу из строя контактного узла, требующего после этого проточки и шлифовки колец.
Примеры расчета надежности узлов синхронных машин большой мощности
.Расчет надежности подшипников качения и подшипников скольжения подробно рассматривается в гл.
8. Закон распределения отказов обмотки ротора в первом приближении можно считать экспоненциальным (более сложные модели надежности рассматриваться не будут). Распределение отказов контактных колец подчиняется нормальному закону, поэтому надежность контактных колец рассчитывается по известным значениям ?k и Тср k. Закон распределения отказов щеток также нормальный, поэтому расчет надежности щеточного аппарата аналогичен расчету щеточного аппарата машин постоянного тока, изложенному в §
5.4. Следует отметить, что надежность контактных колец значительно выше надежности щеток, что при предварительных расчетах на надежность позволяет делать соответствующие допущения.
Расчет надежности изоляции стержневой обмотки статора осуществляется на основе закона Вант-Гоффа – Аррениуса.
.При расчете надежности механически нагруженных деталей исходят из того, что механические напряжения, возникающие в материале от внешних нагрузок, и допустимые напряжения являются случайными величинами. Они имеют те или иные отклонения от средних значений и подчиняются нормальному распределению.
Надежность синхронных генераторов мощности до 100 кВт
.Синхронные генераторы общепромышленного назначения мощностью до 100 кВт с частотой вращения от 1000 до 3000 об/мин являются массовой продукцией электромашиностроения и предназначены для выработки электрической энергии переменного тока. Они применяются в различных отраслях промышленности, в строительстве, на транспорте, в сельском хозяйстве. Следует отметить высокую степень ответственности надежной работы таких генераторов, так как в автономном или резервном режиме они являются единственным источником электроэнергии при аварийном или принудительном отключении объекта от энергосистемы. Эта ответственность возрастает многократно, если объект обеспечения электроэнергией – государственный объект связи, оборонный объект, медицинское учреждение, аэропорт и т.п.
.Математическая модель надежности синхронных генераторов мощностью до 100 кВт с учетом метода «слабых звеньев» представлена как последовательное соединения узлов.
Составители: Д.Ю. Пашали, г. Уфа - УГАТУ, Кафедра электромеханики; 2011 г. - 22 стр.
Статистика отказов и анализ повреждаемости синхронных машин большой мощности
Источником информации для получения показателей надежности синхронных машин большой мощности являются данные эксплуатации, так как организация испытаний таких машин на надежность не представляется возможной. Однако дополнительный материал может быть получен путем поэлементных испытаний отдельных деталей или узлов, например стержней, обмоток, уплотнений, охладителей и т.п.
Особенностью условий работы синхронных генераторов большой мощности является высокое качество обслуживания. Число отказов по причинам, связанным с ошибками эксплуатации, обычно соизмеримо с числом отказов из-за дефектов изготовления. Вместе с нем в процессе эксплуатации обычно происходит доводка, усовершенствование, модернизация генераторов и вспомогательного оборудования, что позволяет повысить надежность синхронных машин. Другой особенностью условий эксплуатации синхронных машин являются периодические капитальные и планово-предупредительные ремонты и испытания, в процессе которых обнаруживаются различные повреждения.
.Для оценки эксплуатационной надежности синхронных генераторов широко применяется понятие удельной повреждаемости (удельного числа аварийных отключений), которое представляет собой среднее число аварийных отключений на одну машину в год, выраженное в процентах от общего числа отключений. Статистика показывает, что удельная повреждаемость возрастает с увеличением мощности. Распределение удельной повреждаемости основных узлов генераторов представлено в таблице 6.1, из которой следует, что наиболее «слабым узлом» является статор. При этом на изоляцию обмотки статора приходится 2,26% отказов (ТГ) и 3,67% (ГГ), на места пайки – 0,34 и 0,92%, на повреждения активной стали статора – 0,15 и 0,64% соответственно.
.Анализ повреждаемости основных узлов синхронных машин большой мощности. Отказ синхронных машин из-за повреждения обмотки статора, как правило, происходит в результате пробоя изоляции обмотки [10]. Участки пониженной электрической прочности в изоляции обмотки могут появляться вследствие дефектов изготовления, повреждений при монтаже обмотки или в процессе эксплуатации, включая ремонтные работы.
.Надежность контактных колец. Причиной отказов контактных колец является образование на их рабочей поверхности под действием нагрева пятен, состоящих из окислов металла. Это приводит к повышенному износу контактных колец, местному искрению и преждевременному выходу из строя контактного узла, требующего после этого проточки и шлифовки колец.
Примеры расчета надежности узлов синхронных машин большой мощности
.Расчет надежности подшипников качения и подшипников скольжения подробно рассматривается в гл.
8. Закон распределения отказов обмотки ротора в первом приближении можно считать экспоненциальным (более сложные модели надежности рассматриваться не будут). Распределение отказов контактных колец подчиняется нормальному закону, поэтому надежность контактных колец рассчитывается по известным значениям ?k и Тср k. Закон распределения отказов щеток также нормальный, поэтому расчет надежности щеточного аппарата аналогичен расчету щеточного аппарата машин постоянного тока, изложенному в §
5.4. Следует отметить, что надежность контактных колец значительно выше надежности щеток, что при предварительных расчетах на надежность позволяет делать соответствующие допущения.
Расчет надежности изоляции стержневой обмотки статора осуществляется на основе закона Вант-Гоффа – Аррениуса.
.При расчете надежности механически нагруженных деталей исходят из того, что механические напряжения, возникающие в материале от внешних нагрузок, и допустимые напряжения являются случайными величинами. Они имеют те или иные отклонения от средних значений и подчиняются нормальному распределению.
Надежность синхронных генераторов мощности до 100 кВт
.Синхронные генераторы общепромышленного назначения мощностью до 100 кВт с частотой вращения от 1000 до 3000 об/мин являются массовой продукцией электромашиностроения и предназначены для выработки электрической энергии переменного тока. Они применяются в различных отраслях промышленности, в строительстве, на транспорте, в сельском хозяйстве. Следует отметить высокую степень ответственности надежной работы таких генераторов, так как в автономном или резервном режиме они являются единственным источником электроэнергии при аварийном или принудительном отключении объекта от энергосистемы. Эта ответственность возрастает многократно, если объект обеспечения электроэнергией – государственный объект связи, оборонный объект, медицинское учреждение, аэропорт и т.п.
.Математическая модель надежности синхронных генераторов мощностью до 100 кВт с учетом метода «слабых звеньев» представлена как последовательное соединения узлов.