Contribuição à deteção de defeitos nos rotores de turboalternadores

Abstract

Este trabalho tem como objetivo desenvolver métodos de detecção, localização e caracterização de defeitos em um turboalternador em escala reduzida. Os defeitos estudados neste trabalho são o curto-circuito entre espiras do rotor e as excentricidades rotóricas. Os métodos serão, em seguida, adaptados aos estudos das máquinas de 900 e 1300 MW do parque nuclear da empresa EDF (Electricité de France). Para isto, a máquina em escala reduzida, foi simulada com o auxílio de dois modelos, um analítico e um numérico por elementos finitos. Os métodos para detectar e localizar os defeitos rotóricos foram, em seguida, desenvolvidos. Os resultados das simulações utilizando os dois modelos e os testes experimentais foram analisados e comparados entre si. Uma boa concordância foi verificada, o que confirma o bom funcionamento dos métodos propostos para a detecção dessas anomalias. Vários casos de defeitos, associados a diferentes modos de trabalho da máquina, foram estudados, comprovando a confiabilidade dos métodos de detecção desenvolvidos.

The aim of this work is to develop methods to detect, locate and recognise faults in a turbogenerator of reduced scale. In the framework of this study, only short-circuit defects in the rotor windings and rotor eccentricities were investigated. The developed methods would be adapted to the machines of EDF nuclear plant of 900 and 1300 MW. First the studied machine was modelled using an analytical approach and a numerical model based on the finite element method. Then, the methods to detect and locate the rotor faults were developed. The results obtained from simulations using both approaches and experimental measurements were analysed and compared. They showed a good agreement and demonstrated a good capacity of the method proposed to detect and locate the faults. Several fault cases, at different operating points of the machine, were studied and they showed the good reliability of the method.