SISTEME DE MONITORIZARE SI DIAGNOZA PENTRU TURBINE … · Componentele mecanice (lagare, axe,...

Mentenanta sistemelor industriale - Curs 8

1

SISTEME DE MONITORIZARE SI DIAGNOZA PENTRU TURBINE EOLIENE


2

CU AX ORIZONTAL

Aeromotor Darrieus Aeromotor Evence

Aeromotor Savonius

CU AX VERTICAL

TIPURI CONSTRUCTIVE DE GENERATOARE EOLIANE


3

STRUCTURA UNEI TURBINE EOLIENE

Lăţime

Arbore de viteză joasă Sistem de

transmisieGenerator

Controler

Arbore de viteză mare

Nacelă

Rotor

Direcţia vântului Frână

Paletă Turn

Motor de acţionare a nacelei

Sistem de transmisie

Detector de vânt

Anemometru


4

TURBINE EOLIENE CU SISTEM DE TRANSMISIE INTRE ROTOR SI GENERATORUL ELECTRIC –Masina asincrona


5

Generatoare de inductie:

�Cu rotor in colivie

�Cu rotor bobinat

TIPURI DE GENERATOARE ELECTRICE PENTRU TURBINE EOLIENE

GA

Reţea

GA

Generator asincron cu rotor în colivie pentru centrale lucrând în regim autonom (a), respectiv în paralel cu

reţeaua.

a b


6

Generator asincron cu rotor în colivie cu două înfăşurări pe stator, funcţionând în paralel cu reţeaua.

GA

ReţeaÎnfăşurare cunumăr mic de poli

Înfăşurare cu numărmare de poli

GA

Generator asincron cu rotor în colivie în configuraţie ce permite funcţionarea la viteză variabilă.

b

Redresor cu diode

Invertor PWM

Redresor PWM

Invertor PWM


7

Generator asincron cu rotor bobinat cu posibilitatea reglării vitezei de funcţionare prin energia disipată pe un rezistor.

GA Redresor cu diode

Reţea

Generator asincron cu rotor bobinat cu posibilitatea reglării vitezei de funcţionare şi transfer de putere de la rotor spre reţea.

GA Redresor cu diode

Reţea

Invertor

Transformator


8

TURBINE EOLIENE CU ACTIONARE DIRECTA A GENERATORULUI ELECTRIC – Masina asincrona si masina sincrona


9

Generator sincron cu magneti permanenti si flux radial

Generator sincron cu magneti permanenti si flux axial

Cu un singur rotor Cu rotor dublu


10

Elementele monitorizate intr-o turbina eoliana:

�Turnul, paletele, nacela

�Componentele mecanice (lagare, axe, cuplaje, angrenaje, etc)

�Generatorul electric


11

DEFECTE LA NIVELUL TURBINEI

�Modificarea rugozitatii suprafetei paletelor, �Apar datorita poluarii, defectelor structurale, depunerii de gheata�Se pot determina prin masuratori ale caracteristicilor de putere on-line

�Dezechilibru al maselor rotative

Pentru un sistem echilibrat

Pentru un sistem dezechilibrat

Introduce o forta centrifugala care se transmite mai departe nacelei si turnului


12

�Asimetrii aerodinamice �Sunt cauzate de comportamentul aerodinamic diferit al paletelor (unghiul de atac diferit sau defecte de fabricatie ale profilului)�Diferentele genereaza forte de excitatie ce determina oscilatii axiale si torsionale ale nacelei cu frecventa egala cu cea de rotatie a rotorului


13

DEFECTE LA NIVELUL SISTEMULUI DE ANTRENARE

�Defecte tipice la nivelul arborelui(crapaturi sau dezechilibre de masa)

�Cauze:�Sarcini subestimate din proiectare�Suprasarcini de cuplu�Materiale necorespunzatoare�Probleme de fabricatie, de transport sau de asamblare�Incovoiere datorita fortelor asimetrice rotorice�Centrare proasta�Defecte de asamblare ale lagarelor sau elementelor acestora

�Metode de detectie�Senzor inductiv ce masoara deplasarea arborelui in timpul rotatiei (aparitia unei frecvente duble fata de cea de rotatie)


14

�Defecte in lagarele de rostogolire

Viteza marita, deformari ale formei, probleme de

ungere

Functionare la temperatura ridicata

Fisuri ale componentelor

Supraincalziri si raciri deseFisuriSupraincalzire

Fisurarea elementelor

Fisura

Deformarea caii de rulare

Sarcini extreme, uzura continua

Deformare Suprasarcina

Fisuri si distrugerea cailor de rulare

Sarcini mariOboseala

Cresterea distantei intre bila si caile de

rulare

Distrugerea suprafetelor sub actiunea sarcinii si cresterea uzurii datorita ungerii defectuoase

UzuraDistrugere prin frecare

CONSECINTECAUZEDEFECTCATEGORIE


15

Probleme ale suprafetelor de

rulare

Curenti mari datorita descarcarilor electrice

naturale sau problemelor de natura electrica

Distrugerea suprafetelor de rulare

Curenti de conductie

Uzura, poluarea uleiului de ungere

Umiditate crescuta, influente ale mediului (aer

sarat, de exemplu)

Corodarea suprafetelor

Corodare



16

�Metode de detectie�Algoritmi statistici (se analizeaza distributia temporala a vibratiilor)�Algoritmi pe baza de reprezentare in domeniu timp a vibratiilor

Defect la nivelul lagarului<0.002

Conditii de defect0.2 ... 0.002

Incepe dezvoltarea defectului0.5 ... 0.2

Componentele sunt ok1... 0.5

Lagar in stare excelenta>1

CONDITIA LAGARULUIDv(t)

�Algoritmi pe baza analizei semnaturii frecventiale


17

�Defecte in cutia de viteze

Viteza marita, deformari ale formei, probleme de

ungere

Functionare la temperatura ridicata

Fisuri si uzura excesiva

Supraincalziri si raciri dese

FisuriSupraincalzire

Deformarea suprafetei sau ciupirea acesteia

Geometrie gresita, suprasarcina, vibratii

Crapaturi, gauri, marcaje, uzura, eroziune

Fata dintelui

Fisuri si distrugerea cailor de rulare

Crapaturi la nivelul

feteidintilor

Distrugerea dintelui, suprafata

modificata

Sarcini extreme, blocajeCrapaturi la nivelul bazei dintilor

Spartura



18

Probleme ale suprafetelor

Curenti mari datorita descarcarilor electrice naturale sau problemelor de natura electrica

Distrugerea suprafetelor

Curenti de conductie

Uzura excesivaUmiditate crescuta, influente ale mediului (aer

sarat, de exemplu)

Corodarea suprafetelor

Corodare


�Metode de detectie�Algoritmi statistici (se analizeaza distributia temporala a vibratiilor)�Algoritmi pe baza de reprezentare in domeniu timp a vibratiilor�Algoritmi pe baza analizei semnaturii frecventiale�Metoda analizei frecventelor tip “Side-band”


19

�Defecte in generatorul electric�Defecte in transformator�Defecte in contactoare si intrerupatoare:

�Cauze:�Probleme de conexiune�Corodarea

�Efecte:�Cresterea temperaturii la contacte�Cresterea rezistentei de contact


20

STRATEGII DE MENTENANTA SI REPARATII


21

Multe informatii necesareEfort de asigurare a echipamentului de monitorizare si diagnozaLogistica usor de asigurat

Componentele vor fi utilizateconform duratei de viataProbabilitate redusa de intrerupereLogistica usor de asigurat

Predictiva

Risc mare de defectImposibilitatea organizariiLogistica complicat de asigurat

Cost redusCorectiva

Componentele vor fiutilizate sub durata lor de viataProbleme datorita mediului

Probabilitatea intreruperiieste foarte micaActivitatea poate fi bineorganizataLogistica usor de asigurat

Ciclica

DEZAVANTAJEAVANTAJESTRATEGIA

SISTEME DE MONITORIZARE SI DIAGNOZA PENTRU TURBINE … · Componentele mecanice (lagare, axe,...

Documents

Transcript of SISTEME DE MONITORIZARE SI DIAGNOZA PENTRU TURBINE … · Componentele mecanice (lagare, axe,...