Ротор турбины или генератора относится к наиболее критичным элементам энергетической установки. При вращении с частотой, достигающей тысяч оборотов в минуту, он испытывает не только значительные механические нагрузки, но и влияние сложных электромагнитных процессов. В штатном режиме вал ротора должен находиться в электрически выровненном состоянии, то есть быть надёжно подключённым к контуру заземления. Однако на практике на валу постоянно возникают паразитные потенциалы и токи, которые при отсутствии корректного отвода могут привести к серьёзным повреждениям.
Основные источники появления паразитных токов:
- Наведение ЭДС вследствие несимметрии магнитных полей статора и ротора;
- Емкостные токи, возникающие между обмотками и металлическими элементами машины;
- Токи утечки, проходящие через систему возбуждения или из-за деградации изоляции подшипников;
- Статическое электричество, характерное для турбин, работающих на высокоскоростных паровых или газовых потоках.
Если цепь заземления ротора нарушена — например, ухудшен контакт щётки, увеличено переходное сопротивление или произошёл обрыв цепи — паразитные токи начинают протекать через узлы, которые конструктивно не рассчитаны на это. В первую очередь страдают подшипники скольжения: через них начинают проходить микроразряды.
Подобные разряды вызывают электроэрозию поверхностей, образование раковин и борозд в зоне шеек вала и на вкладышах подшипников. На ранних этапах это проявляется лишь небольшим ростом вибрации, но со временем дефекты развиваются и могут привести к тяжёлым авариям и вынужденной остановке турбоагрегата. Даже один разовый пробой способен нарушить стабильность масляной плёнки, что ускоряет износ трущихся поверхностей.
Последствия недостаточного контроля заземления ротора включают:
- ускоренное разрушение подшипников и износ поверхностей шеек вала;
- рост вибраций, ухудшение балансировки ротора, увеличение механических нагрузок;
- появление блуждающих токов в корпусе машины и вспомогательном оборудовании;
- риск дорогостоящих ремонтов, внеплановых остановов и снижения общей мощности агрегата;
- нарушение норм промышленной безопасности и эксплуатационных регламентов.
В современных условиях электростанции всё чаще переходят от эпизодического ручного контроля к использованию автоматизированных систем, способных фиксировать даже кратковременные разрывы цепи заземления и регистрировать токи утечки и потенциал на валу. Одним из таких решений является устройство контроля заземления ротора JUVTEK K30-4, обеспечивающее круглосуточный мониторинг и своевременное информирование персонала о нарушениях.
Преимущества и функциональные возможности JUVTEK K30
Устройства серии К30 компании JUVTEK разработаны для автоматизированного контроля заземления вала/ротора и обеспечивают:
- Автоматический контроль параметров цепи заземления: ток заземления, переходное сопротивление щёток, напряжение на валу;
- Ведение архива измеренных показателей, передачу информации на щит управления и интеграцию с АСУ ТП;
- Оперативное выявление отклонений — ухудшение контакта щётки, рост переходного сопротивления, некорректный потенциал на валу — с возможностью раннего вмешательства.
Результаты внедрения оборудования:
- своевременная диагностика отклонений на ранних стадиях;
- снижение риска электроэрозионных повреждений и увеличение ресурса подшипников;
- автоматизация контроля и уменьшение нагрузки на обслуживающий персонал;
- полноценная работа в составе станционной автоматики, включая логирование и анализ данных.
Заключение
Контроль заземления ротора турбины — важнейший элемент системы обеспечения надёжности и безопасности оборудования. Использование автоматического устройства JUVTEK K30 позволяет не только гарантировать корректное заземление, но и обеспечить постоянный мониторинг критически важных параметров, значительно снижая вероятность повреждений и внеплановых простоев.
Детальнее о приборе контроля контроля заземления ротора JUVTEK K30 можно узнать здесь.
Как вам статья?