CSDL Ngành điện

Giảm thiểu rủi ro với thanh tra máy phát điện bằng robot và thử nghiệm toàn diện

02/02/2025 16:45 Số lượt xem: 14

Theo truyền thống, việc thanh tra máy phát điện đòi hỏi phải tháo roto (Hình 1). Có một mức độ rủi ro đáng kể trong quá trình này do máy phát điện có thể bị hư hỏng trong quá trình tháo rời và cũng đòi hỏi thêm thời gian ngừng hoạt động.

Hình 1. Tháo roto khỏi máy phát điện tốn nhiều thời gian và có nguy cơ gây hư hại tiềm ẩn. Thanh tra bằng robot có thể loại bỏ một số các rủi ro đó. (Ảnh st)

Thanh tra bằng robot

Các nhà quản lý nhà máy điện có thể giảm thời gian ngừng hoạt động và giảm các rủi ro liên quan đến việc tháo roto bằng cách kết hợp công nghệ thanh tra bằng robot và các chuyên gia dịch vụ thực địa. Ví dụ, GE Vernova (Mỹ) cung cấp "Các Dịch vụ Thanh tra hiện đại Máy phát điện bằng Robot" vốn mang lại nhiều lợi thế vô song, bao gồm:

■ Giảm thời gian ngừng hoạt động.

■ Giảm rủi ro vì roto không bị tháo ra.

■ Giảm nhu cầu nhân công tháo dỡ.

Trong số các dịch vụ của GE Vernova có thanh tra khe hở không khí máy phát điện bằng roto tại hiện trường. Giải pháp thanh tra ngoại tuyến này sử dụng công nghệ công cụ robot mới nhất, có thể thực hiện toàn bộ chương trình thanh tra khe hở không khí máy phát điện. Công cụ này có thể thanh tra trực quan các bề mặt roto cũng như stato, cũng như xác minh độ chặt của nêm stato và hoàn thành một thử nghiệm từ trường từ thông thấp của stato, vốn là phương pháp không phá hủy để đánh giá tình trạng stato của máy điện quay. Thử nghiệm này sử dụng mức kích thích thấp để phát hiện chạm chập trong cách điện giữa các lá thép của lõi stato.

GE Vernova cũng có một máy quét vòng giữ máy phát điện, đây là một công cụ thanh tra bằng robot có thiết kế để phát hiện các vết nứt ăn mòn ứng suất mà không cần phải tháo các vòng giữ khỏi máy phát điện. Đây là một cuộc thanh tra ngoại tuyến khác, nhưng chỉ cần tháo dỡ ở mức tối thiểu và có thể thực hiện với roto tại chỗ hoặc tháo rời.

Chương trình thử nghiệm và thanh tra máy phát điện

GE Vernova cung cấp cho khách hàng một phân tích chi tiết và các khuyến cáo để vận hành đáng tin cậy hơn (Ảnh st)

Trong khi đó, GE Vernova cung cấp một chương trình thử nghiệm và thanh tra có thể đánh giá kỹ lưỡng tình trạng của máy phát điện trong thời gian ngừng hoạt động. Dựa trên nhiều thập kỷ kinh nghiệm về một trong những máy móc đã lắp đặt lớn nhất, các chuyên gia chẩn đoán của GE Vernova cung cấp cho khách hàng một phân tích chi tiết và các khuyến cáo để vận hành đáng tin cậy hơn như một phần của chương trình này.

Phạm vi thanh tra cố gắng khớp thời gian ngừng hoạt động cho phép, đồng thời có tính đến mô hình máy phát điện để đảm bảo nhận diện tất cả các khu vực quan tâm đều đã thanh tra. Ví dụ về một số thử nghiệm điện có thể thực hiện trong quá trình này bao gồm điện trở cách điện (IR), chỉ số phân cực (PI) và các thử nghiệm điện thế cao (hipot), dùng để đánh giá tình trạng cách điện của stato, roto và tấm lõi của máy phát điện. Cụ thể hơn, các thử nghiệm cung cấp các thông tin sau:

■ IR đo điện trở của cách điện giữa các dây dẫn đồng của stato hoặc roto và lõi. Giá trị IR cao là lý tưởng vì nó chỉ ra rằng có ít dòng rò rỉ. Giá trị IR thấp chỉ ra rằng lớp cách điện đã xuống cấp.

■ PI là một biến thể của phép thử IR, đo tỷ lệ IR sau 10 phút so với IR sau 1 phút. Giá trị PI cao hơn cho biết tình trạng cách điện tốt hơn. Giá trị PI thấp có thể cho thấy cuộn dây đã hấp thụ hơi ẩm hoặc bị nhiễm bẩn hoặc dầu.

■ Thử nghiệm Hipot xác định xem lớp cách điện của cuộn dây stato của máy phát điện có đủ bền để chống chịu được ứng suất điện trong suốt tuổi thọ dự kiến của máy hay không. Thử nghiệm Hipot là một thử nghiệm nghiệm thu tiêu chuẩn của nhà máy đối với các máy mới, nhưng cũng có thể dùng để đánh giá tình trạng của các máy phát điện hiện có. Thử nghiệm Hipot có thể sử dụng AC ở tần số nguồn, tần số rất thấp (VLF) ở 0,1Hz hoặc DC. Thông thường, các thử nghiệm Hipot tăng điện áp từ từ đến một mức quy định, sau đó duy trì mức đó trong một phút. Cuộn dây có thể đạt hoặc không đạt. Một thử nghiệm Hipot không đạt chỉ ra rằng cần quấn lại cuộn dây hoặc cần loại bỏ linh kiện bị hỏng.

Các thử nghiệm đều có thể thực hiện cùng với chương trình thử nghiệm và thanh tra máy phát điện của GE Vernova (Ảnh st)

Các thử nghiệm khác có thể thực hiện cùng với chương trình thử nghiệm và thanh tra máy phát điện của GE Vernova bao gồm các thử nghiệm từ trường thấp và cao của stato một và thử nghiệm PULSAR.

Thử nghiệm từ trường thấp stato. Thực hiện thử nghiệm này ở mật độ từ thông tương đối thấp trong lõi stato. Mục đích chính của nó là phát hiện bất kỳ chạm chập cách điện giữa các lá thép hoặc ngắn mạch giữa các lá thép trong lõi stato, nhận dạng bất kỳ vấn đề gia nhiệt cục bộ nào trong lõi và thiết lập đường cơ sở cho các so sánh trong tương lai. Thử nghiệm thường bao gồm việc đóng điện lõi stato ở mức khoảng 3% đến 4% từ thông danh định và sử dụng kỹ thuật chụp ảnh nhiệt hoặc các kỹ thuật đo nhiệt độ khác để phát hiện bất kỳ điểm nóng cục bộ nào.

Thử nghiệm từ trường cao của stato. Thử nghiệm này tiến hành ở mật độ từ thông cao hơn, thường gần với thông lượng danh định của máy. Mục tiêu của nó bao gồm xác minh khả năng lõi chịu được ứng suất từ toàn phần mà không bị phát nóng quá mức, phát hiện bất kỳ khiếm khuyết lớn nào của lõi có thể không rõ ràng ở các mức thông lượng thấp hơn và đánh giá tính năng từ tính tổng thể của lõi stato. Thử nghiệm từ tính cao nhiều khi bao gồm việc cấp năng lượng cho lõi đến khoảng 80% đến 100% từ thông danh định và theo dõi gia tăng nhiệt độ và tổn thất điện năng.

Thử nghiệm PULSAR. Thử nghiệm PULSAR là tên gọi “kêu” bắt nguồn từ thử nghiệm vòng cuộn dây phụ với xung bước. Đây là một thử nghiệm chuyên biệt để nâng cao các thử nghiệm phát hiện khiếm khuyết lõi điện từ truyền thống. Thử nghiệm PULSAR sử dụng phương pháp kích thích xung thay vì kích thích hình sin liên tục. Nó có thể phát hiện các chạm chập lõi thép và các dòng điện tuần hoàn trong lõi stato và cung cấp độ nhạy cao hơn và định vị chạm chập tốt hơn so với các phương pháp truyền thống. Đáng chú ý là nó có thể thực hiện nhanh hơn và tiêu thụ ít điện năng hơn so với các thử nghiệm thông lượng cao thông thường.

Thử nghiệm PULSAR hoạt động bằng cách đặt các xung dòng điện ngắn, có biên độ lớn vào một cuộn dây phụ quấn quanh lõi stato. Sau đó, nó đo điện áp cảm ứng trong cuộn dây tìm kiếm để phát hiện bất kỳ bất thường nào trong các đặc tính từ của lõi.

Các thử nghiệm cung cấp đánh giá toàn diện về tình trạng của máy phát điện và giúp đảm bảo hoạt động dài hạn đáng tin cậy (Ảnh st)

Còn nhiều thử nghiệm khác mà GE Vernova thực hiện trên máy phát điện trong thời gian bảo trì bao gồm thử nghiệm dòng nước làm mát stato, thử nghiệm rung động đầu cuộn dây stato (thử nghiệm va chạm), thử nghiệm trường điện roto, thử nghiệm áp suất phớt hydro roto, thử nghiệm nêm hướng kính stato và thử nghiệm diode kích từ không chổi than. Các thử nghiệm này, khi sử dụng kết hợp, cung cấp đánh giá toàn diện về tình trạng của máy phát điện và giúp đảm bảo hoạt động dài hạn đáng tin cậy.