РД 34.45.306-83 Типова інструкція з оцінки стану головної ізоляції обмоток статорів генераторів на основі типових кривих вірогідності аварійного пробою (ТИ 34-70-013-82)
МИНИСТЕРСТВО ЭНЕРГЕТИКИ И ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ СССР
ГЛАВНОЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ ЭНЕРГОСИСТЕМ
ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ ПО НАЛАДКЕ,
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ ТЕХНОЛОГИИ
И ЭКСПЛУАТАЦИИ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ И СЕТЕЙ
"СОЮЗТЕХЭНЕРГО"
ТИПОВАЯ ИНСТРУКЦИЯ ПО ОЦЕНКЕ СОСТОЯНИЯ ГЛАВНОЙ
ИЗОЛЯЦИИ ОБМОТОК
СТАТОРОВ ГЕНЕРАТОРОВ НА ОСНОВЕ ТИПОВЫХ КРИВЫХ ВЕРОЯТНОСТИ
АВАРИЙНОГО ПРОБОЯ
ТИ 34-70-013 -82
РД 34.45.306-83
Москва 1983
Срок действия установлен с 01.01.83 г, до 01.01.88 г.
Рассмотрение и анализ отдельных случаев или видов повреждений различных элементов генератора имеют большое техническое значение.
Правильно понятый и своевременно изученный недостаток, переделка неправильно сконструированного узла, естественно, приводят к повышению надежности оборудования. Такой подход к рассмотрению и оценке состояния оборудования и его усовершенствованию необходим и полезен, особенно для приработочного периода.
Вместе с тем полезно иметь практически осуществимую возможность общей оценки состояния всей совокупности работающих генераторов, возможность обоснованного разделения всей совокупности на нормальные и анормальные группы с выполнением более детального анализа для последних с целью ликвидации "узких" мест. Это возможно, если располагать данными, характеризующими общие закономерности поведения отдельных элементов генераторов, закономерности В03НИКНОВЄНИЯ и развития дефектов.
Подобные закономерности могут быть выявлены лишь на большом экспериментальном материале при использовании математического аппарата теории вероятностей и математической статистики. В качестве экспериментального материала, наряду с другими могут быть использованы эксплуатационные данные.
Как известно, аварийные повреждения корпусной изоляции обмоток статоров генераторов в эксплуатации составляют значительную часть всех повреждений генераторов. Полученные во ВНИИЭ на основе обработки данных об эксплуатационных пробоях корпусной изоляции типовые кривые вероятности аварий описывают закономерности качественного изменения состояния нормальной, удовлетворяющей заданным техническим требованиям, корпусной микалентной изоляции в зависимости от длительности ее эксплуатации. Указанные кривые позволяют получать количественные оценки аварийности, которые помогают в различных ситуациях оценивать состояние машин и анализировать отдельные явления. Практические расчёты по получению количественных оценок аварийности корпусной изоляции при наличии типовой кривой вероятности аварий не требуют больших затрат времени и достаточно просты. Вместе с тем они позволяют анализировать состояние изоляции за прошедший период и прогнозировать возможность возникновения аварий на заданный период в будущем.
В настоящей Типовой инструкции изложены основные положения оценки состояния корпусной изоляции обмоток статоров генераторов по указанной кривой, характеризующей закономерности старения изоляций.
Инструктивной частью являются указания по практическому использованию типовой кривой вероятности для расчетов и область возможных расчетов. Область таких расчетов практически не ограничена и не может быть полностью перечислена в настоящей Типовой инструкции, однако рассмотрение ряда конкретных задач позволяет понять механизм методики количественной оценки состояния корпусной изоляции и использовать ее в любой практической ситуации.
С этой целью в приложении I разобрано достаточно большое количество практических примеров.
Так как в процессе практического анализа в ряде случаев требуется сравнение типовой, и так называемой текущей кривой
* Кривая называется текущей, так как она вычислена по текущим статистическим данным на определенный момент времени. С поступлением новой информации (другой момент времени, изменение состава совокупности, ее качества и т.п.) эта кривая, в отличие от типовой, может меняться, вероятности аварийного пробоя для лучшего уяснения изложенных инструктивных указаний в приложении 2 даются основные положения по методике получения текущих кривых вероятности аварийного пробоя изоляции.
I. ОБЩАЯ ЧАСТЬ
I. Причины возникновения аварийных пробоев изоляции различны. В одних случаях можно указать явную причину повреждения изоляции (например, допущенная при сборке или ремонте небрежность, приводящая к механическому повреждению изоляции, воздействие напряжения более высокого класса, ненормальный режим эксплуатации, повреждение при аварии другого элемента, например, короткое замыкание из-за нарушения паянного Соединения лобовых частей обмотки и т.п,). В других случаях пробой происходит как бы без всякой видимой причины и в аварийном акте при этом записывается: причиной пробоя является местный дефект изоляции или приводится какая-нибудь малообоснованная или сомнительная причина.
2. С точки зрения применения теории вероятностей и физического смысла задачи оценки состояния изоляции указанные, два вида аварий резко различны. В первом случае понятие вероятности не имеет смысла, так как случаи постороннего[1] повреждения изоляции разнообразны и вместе с тем сравнительно редки. При таком разнообразии, естественно, не удается получить в каждом отдельном случае необходимую для исследования статистически однородную совокупность и, кроме того при этом задачей исследования являлось бы изучение природы данного постороннего воздействия, a свойств собственно изоляции. Поэтому случая аварийных повреждений, вызванных посторонними причинами при выполнении предлагаемого настоящей Типовой инструкцией характера анализа состояния изоляции не должны привлекаться к исследованию, но в случае потребности они могут быть независимо подвергнуты самостоятельному анализу с соответственно сформулированной задачей и моделью исследования,
В случае же обработки данных об аварийных пробоях, происшедших как бы без видимой причины, в первом приближении получается близкая к статистически однородной совокупность, то есть в этом случав можно ставить задачу об определении вероятности аварийного пробоя изоляции, наступающего вследствие развития местных дефектов,, и о получении количественной оценки ее состояния.
3. Любая реальная совокупность изоляции состоит из определенной, обычно довольно большой доли так называемых нормальных машин, удовлетворяющих заданным техническим требованиям на конструирование, изготовление и эксплуатацию и сравнительно небольшой доли анормальных машин отклоняющихся в лучшую или худшую сторону., для которых пробой без явно выраженной причины тем не менее был вызван скрытым дефектом конструирования, изготовления или эксплуатации. Возможность четкого выделения этих отклоняющихся групп и их последующее детальное исследование позволяет выполнить при сравнительно малых затратах достаточно точный анализ состояния изоляции рассматриваемой конкретной совокупности машин ( в целом для всей совокупности и вплоть до отдельной конкретной машины) и принять соответствующие технические меры по нормализации возникшей ситуации.
По совокупности нормальных машин (определенных в процессе указанного анализа) предпринимать ничего не следует, можно ограничиться задачей прогнозирования аварийности, т.е. подсчетом предполагаемого числа аварийных пробоев на предстоящий заданный период времени и приготовиться к выполнению ремонтных работ (заготовить резервные стержни, оснастку и т.п.)
4. Подобный анализ возможен, если располагать типовой кривой вероятности аварий корпусной изоляции обмоток статоров генераторов, Такая типовая кривая существует ,она получена на основании обработки данных об аварийных пробоях микалентной изоляции представительной группы генераторов с воздушным и водородным охлаждением за длительный период их эксплуатации.
Эта типовая кривая вероятности аварий корпусной изоляции обмоток статоров характеризует микалентную изоляцию в ее нормальном исполнении и может быть использована в качестве эталона для практического анализа рабочего состояния изоляции любого возможного сочетания групп генераторов: турбо- и гидрогенераторов или отдельных групп, объединенных различными признаками, например уровнем номинального напряжения, территориальным размещением, принадлежностью к заводу-изготовителю и т.п., но с учетом вида охлаждения обмотки статора (от вида охлаждения зависит наклон типовой и текущих кривых).
5. Знание закономерности- поведения во времени нормальной изоляции, позволяет получать различные количественные оценки для вышеуказанных разнообразных сочетаний машин в предположении их принадлежности к нормальной (среднестатистической) совокупности.
Сопоставление их фактической повреждаемости с эталонными количественными оденками, полученными по типовым характеристикам, позволяет анализировать состояние оцениваемой изоляции и в ряде случаев прогнозировать опасность появления аварийного пробоя.
Это позволяет эффективно решать практические задачи по оценке рабочего состояния изоляции обмоток статоров генераторов в различных реальных ситуациях.
6. К таким практическим задачам относятся:
а) оценка необходимого количества новых машин для достоверного испытания новой изоляции;
б) оценка качества новых видов изоляции на малом экспериментальном материале;
в) оценка степени изношенности изоляции отдельной длительно работавшей машины;
г) возможность выделения из общей совокупности генераторов отдельных типов, видов или групп генераторов с резко большей или резко меньшей аварийностью;
д) осуществление систематического или периодического контроля за состоянием изоляции обмоток статоров наблвдаемой совокупности (контроль стабильности статистической однородности совокупности );
е) анализ состояния изоляции по отдельным энергосистемам или другим территориальным признакам;
ж) оценка качества выпущенной продукции по отдельным заводам-изготовителям;
з) оценка эффективности различных конструктивных решений; и) сравнительная оценка качества новых видов изоляции (в
сравнении с микалентной изоляцией);
к) проверка правильности учета пробоев в работе по отдельным электростанцлям или отдельным энергосистемам;
л) прогнозирование аварийности по заданной совокупности на заданный период времени;
м) обоснованное планирование крупных реконструктивных работ (полные перемотки обмоток статоров и т.п.) и регулирование благодаря этому уровня ежегодной удельной аварийности изоляции;
н) определение потребного на планируемый год количества запасных стержней и обмоток с учетом аварийности отдельных типов генераторов.
7. Во всех перечисленных выше и других аналогичных задачах предлагается производить сравнение показателей изоляции анализируемой совокупности с показателями типовой, эталонной кривой вероятности аварийного пробоя, характеризующей нормальное состояние изоляции.
8. Практическое решение перечисленных выше задач требует различного методического подхода.
Вместе с тем общим для всех задач является следующее:
а) практически во всех случаях необходимым, а в некоторых достаточным является определение параметра распределения Пуассона, т.е. определение математичеокого ожидания (МО) возможного числа аварий по типовой кривой и сравнение его с фактическим числом аварий, имевшим место на анализируемой совокупности, или принятие математического ожидания как величины озЛщаемой аварийности;
б) в большинстве задач, как например, в задаче систематического статистического контроля за состоянием изоляции наблюдаемой совокупности генераторов требуется также сравнение вновь полученной так называемой, текущей кривой вероятности аварии с типовой кривой;
в) во многих задачах полезным является использование графиков календарной повреждаемости кудельной повреждаемости по годам).
9. В разд. ІІ изложены общие положения методики использования типовой кривой вероятности аварийного пробоя микалентной изоляции для практической оценки состояния корпусной изоляции обмоток статоров генераторов.
10. Типовые кривые вероятности аварийного пробоя для генераторов с новыми видами изоляции и для электродвигателей в настоящей Типовой инструкции не приводятся. Для этих групп машин по приведенной в Типовой инструкции кривой могут быть выполнены только сравнительные расчеты.
2. ПОЛЬЗОВАНИЕ ТИПОВОЙ КРИВОЙ ВЕРОЯТНОСТИ АВАРИЙНОГО ПРОБОЯ ДЛЯ ОЦЕНКИ СОСТОЯНИЯ КОРПУСНОЙ ИЗОЛЯЦИИ ОБМОТОК СТАТОРОВ ГЕНЕРАТОРОВ
11. Для практических расчетов в качестве исходных показателей должны быть приняты единица площади и единица времени» так как при принятой статистической модели распределение величины зависит лишь от площади изоляции для машины и интервала времени ее эксплуатации (предполагаемся, что число аварийных пробоев изоляции площади 5 имеет пуассоновское распределение).
12. За единицу площади корпусной изоляции следует принять 100 м2.
13. За единицу времени, следует принять 1*10 часа, что соответствует примерно 1,5-2 годам эксплуатации для базисных электростанций и 2,5-3 годам эксплуатации для электростанций, работающих в пиковом режиме.
Величина означает число аварий изоляции, происшедших на машине М: в то время как она проходила эксплуатацию от момента до момента Т.
14. Для расчета при анализе выбранной совокупности генераторов в общем случае необходимо иметь следующие данные:
а) паспортные и технические данные, в том числе сведения о перемотках, реконструкциях всех анализируемых машин;
б) количество единиц площади, содержащееся в каждой из рассматриваемых машин и в целом по совокупности;
в) количество единиц времени для каждой машины с момента начала ее эксплуатации или ее полной перемотки до рассматриваемого в задаче времвни с делением на календарные триоды. Последнее необходимо для возможности выделения определенных временных периодов, представляющих интерес для расчетчика;
г) фактическая аварийность корпусной изоляции обмоток статоров данных машин за прошедший период*
В отдельных задачах полный объем перечисленных данных не требуется.
15. Для расчетов используются:
- типовая кривая, характеризующая закономерность старения нормальной микалентной изоляции при ее работе с воздушным или водородным охлаждением (независимо от вида, типа генератора, места его установки, завода-изготовителя и т.п.);
- текущие кривые вероятности аварийного пробоя реальных, практически всегда статистически неоднородных совокупностей изоляции (по состоянию на заданный момент времени) из-за наличия в их составе, помимо нормальной изоляции, отдельных групп, выполненных с нарушением принятых правил ее изготовления и эксплуатации: это могут быть ошибки конструирования, нарушения технологии производства или ремонта, нарушения правил эксплуатации и т.п. (методика обработки данных для получения текущих кривых вероятности аварийного пробоя изложена в приложении 2);
- параметр распределения Пуассона (математическое ожидание числа аварийных пробоев - МО).
16. В основе решения практически всех крупных задач лежит сравнение текущей кривой вероятности аварийного пробоя с типовой:
- в случае их совпадения вся процедура анализа может быть закончена, так как анализируемая совокупность должна быть признана однородной, удовлетворяющей нормальным требованиям. В этом случае следует лишь выполнить контрольный тест проверки однородности анализируемой совокупности;
- в случае их несовпадения прежде всего необходимо проанализировать соотношение рассматриваемых кривых. Если текущая кривая лежит на всем диапазоне выше типовой, то текущая исследуемая совокупность содержит группы, отклоняющиеся в худшую сторону;
если ниже типовой кривой, то содержит в своем составе группы, отклоняющиеся в лучшую сторону. Текущая кривая может пересекать типовую. В таком Случае исследуемая совокупность имеет отклонения как в лучшую,так и худшую сторону.
17. При обнаружении неоднородности совокупности по отклонению текущей кривой от типовой) следует выполнить ее проверку на однородность с выделением отклоняющихся .групп.
Принципиально проверка статистической однородности совокупности состоит в вычислении параметра Пуассона , т.е. математического ожидания числа аварий на той или иной совокупности машин или их частики сравнения этого ожидаемого числа с фактическим числом аварий .
При значимом несовпадении этих величин (уровень значимости задается в каждой конкретной задаче) соответствующие группы должны быть выделены в отклоняющиеся.
18. Типовая кривая вероятности аварийного пробоя изоляции позволяет подсчитать для каждого генератора анализируемой совокупности ожидаемое число аварийных пробоев в предположении его соответствия нормальным показателям. Далее путем суммирования отдельных машин ожидаемое (соответствующее норме) число аварийных пробоев может быть получено по любым, желательным для анализа перегруппировкам генераторов.
Сравнение расчетного ожидаемого и фактического числа аварийных пробоев данной совокупности, ее отдельных групп или отдельных генераторов позволяет сделать заключение об их соответствии эталону или отклонению от него.
В частности, для оценки возможного влияния различных "сбоев" например:
- технологического - следует произвести сопоставление показателей рассматриваемых генераторов по отдельным заводам;
- колетруктивноро_ - по типам;
- эксплуатационного - по электростанциям;
- ремонтного (например, для оценки качества выполненных полных перемоток обмоток статоров) - по генераторам, прошедшим перемотки, можно с подразделением по предприятиям-исполнителям И т.д.
19. Выявленные отклоняющиеся группы исключаются из текущей совокупности. Вновь просчитываются частоты и кривая вероятности аварийного пробоя. Полученная кривая еще раз сравнивается с типовой. Обычно число итераций невелико и совпадение расчетной и типовой кривой достигается сравнительно легко. Затем производится технический анализ отклоняющихся груш и вырабатываются соответствующие рекомендации для воздействия на состояние исследуемой изоляции.
20. Из вышеизложенного видно, что при решении задач практического анализа важное значение имеет параметр распределения Пуассона ( ).
Повна версія документа доступна БЕЗКОШТОВНО авторизованим користувачам.