В Политехе знают, как сократить число аварий на электростанциях

Ученые предложили метод, позволяющий найти неисправности на ранней стадии

Высоковольтные асинхронные двигатели используются, в том числе, и для обеспечения собственных нужд электростанции. Обрыв стержня ротора – поломка серьезная, но обнаружить ее практически невозможно. Коллектив кафедры «Электрические станции» Самарского политеха разработал метод, позволяющий заметить неисправность на ранней стадии. Результаты исследования опубликованы в «Вестнике Ивановского государственного энергетического университета».

– Сегодня контроль и диагностирование этого вида повреждения осуществляется с помощью мониторинга вибрации подшипников и температуры металла, контроля акустической эмиссии и некоторыми другими способами, – поясняет кандидат технических наук, старший преподаватель кафедры Дмитрий Баннов. – Но все эти методы требуют установки дорогостоящих датчиков и использования специальных нештатных технических средств и инструментов. Наша методика не нуждается в серьезных финансовых затратах.

Коллектив ученых провел исследование, на основе которого разработал метод непрерывной технической диагностики двигателя. В течение нескольких месяцев политеховцы производили ряд экспериментов, мониторили изменения основных электрических величин (тока и напряжения), потребляемых двигателем во всех режимах работы, как на холостом ходу, так и при нагрузке. Для этого они собрали экспериментальную машину. Ее особенность – конструкция ротора, в которой кардинально изменили магнитопровод. Главная его внутренняя часть – «беличья клетка» – отлита из алюминия в заводском исполнении, но при этом максимально схожа с устройством ротора высоковольтного асинхронного двигателя. Так как необходимо было предусмотреть возможность многократного повторения режима работы с обрывом стержня и его восстановление, то политеховцы с помощью классического метода пайки изготовили новый магнитопровод с вторичной обмоткой из медных проводников. Это позволило нарушать его целостность и производить измерения параметров двигателя как при целом состоянии, так и при повреждении, отпаивая и припаивая назад проводники роторной цепи в той последовательности, в которой требовалось.

Ученые математически обработали оцифрованные кривые токов статора и определили, в какой момент происходит поломка. Разработанный математический алгоритм выявления обрыва стержня ротора асинхронного двигателя позволяет с точностью до 97% определять повреждение роторной цепи.