Le Static Air Gap Tool (AGT) est un outil de mesure portable qui contribue à réduire les temps d'arrêt des générateurs hydroélectriques. Il permet de mesurer rapidement, de manière répétable et fiable l'entrefer statique intégré entre le rotor et le stator du générateur. L'utilisation de l'AGT est simple : pour saisir et enregistrer les données de mesure, il suffit d'insérer l'appareil dans l'entrefer. L'alignement sûr du rotor et du stator du générateur peut ainsi être garanti à tout moment. L'AGT réduit considérablement le nombre d'heures nécessaires à un technicien de maintenance pour inspecter et analyser ce paramètre de fonctionnement critique. Des tests pratiques récents ont montré qu'il était possible de réduire jusqu'à 90 % les heures de travail.

Entrefer du générateur 101

L'entrefer est la distance entre le rotor et le stator d'un grand générateur électrique. Cet entrefer est très petit par rapport à la taille du rotor. Il détermine en grande partie l'efficacité du générateur - plus il est petit, plus le générateur peut fournir de puissance électrique. Sa mesure, avec des valeurs de tolérance très faibles, est décisive pour éviter d'endommager le générateur et pour maintenir son efficacité à long terme. La mesure statique de l'entrefer est nécessaire lors de la première installation, lors des contrôles de maintenance réguliers ainsi que lors du remontage du générateur après des travaux de maintenance importants.

La figure 1 est une vue en coupe d'un modèle de générateur exemplaire. La flèche pointe vers l'entrefer entre la bobine statorique rectangulaire à gauche et le rotor à droite. Cet entrefer est généralement mesuré sur des pôles individuels, par le haut et par le bas.

La figure 2 montre la face supérieure d'un générateur typique de 100 KVA avec la plaque de recouvrement retirée. Les mesures d'entrefer sont effectuées entre les pôles noirs du rotor à gauche et les bobines rouges du stator à droite.

Fonctionnement de l'outil

Il existe de nombreux capteurs pour la surveillance dynamique de l'entrefer lorsque le générateur tourne. Cependant, les outils typiques pour la mesure statique de l'entrefer avant la rotation du générateur, appelés "parallèles", effectuent la mesure mécaniquement - un processus très long.

L'AGT peut effectuer cette mesure statique de manière électronique. Pour ce faire, il suffit d'insérer l'extrémité à ressort de la robuste sonde de mesure dans l'espace entre le rotor et le stator. La compression des ressorts pour s'adapter à l'espace est mesurée en temps réel par une bobine de détection à courants de Foucault qui se trouve entre les ressorts.

Les ressorts de compression sont suffisamment larges pour tenir compte de la variabilité des différents enroulements du rotor et du stator. L'appareil peut ainsi être utilisé pour différentes tailles et modèles de bobines sans adaptation.

L'électronique de traitement des signaux située à l'extrémité de la poignée de l'appareil de mesure traduit avec précision le changement d'inductance dans la bobine du capteur en une distance - disponible en unités métriques ou en pouces - et la transmet sans fil à l'appareil portable de l'utilisateur. Comme les "parallèles", l'AGT peut être utilisé dans n'importe quelle orientation, horizontale ou verticale, selon la construction du générateur. L'AGT est alimenté par une batterie rechargeable à longue durée de vie, qui permet jusqu'à huit heures de fonctionnement entre les recharges.

Les ressorts de compression sont situés sur la partie inférieure de l'appareil, tandis que l'électronique de traitement du signal se trouve sur la partie supérieure. Il est équipé en son centre de cales réglables afin de garantir une profondeur d'insertion constante (si la conception du rotor et du stator le permet). Elles peuvent être facilement retirées par l'utilisateur ou réglées en fonction de la profondeur requise.

Solution complète en réseau

Les distances mesurées sont affichées et enregistrées dans une application facile à utiliser, disponible pour les appareils iOS et Android. Dans une utilisation typique, l'utilisateur A positionne l'outil entre les pôles du rotor et du stator. L'utilisateur B enregistre ensuite les données via l'application mobile, soit par commande vocale, soit en touchant le bouton "Write Point" sur l'appareil mobile. L'application numérote ensuite les points de données en continu et les enregistre, de sorte que l'opérateur n'a plus besoin d'enregistrer manuellement. Les données peuvent être affichées dans l'application et téléchargées sur un PC pour être enregistrées et analysées. Cette fonction de téléchargement permet à l'opérateur de gagner beaucoup de temps et d'éviter d'éventuelles erreurs lors de la saisie manuelle des données.

Simplification de la complexité

Des tests récents effectués dans une grande centrale hydroélectrique américaine ont montré que le temps de mesure pouvait être considérablement réduit par rapport aux parallèles utilisées auparavant. Les mesures avec les parallèles nécessitaient deux heures pour vérifier un contact sur trois, alors que les mesures avec l'AGT ne prenaient que 30 minutes - mais cela pour les 84 pôles. Comme les données étaient collectées à la fois au-dessus et au-dessous du rotor, l'AGT a permis de gagner trois heures.

Dans le même établissement, l'opérateur a rapidement téléchargé les données de l'application dans une feuille de calcul Excel et a créé le graphique radar présenté à gauche. Les données sont affichées avec le numéro de contact réel. Deux ensembles de données ont été enregistrés par deux utilisateurs différents afin de vérifier la répétabilité des mesures. Comme on peut le constater, les résultats sont cohérents.

Quelle: GlobalSpec / Kaman Precision Measuring Systems