energsecurityНадежность и безопасность энергетикиSafety and Reliability of Power Industry1999-55552542-2057ООО «НПО Энергобезопасность»10.24223/1999-5555-2017-10-3-206-210energsecurity-512Research ArticleОБЩИЕ ВОПРОСЫ НАДЕЖНОСТИ И БЕЗОПАСНОСТИ ЭНЕРГЕТИКИGENERAL ISSUES RELATED TO RELIABILITY AND SAFETY OF THE POWER INDUSTRYОБЗОР ИСТОЧНИКОВ И АНАЛИЗ ПРИЧИН ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННЫХ ПОВРЕЖДЕНИЙ ТУРБОАГРЕГАТОВSURVEY OF SOURCES AND ANALYSIS OF REASONS OF THE TURBINE SETS ELECTROEROSION DAMAGESБакаевА. В.BakaevA. V.

ул. Атаманская, д. 3/6, 191167, Санкт-Петербург

Atamanskaya str., 3/6, 191167, Saint-Petersburg

ИсаковН. Ю.IsakovN. Yu.

ул. Атаманская, д. 3/6, 191167, Санкт-Петербург

Atamanskaya str., 3/6, 191167, Saint-Petersburg

hydroturb@ckti.ruСандовскийА. В.SandovskiiA. V.

ул. Атаманская, д. 3/6, 191167, Санкт-Петербург

Atamanskaya str., 3/6, 191167, Saint-Petersburg

СергельА. Н.SergelA. N.

ул. Атаманская, д. 3/6, 191167, Санкт-Петербург

Atamanskaya str., 3/6, 191167, Saint-Petersburg

ОАО «Научно-производственное объединение по исследованию и проектированию энергетического оборудованияим. И. И. Ползунова» (ОАО «НПО ЦКТИ»)РоссияJoint-Stock Company «I. I. Polzunov Scientifi c and Development Association on Research and Design of Power Equipment» («NPO CKTI»)Russian Federation201714112017103206210Copyright © Бакаев А.В., Исаков Н.Ю., Сандовский А.В., Сергель А.Н., 20172017Бакаев А.В., Исаков Н.Ю., Сандовский А.В., Сергель А.Н.Bakaev A.V., Isakov N.Y., Sandovskii A.V., Sergel A.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.sigma08.ru/jour/article/view/512

Рассмотрена актуальная проблема электроэрозионных повреждений ответственных узлов и деталей турбоагрегатов. Приведен перечень основных типов таких повреждений. Указано, что электромагнитные процессы могут также искажать показания аппаратуры систем контроля и диагностики турбоагрегата.

Определены источники электрического тока, вызывающего электроэрозионные повреждения оборудования: статическое электричество, наведенные импульсы напряжений на валопроводе относительно корпуса, паразитные токи ротора генератора, униполярные ЭДС. Подробно рассмотрены механизмы развития таких повреждений, характерные для каждого источника.

Отмечено, что в случае плохой работы заземляющей щетки причиной повреждений становится статическое электричество, накапливающееся на валопроводе турбоагрегата. При снижении величины сопротивления изоляции изолированных подшипников до недопустимых значений повреждения узлов и деталей происходят из-за действия паразитных токов генератора. Высокий уровень остаточной намагниченности турбоагрегата может способствовать появлению униполярных ЭДС и связанных с ними лавинообразным возрастанием величины тока, проходящего через рабочие поверхности подшипников и приводящего к их разрушению.

По результатам проведенного анализа причин сформулированы основные требования, способствующие устранению источников появления и развития электроэрозионных процессов: обеспечение надлежащей работы заземляющей щетки и удовлетворительного состояния изоляции изолированных подшипников, необходимость выполнения замеров остаточной намагниченности турбоагрегатов в период их капитального ремонта и проведения при необходимости их размагничивания, а также разработки и внедрения систем автоматизированного контроля электромагнитного состояния турбин и систем подавления наведенных импульсов напряжения на валопроводах.

Отмечено, что выполнение этих требований позволит минимизировать риски электроэрозионных повреждений турбин и избежать простоев оборудования. 

The article is dedicated to the actual problem of electroerosion damages of critical joints and parts of turbine sets. The enumeration of typical causes of such damages is presented. It is shown that electromagnetic processes may also defl ect the indications of instruments in control and diagnostic systems of turbine.

The sources of electric current are determined which may cause electroerosion destructions of equipment, such as static electricity, induced voltage impulses on shaft-line elements in relation to static parts, parasite currents of generator rotor, unipolar electromotive forces. The developing mechanisms of such damages are considered which are individuated for every particular source.

It is note that due to improper functioning of grounding brush the cause of damage becomes static electricity, accumulated on the turbine shaft-line. In case of diminishing of isolated bearings isolation resistance down to unallowable values the destruction of joints and parts are caused by the action of parasite generator currents. The high level of residual turbine sets magnetization may bring about the appearance of unipolar electromotive forces and connected to them avalanche increasing of current value, flowing through working surfaces bearings leading to their destruction.

On the basis of carried out analysis of destruction reasons the main requirements are formed assuring the elimination of sources of appearance and development of electroerosion processes, that is: security of adequate functioning of grounding brush as well as satisfactory condition of isolation of isolated bearings, strict demand for fulfillment of measuring of residual magnetization of turbines during their capital repair and in case of necessity carrying out demagnetization alongside with development and implementation of automatic systems for on-line control of electromagnetic control of turbines together the systems for suppression of induced voltage impulses on shaft-lines.

It is stated that the fulfillment of these requirements will allow to minimize the risks of electroerosion destruction in turbine and to avoid the eventual outing of equipment. 

турбоагрегатэлектроэрозионные повреждениястатическое электричествоподстуловая изоляцияturbine setselectroerosion damagesstatic electricitysupport isolationReferencesСафонов Л. П., Вол А. А., Малеев В. В., Алфеев А. А. Электроэрозия турбогрегатов // Теплоэнергетика. Москва. 1986. №6. С. 20 – 23Safonov L. P., Vol A. A., Malev V. V., Alfeev A. A. Electroerosion of turbine sets. «Thermal Engineering», №6, Moscow, 1986. Р. 20 – 23.Вол А. А., Домбровский В. В., Сафонов Л. П, Хуторецкий Г. М. Влияние электрических явлений и тепломеханической части ТЭС и АЭС на надежность энергооборудования: Обзор. // Энергетическое машиностроение. Сер. 3. Вып. 13. Москва, 1990. ЦНИИТЭИтяжмаш. С. 48.Vol A. A., Dombrovsky V. V., Safonov L. P., Chutoretsky G. M. Infl uence of electrical phenomena and thermal-mechanical part of TPS and NPS on reliability of power equipment. Summary, Moscow, TSNIITEI- heavy industry. 1990, 48 pages (Power Machine Building, Serial 3, Edition 13).Кухарев И. Е., Боряк А. С. Влияние электромагнитного состояния турбоагрегата на работоспособность его узлов. Диагностика. Демагнетизация. XIII Международная научно-техническая конференция «ГЕРВИКОН-2011». Международный форум «НАСОСЫ-2011». Семинар «ЭККОН-11. СумГУ, г. Сумы, Украина. 6 – 9 сентября 2011.Kukharev I. E., Boriak A. S. The influence of electromagnetic state of the turbine set on the operational capability of its parts. Diagnostics. Demagnetization city of Sumy, Ukraine. State University of Sumy, 13th International scientifi c and technical conference «Gervicon-2011», In-ternational Forum «Pumps-2011», Seminar «EKKON. 6 – 9 Sept. 2011.Исаков Н. Ю. Работы отдела паровых турбин ОАО «НПО ЦКТИ». – СПб.: Академия энергетики. 2015. №5 (67). С. 58 – 62.Isakov N. Yu. Activities of NPO CKTI steam turbine department. – SPb: Academy of Energy. 2015. №5 (67). P. 58 – 62.Хоменок Л. А., Коц В. Д. Электроэрозионные повреждения элементов. Машиностроение: Энциклопедия в 40 томах. Том IV – 19. – М.: Машиностроение. 2015. С. 319 – 326.Khomenok L. A., Kots V. D. Electroerosion damages of details. Machinery building. Encyclopedia in 40 volumes. Vol. IV – 19. – M.: Mashinostroenie. 2015. P. 319 – 326.Белотелов А. К., Евдокимов С. А., Левиуш А. И., Фокин Г. Г. Повышение надежности заземления валов турбоагрегатов. – М.: Электрические станции. 2000. №6. С. 43 – 46.Belovelov A.K., Evdokimov S. A., Leviush A.I ., Fokin G. G. Reliability increasing of electrical grounding for turbine set. – M.: Power Technology and Engineering. 2000. №6. P. 43 – 46.Демирчян К. С., Нейман Л. Р., Коровкин Н. В., Чечурин В. Л. Теоретические основы электротехники. Том 1. – 4-е издание. СПб.: Питер. 2006.Demirchan K. S., Neyman L. R, Korovkin N. V., Chepurin V. L. Theoretical base of electrical technology. Vol. 1 – Fourth edition. SPb: Piter. 2006.Розенберг С. Ш., Сафонов Л. П., Хоменок Л. А. Исследование мощных паровых турбин на электростанциях. – М: Энергоатомиздат, 1994.Rosenberg S. Sh., Safonov L. P., Khomenok L. A. Investigation of heavy duty steam turbines installed at power plants. – M.: Energoatomizdat, 1994.Эксплуатационный циркуляр №Ц-05-88 (э) от 22.06.1988 г. «О предотвращении электроэрозии турбоагрегатов». – М.: Министерство энергетики и электрификации СССР. 1988. – 7 с.Operational circular № TS-05-88, 22.06.1988. «Avoidance of electroerosion of turbine sets» Ministry of Power and Electricity USSR, 1988, 7 pages.Методика определения остаточной намагниченности деталей турбоагрегатов с помощью микровеберометра. – Л.: НПО ЦКТИ. 1989. – 3 с.Methods for determination of residual magnetization of turbine parts with microvebermeter. Leningrad, NPO CKTI, 1989, 3 pages.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.