Strona główna

Monografie

monografia szymaniec glinka

Maszyn elektrycznych, podobnie jak i transformatorów, nie można zastąpić innymi maszynami czy urządzeniami. Maszyny elektryczne obecnie wytwarzają 99% energii elektrycznej. Są najczęściej używanymi maszynami w energetyce, przemyśle, rolnictwie, transporcie, gospodarce komunalnej i gospodarstwie domowym. Maszyny elektryczne występują praktycznie na każdym kroku. Można powiedzieć, że powszechnie występują od początku elektrotechniki –1834 roku (pierwszy silnik elektryczny). Mimo długiej 180-letniej historii są w stałym intensywnym rozwoju. Współcześnie buduje się maszyny elektryczne o mocach obejmujących zakres od miliwatów do ok. 2 tysięcy MW. Prędkości obrotowe maszyn elektrycznych obejmują zakres od ułamka obrotów na minutę do 300000 obr/min.

Ogólne zasady prawidłowej eksploatacji i diagnostyki maszyn i transformatorów zawarte w monografii bazują na kilkudziesięcioletnim doświadczeniu autorów i są także potwierdzone w literaturze, którą dołączono do każdego z rozdziałów. Obserwując od wielu lat eksploatację maszyn i transformatorów w licznych krajowych zakładach przemysłowych autorzy widzą ogromną przydatność tych zasad oraz konieczność ciągłego ich uzupełniania i wzbogacania. Współcześnie w okresie stale rosnących wymagań dotyczących wydajności oraz redukcji kosztów produkcji w przemyśle i energetyce koniecznością staje się właściwa diagnostyka maszyn i urządzeń. Doświadczenia eksploatacyjne wskazują, że prowadzenie diagnostyki jest korzystne. Często uszkodzenia niewielkich elementów maszyn i urządzeń skutkują znacznymi stratami wynikającymi z nieprzewidzianego zatrzymania procesu produkcyjnego oraz nieplanowych prac remontowych. Diagnostyka maszyn i urządzeń oraz monitorowanie parametrów ich pracy pozwala uniknąć skutków awarii, właściwie zaplanować okresy przeglądów i remontów, oraz znacznie wydłużyć czas eksploatacji maszyn i urządzeń. Konieczne jest dysponowanie informacjami na bieżąco o zmianach stanu dynamicznego maszyn i transformatorów, o stopniu zaawansowania ich zużycia, rodzaju i poziomie uszkodzeń, po to aby nie dopuścić do nieprzewidzianych awarii i w miarę możliwości wcześniej podjąć odpowiednie działania zapobiegawcze.

Ze względu na system eksploatacji, diagnostyki, zabezpieczenia i zarządzania, a także koszty inwestycyjne i wyniki ekonomiczne przedsiębiorstwa, maszyny użytkowane w przedsiębiorstwie przynależą do trzech następujących grup ważności:

  • maszyny krytyczne, tzn. takie, które nie mają rezerwowania, ich koszt inwestycyjny był wysoki, eksploatacja tych maszyn wpływa w sposób istotny na wynik ekonomiczny przedsiębiorstwa,
  • maszyny quasi-krytyczne, tzn. takie, które na ogół nie mają rezerwowania i mimo że ich koszt inwestycyjny nie jest tak znaczący jak w przypadku maszyn krytycznych, to ich awaria wpływa na prace maszyn krytycznych i w konsekwencji rzutuje na osiągany wynik ekonomiczny przedsiębiorstwa,
  • maszyny pomocnicze, tzn. takie, które mają rezerwę, a ich koszt inwestycyjny jest niewielki w porównaniu z maszynami krytycznymi, jest ich najwięcej, są to pozostałe maszyny.

Podział ten odpowiada bieżącej sytuacji. Należy się liczyć z tym, że w ślad za światową tendencją obejmowania systemami monitorowania on-line coraz większej liczby maszyn pracujących w przedsiębiorstwach podział ten w miarę upływającego czasu będzie ulegał zmianie.  W interesie przedsiębiorstwa jest posiadanie jednolitego systemu akwizycji danych diagnostycznych dla wszystkich wymienionych grup maszyn.

Struktura systemu diagnostyki maszyn powinna być przejrzysta. Jedną z możliwych dróg obniżenia kosztów działalności w przedsiębiorstwach jest objęcie całego parku maszynowego kompleksowym programem zabezpieczenia, diagnostyki i zarządzania maszynami (systemem nadzoru maszyn). System monitorowania i zabezpieczeń realizuje funkcję ochrony maszyn przed uszkodzeniami lub katastrofalnymi zniszczeniami w sytuacjach pogorszenia się jej stanu dynamicznego. System taki w połączeniu z odpowiednimi torami pomiarowymi pozwala zrealizować pełny nadzór zespołów maszynowych. Informacja o szybkości zmian stanu technicznego pozwala określić przewidywany czas niezbędny do dokonania naprawy maszyny, w wielu sytuacjach zakres takiej naprawy, a zatem w konsekwencji czas potrzebny na realizację zaplanowanych prac. Można powiedzieć, że właściwa gospodarka remontowa prowadzi do całkiem nowego pojęcia związanego z eksploatacją posiadanego parku maszynowego – zarządzania maszynami. Zarządzanie maszynami umożliwia obniżenie kosztów produkcji, umożliwia wybór do eksploatacji maszyn o najlepszym stanie technicznym, planowania zarówno zakresów, jak i kosztów remontów. Osiągnięcie tych celów jest możliwe, gdy systemy nadzoru maszyn zostaną uzupełnione systemami akwizycji danych diagnostycznych, ich archiwizacji i wizualizacji, systemami przetwarzania tych danych i ich analizy oraz systemami dostarczającymi informację o stanie maszyn.

Autorzy w wyniku wieloletnich badań przemysłowych w zakresie diagnostyki maszyn uważają, że opracowane i stosowane metody diagnostyczne powinny być kompleksowe. Badania maszyn i urządzeń powinny być powiązane z analizą pracy instalacji przemysłowych i budynków, w których są posadowione. Metody diagnozowania powinny dla danego zespołu maszynowego obejmować wszystkie jego elementy, które ulegają uszkodzeniu podczas eksploatacji. Diagnozować należy cały zespół maszynowy.
Dla każdej grupy maszyn z punktu widzenia technicznych i ekonomicznych uwarunkowań ich eksploatacji wyróżnić można uszkodzenia występujące najczęściej.

Postęp w dziedzinie digitalizacji, rozwój technologii informatycznych, internet rzeczy, sztuczna inteligencja, duże zbiory danych, globalnie tworzą świat nowych technologii, niosący nowe, dotychczas nieznane zagrożenia cybernetyczne. Dotychczasowe tradycyjne zagrożenia cywilizacyjno-techniczne, na przykład chemiczne, toksyczne, radiacyjne, medyczne, są zdaniem autorów stosunkowo dobrze rozpoznane. Są przedmiotem licznych badań naukowych, są opisane od strony teoretycznej, praktycznej, prawnej, prewencyjnej. Prace nad zagrożeniami cybernetycznymi w Polsce są stosunkowo skromne, bardzo wycinkowe, niepopularyzowane, a wręcz nieznane szerokiemu ogółowi użytkowników komputerów, w tym inżynierom i studentom. Wydaje się, że cyberbezpieczeństwo w Polsce jest niedoceniane i bardzo często mamy do czynienia z poglądem, że stanowi zbędne obciążenie w strukturze wydatków w przedsiębiorstwie przemysłowym, banku czy w biurze projektowym. Właściwe cyberbezpieczeństwo gwarantuje bezpieczną eksploatację i diagnostykę maszyn elektrycznych i transformatorów zarówno indywidualnie w życiu codziennym przeciętnego obywatela, jak i kompleksowo w życiu gospodarczym i przemysłowym kraju, uwzględniając również jego obronność.

Autorzy niniejszą monografię napisali z myślą przybliżenia zagadnienia eksploatacji i diagnostyki maszyn i transformatorów studentom wydziałów elektrycznych i energetycznych politechnik oraz kadrze technicznej przemysłu i energetyki, w szczególności pracownikom wydziałów diagnostycznych, kontroli jakości i utrzymania ruchu.


monografia Szymaniec Paduch 2018

W monografii omówiono aparaturowe aspekty diagnostyki izolacji uzwojeń w oparciu o pomiar wyładowań niezupełnych (wnz). Napisano ją z myślą przybliżenia zagadnień aparaturowych studentom wydziałów elektrycznych i energetycznych politechnik, kadrze przemysłu i energetyki, zwłaszcza pracownikom wydziałów diagnostycznych, kontroli jakości i utrzymania ruchu. Na wstępie nakreślono rys historyczny tzw. PD (Partial Discharge) diagnostyki począwszy od roku 1777 aż do czasów współczesnych. W rozdziale 1 wyjaśniono podstawowe pojęcia i wielkości związane z wyładowaniami niezupełnymi: ładunek pozorny, częstość powtarzania impulsów (PPS) wyładowań, średni prąd wyładowań, moc wyładowań, wskaźnik kwadratowy (D), współczynniki normalizujące (NQN). W rozdziale 2 przedstawiono podstawowe metody diagnostyki stanu izolacji uzwojeń w czasie ich produkcji: badanie wytrzymałości elektrycznej, pomiar współczynnika strat dielektrycznych tg i poziomu wyładowań niezupełnych. Scharakteryzowano badania stanu izolacji z rozróżnieniem stanów off-line i on-line. Przybliżono diagnostykę układów izolacyjnych uzwojeń silników przemysłowych WN obejmującą metodykę badania ich aktualnego stanu technicznego, planowanie napraw mających na celu poprawę kondycji układu izolacyjnego oraz przewidywanie czasu dalszej jego eksploatacji. Zinterpretowano wyniki pomiarów wnz, posiadające swoje odbicie w obrazie wnz oraz ich korelację z czynnikami zewnętrznymi. W rozdziale 3 przytoczono możliwe scenariusze wyładowań niezupełnych, ich schematy zastępcze przyjmowane w literaturze, sposoby rejestracji i nieelektryczne metody pomiaru wnz. W kolejnych rozdziałach dokonano szczegółowej analizy elektrycznego toru pomiarowego pod kątem zgodności z normą europejską IEC60270 i scharakteryzowano jego podstawowe elementy ze zwróceniem uwagi na nowe detektory wnz – anteny na bazie czujnika Pt100 (opracowane we własnym zakresie i sprawdzone w warunkach przemysłowych). Zilustrowano sposoby rozmieszczania różnych detektorów w obiekcie mierzonym i pomiary oscyloskopowe wnz. Podano wyniki testów prototypu aktywnego detektora RTD oraz badań przemysłowych wnz za pomocą własnego zestawu pomiarowego. W rozdziałach 6,7,8 zaprezentowano prototypy kondensatora do pomiarów wnz, impedancji pomiarowej i kalibratora wyładowań niezupełnych. Wykazano, że jest możliwe opracowanie i wykonanie niedrogich czujników wnz w uzwojeniach maszyn elektrycznych wysokonapięciowych (WN) w warunkach przemysłowych oraz układów służących do ich kalibracji.  W rozdziale 9 zawarto opis aparatury stosowanej w przemyśle do badania wyładowań niezupełnych w izolacji uzwojeń metodami off-line i on-line. Przedstawiono właściwości profesjonalnych analizatorów wnz stacjonarnych i mobilnych oraz interpretacje wyników pomiarów w warunkach przemysłowych. Rozdział 10 poświęcono zakłóceniom i niebezpieczeństwom środowiskowym podczas pomiarów wnz oraz metodom ich eliminacji. W monografii wykazano, że pomiary wyładowań niezupełnych stają się powoli podstawowym elementem programu badań maszyn elektrycznych. Dzięki pomiarom wnz wykonywanym w czasie ruchu maszyny (pomiary on-line) dostajemy cenne informacje o jakości technologii wykonania maszyny i o aktualnym stanie układów izolacyjnych jej uzwojeń. Śledzenie zmian wnz w długich okresach czasu, dzięki zastosowaniu systemów monitorowania on-line, pozwala śledzić proces starzenia układów izolacyjnych i dzięki temu odpowiedzialnie planować przerwy serwisowe, remontowe i modernizacyjne.  Autorzy wyrażają przekonanie, że opracowane metody pomiarowe, czujniki i aparatura z racji swej wyróżniającej się cechy „niskokosztowności” przyczynią się do rozpowszechnienia w energetyce i przemyśle krajowym idei oceny stanu izolacji uzwojeń maszyn elektrycznych w oparciu o pomiary wyładowań niezupełnych.


Szymaniec Kandora gre16

Monografia obejmuje szereg zagadnień z zakresu badań oraz diagnostyki off-line uzwojeń maszyn elektrycznych takich jak turbogeneratory oraz stojany silników wysokonapięciowych. We wstępie przedstawiono zasadność opracowania i stosowania kompleksowej diagnostyki wysokonapięciowych maszyn elektrycznych bazując na wskaźnikach niezawodności i eksploatacji krajowych bloków energetycznych oraz analizie awaryjności maszyn w polskich elektrowniach. W książce przedstawiono budowę wysokonapięciowych silników oraz turbogeneratorów, zwrócono szczególną uwagę na układy izolacyjne tych maszyn. Przedstawiono problematykę konstrukcji wysokonapięciowych układów izolacyjnych, rodzaje technologii wykonywania uzwojeń oraz rodzaje materiałów służących do produkcji uzwojeń. Praca opisuje problemy wieloczynnikowych narażeń uzwojeń maszyn dużej mocy. Monografia wprowadza odbiorcę w ciekawy świat zagadnień diagnostyki wysokonapięciowych maszyn, zamieszczono w niej "krzywą życia" maszyny i udowodniono zasadność diagnostyki oraz remontów maszyn w przemyśle. W pracy przedstawiono przegląd metod diagnostycznych izolacji głównej, w tym metody stało oraz zmienno prądowe, opisano również diagnostykę izolacji zwojowej metodą impulsową. Rozdział czwarty wprowadza w praktyczne aspekty diagnostyki. Szczególną uwagę autorzy poświęcają diagnostyce izolacji metodą wyładowań niezupełnych. Opisany został model układu izolacyjnego z wtrąciną gazową. Przedstawione zostały wskaźniki oraz parametry charakteryzujące wyładowania niezupełne. Autorzy omawiają szeroko układy pomiarowe, aparaturę diagnostyczną oraz czujniki do pomiaru wyładowań niezupełnych w tym czujniki pojemnościowe oraz antenowe produkcji autorów. Poświęcono wiele uwagi tematyce zakłóceń w pomiarach wyładowań niezupełnych, zestawiono praktyczne rodzaje zakłóceń oraz sposoby ich minimalizacji. Rozdział piąty poświęcony jest analizie defektów uzwojeń maszyn wysokonapięciowych. Pokazano w nim szereg wad występujących na etapie produkcji uzwojeń. W oparciu o badania własne jak i analizy wyników pomiarów na modelach fizycznych do poszczególnych rodzajów wad produkcyjnych przyporządkowane zostały obrazy oraz parametry wyładowań niezupełnych. W monografii zawarto również opisy oraz wyniki badań uzwojeń podczas przeprowadzania przyspieszonej próby starzeniowej. Zestawiono wyniki badań przeprowadzonych w Instytucie Energetyki Poznań oraz w zakładzie Ethos Energy Poland S.A.. Przedstawiono wyniki badań prób starzeniowych pręta hydrogeneratora z wadą produkcyjną, pokazano rozwój defektów na poszczególnych etapach próby. Monografię zamyka podsumowanie wyników badań oraz zestawienie tabelaryczne parametrów obrazujących różne rodzaje defektów uzwojeń.


monografia 3

Monografia habilitacyjna: Szymaniec S.: Diagnostyka stanu izolacji uzwojeń i stanu łożysk silników indukcyjnych klatkowych w warunkach przemysłowej eksploatacji. Studia i Monografie z. 193, Wyd. Politech. Opolskiej, Opole 2006, przedstawia zagadnienie diagnostyki dwóch najczęściej występujących uszkodzeń w silnikach indukcyjnych trójfazowych klatkowych – uszkodzeń łożysk tocznych i ślizgowych oraz uszkodzeń izolacji uzwojeń, przy zasilaniu sieciowym silników. Monografia liczy 312 stron formatu B5.


monografia 1

Monografia profesorska: Szymaniec S.: Badania, eksploatacja i diagnostyka zespołów maszynowych z silnikami indukcyjnymi klatkowymi. Wyd. Oficyna Wydawnicza Politechniki Opolskiej 2013, Opole, Studia i Monografie, zeszyt nr 333, przedstawia zagadnienie badań, eksploatacji i diagnostyki zespołów maszynowych napędzanych silnikami indukcyjnymi klatkowymi, dotyczy całości napędu. Obejmuje wszystkie występujące w praktyce uszkodzenia i rodzaje awarii zarówno przy zasilaniu sieciowym silników jak i przy zasilaniu z przemienników częstotliwości. Omówiono w kolejności: uszkodzenia łożysk tocznych i ślizgowych (w tym prądy łożyskowe), uszkodzenia izolacji uzwojeń, (w tym badania korelacyjne, wpływ temperatury, wilgotności, badania prętów), zagadnienie ustawiania zespołów maszynowych, zagadnienie niewywagi, luzów i przycierania związanego z ruchem wirnika, zagadnienie rezonansów, zagadnienie niesymetrii szczeliny powietrznej pomiędzy stojanem a wirnikiem, uszkodzenia uzwojenia klatkowego wirnika, uszkodzenia konstrukcji wsporczych. Ponadto przedstawiono zagadnienie: czujników pomiarowych w diagnostyce maszyn elektrycznych i zespołów maszynowych, elementy analizy sygnałów i aparatury używanej do diagnostyki w tym urządzeń laserowych i aparatury używanej do monitoringu oraz pomiaru wyładowań niezupełnych. Omówiono również zagadnienie badań wibroakustycznych według najnowszych kryteriów Unii Europejskiej i doświadczenia autora w tym względzie. Monografia powstała jako wynik blisko 40 letnich badań i doświadczeń przemysłowych autora w zakresie diagnostyki i wibroakustyki maszyn. Monografia liczy 494 strony formatu A4.


monografia 2

Monografia: Dwojak J., Szymaniec S.: Diagnostyka eksploatacyjna zespołów maszynowych w energetyce. Wyd. Oficyna Wydawnicza Politechniki Opolskiej 2013, Opole, Studia i Monografie, zeszyt nr 344, przedstawia zagadnienie diagnostyki eksploatacyjnej zespołów maszynowych w przedsiębiorstwach energetycznych typu elektrownie i elektrociepłownie. Autorzy zaprezentowali wyniki swoich wieloletnich badań przemysłowych, w tym opracowaną i wdrożoną w Elektrowni OPOLE nową technologię i organizację kompleksowej diagnostyki eksploatacyjnej zespołów maszynowych w energetyce, ujmującej zadania eksploatacji, zabezpieczenia i zarządzania wszystkimi maszynami. Prezentowana technologia diagnozowania polega głównie na: podziale maszyn w przedsiębiorstwie energetycznym wg grup o różnej ważności: maszyny krytyczne, maszyny quasi-krytyczne i pomocnicze, wprowadzeniu jednolitego systemu akwizycji danych diagnostycznych dla wszystkich wymienionych grup maszyn, włączeniu do systemu diagnostycznego wszystkich pomiarów maszyn realizowanych na okoliczność oceny jej stanu technicznego. Opracowano i praktycznie zweryfikowano kryteria oceny i wartości graniczne stanu dynamicznego maszyn w elektrowniach i elektrociepłowniach. Nowa technologia i nowa organizacja diagnostyki zespołów maszynowych jest technologicznym wzorcem dla przedsiębiorstw, które decydują się na wprowadzenie nadzoru maszyn. Elektrownia OPOLE która wdrożyła opracowaną metodę stała się najmniej awaryjną elektrownia w kraju. Monografia liczy 244 strony formatu B5.


on-line

Odwiedza nas 2 gości oraz 0 użytkowników.

Oxford Encyclopedia