e-PCM · GENERATORÜBERWACHUNG

Dauerüberwachung
für Generatoren.

e-PCM wird im Generatorschaltschrank installiert, lernt das elektrische Modell jedes Generators über dessen Betriebsbedingungen und meldet Veränderungen nach Fehlerkategorie. Am Generator oder an der Antriebsmaschine werden keine Sensoren montiert.

Für Wasserkraftgeneratoren, Diesel- und Gasaggregate, Windkraftanlagen und Turbogeneratoren.

  • Mechanik & Lager
  • Windgetriebe
  • Stator
  • Rotor & Exzentrizität
  • Erregung & Versorgung
Motorgetriebenes Generatoraggregat auf seinem Grundrahmen in einer Anlagenhalle
Motorgetriebenes Generatoraggregat.
Im Generatorschaltschrank installiertNutzt vorhandene CT und PT über 690 VAnbindung an SCADA und DCS über Modbus TCP

SO FUNKTIONIERT ES

Aus Strom und Spannung
des Generators selbst gelesen.

Fehler im Generator und mechanische Zustände im Antriebsstrang verändern Strom und Spannung an dessen Klemmen. e-PCM misst diese Signale im Schaltschrank und vergleicht sie mit dem Modell, das es für diesen Generator gelernt hat.

01

Im Schaltschrank installieren.

Dreiphasige Spannung und Strom aus den CT des Generators, bei Spannungen über 690 V aus dessen PT. Am Generator, am Motor oder an der Turbine wird nichts montiert.

02

Den Generator lernen.

e-PCM erstellt für die Maschine ein Modell aus ihrem eigenen elektrischen Verhalten über ihre Betriebsbedingungen. Der Vergleich ähnlicher Einheiten in einer Flotte liefert zusätzlichen Kontext.

03

Beobachten und melden.

Anhaltende Abweichungen werden je Fehlerkategorie gemeldet, mit dem, was zu prüfen ist. Die Ergebnisse erscheinen auf der Einheit und gehen an Anlagensysteme. In OmniSight bereitet Artesis Insight KI sie auf.

OmniSight und Artesis Insight
Die Artesis-Messeinheit, auf einer DIN-Schiene im Schaltschrank montiert
Die Messeinheit, montiert im Schaltschrank.

WELCHE GENERATOREN

Die Eignung hängt von der
Maschinenfamilie ab.

Synchron-, Asynchron- und DFIG-Generatoren zeigen an ihren Klemmen unterschiedliche Signaturen. Hier bringt e-PCM am meisten, und hier ist es nicht anwendbar.

GENERATOR + ERREGUNG

Wasserkraftgeneratoren

Schenkelpolgeneratoren mit direkter Netzanbindung. Exzentrizität, Stator und Erregungsverhalten. Befunde werden mit Betriebsdaten abgeglichen, weil hydraulische Effekte einigen Rotormustern ähneln können.

GENERATOR + ANTRIEBSMASCHINE

Diesel- und Gasaggregate

Dauer- und Bereitschaftsbetrieb. Generatorzustand sowie Effekte der Antriebsmaschine, die sich im Generatorstrom zeigen, aus einer einzigen Messung. Diese Maschinen haben oft kaum andere Überwachung.

GENERATOR + ANTRIEBSSTRANG

Windkraftanlagen (DFIG)

Statorzustand des Generators an den Netzklemmen. Mit einer Drehzahlreferenz vom Encoder werden auch Getriebe und Lager überwacht.

GENERATORSEITE

Dampf- und Gasturbinengeneratoren

Generatorzustand und mechanische Fehler wie Unwucht und Fluchtungsfehler. Das Turbinendrehmoment ist gleichmäßig, daher sind Fehler der Antriebsmaschine schwerer zuzuordnen.

WINDKRAFTANLAGEN · DFIG

Generator, Getriebe und Lager.
Aus dem Schaltschrank gelesen.

Bei DFIG-Windkraftanlagen misst e-PCM im Schaltschrank der Anlage, ohne zusätzliche Sensoren an Generator oder Getriebe. Der Encoder der Anlage liefert die Drehzahlreferenz für die Analyse von Getriebe und Lagern. Wählen Sie eine Komponente, um zu sehen, was e-PCM meldet.

Schnittzeichnung einer Windkraftanlagen-Gondel mit Hauptwelle, Hauptlager, Getriebe, Kupplung, Generator und Encoder
Illustration. Rot: von e-PCM abgedeckt. Umrandet: Eingang der Drehzahlreferenz. Grau: nicht abgedeckt.

ABGEDECKT

Generator

Statorzustand mit identifizierter betroffener Phase, Rotorhinweise sowie Ausgangsleistung und Netzqualität des Generators an den Klemmen.

PRÜFENStatorwicklung und Verbindungen an der markierten Phase.

ABGEDECKT

Getriebe

Zahneingriffsmuster im Generatorstrom, eingeordnet anhand der Wellendrehzahl vom Encoder.

PRÜFENZahneingriff und Getriebelager.

ABGEDECKT

Lager

Sich entwickelnde Schäden an Haupt-, Getriebe- und Generatorlagern, eingeordnet anhand der Wellendrehzahl. Ist die Lagergeometrie bekannt, benennt es das betroffene Lager.

PRÜFENDas markierte Lager, Schmierung und Montage.

ABGEDECKT

Welle und Kupplung

Unwucht, Fluchtungsfehler und Kupplungszustand im Antriebsstrang.

PRÜFENWellenausrichtung, Kupplung und Befestigungsschrauben.

EINGANG, NICHT ÜBERWACHT

Encoder

Der Encoder der Anlage liefert e-PCM die Wellendrehzahl. Erst diese Drehzahl ermöglicht die Zuordnung von Getriebe- und Lagermustern.

EINRICHTUNGEncodersignal an die e-PCM-Einheit im Schaltschrank angeschlossen.

NICHT ABGEDECKT

Rotorblätter, Pitch und Yaw

Zustände von Rotorblättern, Pitch und Yaw werden von e-PCM nicht abgedeckt.

STATTDESSENNutzen Sie die eigene Überwachung der Anlage für Rotorblätter, Pitch und Yaw.

WAS ES FINDET

Fehlerkategorien,
mit dem, was zu prüfen ist.

Befunde werden nach Kategorie gemeldet. Die empfohlene Prüfung bestätigt die Ursache an der Maschine.

MECHANIK

Unwucht, Ausrichtung, Lockerung.

Unwucht, Fluchtungsfehler, lockeres Fundament und lockere Bauteile, Kupplung. Die Prüfung von Wuchtung, Ausrichtung, Schrauben und Fußverspannung bestätigt die Ursache.

LAGER

Lager und Getriebe.

Sich entwickelnde Lagerschäden, eingeordnet anhand der Wellendrehzahl und, falls bekannt, der Lagergeometrie. Bei Windkraftanlagen erweitert eine Drehzahlreferenz vom Encoder dies auf das Getriebe.

STATOR

Statorhinweis und Phase.

Stromasymmetrie, beurteilt im Verhältnis zur Spannungsasymmetrie, und statorbezogene Muster im Spektrum, mit identifizierter betroffener Phase. Die Prüfung bestätigt die konkrete Ursache.

ROTOR

Rotor und Exzentrizität.

Hinweis der Kategorie Rotor, vereinbar mit Exzentrizität, durch Betriebsdaten bestätigt, besonders bei Wasserkraftgeneratoren. Rotorstabmuster bei Asynchron- und DFIG-Generatoren.

ERREGUNG

Erregung und Spannungsverhalten.

Erregungsverlust, abnormaler Leistungsfaktor oder Blindleistung bei konstanter Last sowie Spannungs- und Blindleistungsschwingungen.

LEISTUNG

Netzqualität und Ausgangsleistung.

Spannungs- und Stromunsymmetrie, harmonische Verzerrung, Wirk- und Blindleistung, Leistungsfaktor und Frequenz.

IM EINSATZ

Ein 350-kW-Dieselgenerator.
Ein Alarm, auf den niemand reagierte.

Ein 350-kW-Dieselgenerator mit 380 V und 1500 U/min auf einem Bauernhof in Deutschland wurde zusätzlich zu seinem bestehenden Überwachungssystem mit Artesis-Überwachung ausgestattet. Kurz nach der Lernphase begannen seine mechanischen und elektrischen Parameter zu steigen.

Das 350-kW-Dieselaggregat in seinem Maschinenraum
Das 350-kW-Dieselaggregat.

ALARM → WAS PASSIERTE

Mechanische Kategorien steigen

Die mechanischen Parameter lösten einen Alarm aus und eskalierten dann auf die Prüfstufe. Der Bericht verwies auf die Familie aus Unwucht, Exzentrizität und Kupplung.

Elektrische Parameter

Die elektrischen Parameter veränderten sich gleichzeitig und bestätigten einen sich entwickelnden Fehler.

Bestehende Überwachung

Das bestehende Überwachungssystem des Generators gab keine Warnung, sodass der Generator in Betrieb blieb.

Ergebnis

Der Generator fiel aus. Die Untersuchung ergab eine Unwucht, die sich bis zum Kontakt zwischen Rotor und Stator entwickelt hatte.

Gezeigt als Aufzeichnung dessen, was die elektrische Signatur enthielt. Auf den Alarm wurde nicht reagiert.

01 MECHANIKTrend der mechanischen Parameter des Dieselgenerators, am markierten Punkt stark ansteigend
Trends der mechanischen Parameter, am markierten Punkt ansteigend.
02 ELEKTRISCHTrend der elektrischen Parameter des Dieselgenerators im selben Zeitraum
Trends der elektrischen Parameter im selben Zeitraum.

MEHR AUS DEM EINSATZ

Stromspektrum des 95-MW-Dampfturbinengenerators mit markiertem erhöhtem Peak bei doppelter Drehzahl

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95-MW-Dampfturbinengenerator.
Durch Orbitdiagramme bestätigt.

In einem Kraftwerk, das ein US-Stahlwerk versorgt, zeigte das Spektrum eines 95-MW-Dampfturbinengenerators einen erhöhten Peak bei doppelter Drehzahl, einen Hinweis auf Unwucht und Fluchtungsfehler. Die Orbitdiagramme der Wegaufnehmer am freien Generatorlager zeigten denselben Zustand.

Vergleich der Spektren von sechs Wasserkraftgeneratoren, zwei Einheiten bei 100 Hz erhöht

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Sechs Wasserkrafteinheiten,
nebeneinander verglichen.

Sechs Generatoren in zwei Wasserkraftwerken in der Türkei wurden gemeinsam bewertet. Fünf waren in gutem Zustand. Einer zeigte Muster eines lockeren Fundaments, zwei zeigten statorbezogene Muster unterhalb der Alarmschwelle, markiert für die Trendbeobachtung.

Falldaten aus Artesis-Installationen. Befunde werden nach Kategorie gezeigt, so wie e-PCM sie meldet. Das Wasserkraftbeispiel ist eine Flottenbewertung, kein bestätigter Befund an der Maschine.

VOR DER INSTALLATION

Anforderungen
und Grenzen.

Was eine Installation braucht und wo die Generatorüberwachung an den Klemmen endet.

WAS SIE VOR ORT BRAUCHEN

  • Dreiphasige Spannung und Strom am Generatorschaltschrank: Strom über CT, Spannung direkt bis 690 V oder darüber über PT.
  • Steuerspannung für die Einheit: 100 bis 240 V AC oder DC.
  • Typenschilddaten und Maschinenfamilie: Synchron, Asynchron oder DFIG.
  • Für die Überwachung von Windgetriebe und Lagern: eine Drehzahlreferenz vom Encoder.
  • Für OmniSight und die Anbindung an Anlagensysteme: eine Netzwerkverbindung.
  • Eine Lernphase in den normalen Betriebsbedingungen des Generators, bevor Befunde gemeldet werden.

WAS ES NICHT LEISTET

  • Isolationsalterung: Nutzen Sie Offline-IR-, Tan-Delta- oder TE-Prüfungen.
  • Teilentladung: Nutzen Sie Online- oder Offline-TE-Überwachung.
  • Blechpaketschlüsse: Nutzen Sie Thermografie oder Eisenverlustprüfung.
  • Frühe Schlüsse in der Feldwicklung: Nutzen Sie Flusssonden oder Erregerstrommessung.
  • Zustände von Rotorblättern und Yaw werden nicht abgedeckt.
  • Es meldet Fehlerkategorien, keine Schweregradskala.

e-PCM UND e-MCM

e-PCM für Generatoren. e-MCM für Motoren.

Jedes Produkt hat seine eigene Analyse, entwickelt für seine Maschine. Überwachen Sie Ihre Generatoren mit e-PCM und Ihre motorbetriebenen Anlagen mit e-MCM, und sehen Sie beides in OmniSight.

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e-PCM · GENERATORÜBERWACHUNG

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