По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 621.3:656.56

Исследование условий эксплуатации приводных электродвигателей газоперекачивающих агрегатов

Бугрезов А.Б. ведущий инженер, ООО «ТСН-электро», г. Нижний Новгород
Проскуряков Д. В. ведущий инженер, ООО «ТСН-электро», г. Нижний Новгород
Крюков О.В. д-р техн. наук, зам. директора по науке, ООО «ТСН-электро», г. Нижний Новгород

Представлены результаты исследований по изучению статистики отказов и параметров основных эксплуатационных факторов, влияющих на повреждаемость электроприводных газоперекачивающих агрегатов магистрального транспорта газа. Показано, что наибольшее количество отказов технологических установок связано с электрическим пробоем изоляции в пазовой части статорной обмотки высоковольтного электродвигателя переменного тока. Представлены объективные факты, подтверждающие существенное влияние частичных разрядов в высоковольтной изоляции синхронного двигателя на долговечность и параметры повреждаемости в статических и динамических режимах. Предложены рекомендации по увеличению ресурса приводных двигателей и повышению их энергоэффективности на компрессорных станциях.

Литература:

1. Пужайло А.Ф. и др. Энергосбережение и автоматизация электрооборудования компрессорных станций / Под ред. О.В. Крюкова. – Н. Новгород: Вектор ТиС, 2010. – 570 с.

2. Крюков О.В., Степанов С.Е. Модернизация систем управления ЭГПА в условиях действующих компрессорных станций // В сб.: Проблемы автоматизации и управления в технических системах. МНТК / под ред. М.А. Щербакова, 2013. – С. 29–32.

3. Kryukov O.V., Blagodarov D.A., Dulnev N.N., Safonov Y.M., Fedortsov N.N., Kostin A.A. Intelligent control of electric machine drive systems // В сб.: 2018 10th International Conference on Electrical Power Drive Systems, ICEPDS 2018. – Conference Proceedings 10. – 2018. – Р. 8571670.

4. Крюков О.В. Комплексный анализ условий эксплуатации ЭГПА // Компрессорная техника и пневматика. – 2013. – № 4. – С. 14–19.

5. Крюков О.В., Степанов С.Е., Серебряков А.В. Современный подход к организации ремонта по данным прогноза технического состояния и ресурса электрооборудования // Газовая промышленность. – 2017. – № 8 (756). – С. 84–89.

6. Репин Д.Г., Крюков О.В. Концепты системы мониторинга технического состояния компрессорных станций // Контроль. Диагностика. – 2017. – № 12. – С. 30–35.

7. Крюков О.В., Степанов С.Е., Серебряков А.В. Современный подход к организации ремонта по данным прогноза технического состояния и ресурса электрооборудования // Газовая промышленность. – 2017. – № 8 (756). – С. 84–89.

8. Воеков В.Н., Мещеряков В.Н., Крюков О.В. Вентильный электропривод для погружных нефтяных насосов с импульсным повышающим преобразователем напряжения в звене постоянного тока ПЧ и релейным управлением инвертором напряжения // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Энергетика. – 2020. – Т. 20. – № 2. – С. 110–119.

9. Крюков О.В. Регулирование производительности электроприводных газоперекачивающих агрегатов преобразователями частоты // Компрессорная техника и пневматика. – 2013. – № 3. – С. 21–26.

10. Васенин А. Б., Крюков О. В. Энергоэффективные и экологичные установки воздушного охлаждения // В сб.: Великие реки' 2017. Труды научного конгресса XIX МНПФ. НГАСУ, 2017. – С. 93–96.

11. Кононенко А.Б., Косоротов А.А., Крюков О.В. Расширение функциональных возможностей автоматизации и мониторинга распределительных устройств КТП «Каскад» // Автоматизация и IT в энергетике. – 2020. – № 12. – С. 26–31.

12. Груздев В.В., Волков А.С., Крюков О.В. Методологический подход к прогнозированию технического состояния трансформаторов распределительных устройств // Автоматизация и IT в энергетике. – 2021. – № 1 (138). – С. 14–19.

13. Belousov A.S., Meshcheryakov V.N., Valtchev S., Kryukov O.V. Development of a control algorithm for three-phase inverter in two-phase electric drives reducing the number of commutations // В сб.: Proceedings – 2019 1st International Conference on Control Systems, Mathematical Modelling, Automation and Energy Efficiency, SUMMA 2019. – 2019. – Р. 444–449.

14. Крюков О.В., Мещеряков В.Н., Гуляев И.В. Электроприводы на основе машины двойного питания и асинхронного вентильного каскада с преобразователями в цепях статора и ротора. – Саранск, 2020.

15. Крюков О.В., Серебряков А.В. Активноадаптивные алгоритмы управления и мониторинга автономными энергетическими комплексами // В сб.: Пром-Инжиниринг. Труды II МНТК. ЮУрГУ. 2016. – С. 286–290.

16. Реализованные проекты ООО «ТСНэлектро». – Режим доступа: https://www. tcn-nn.ru/

17. Крюков О.В., Степанов С.Е. Новые конструкции электроприводных ГПА // В сб.: Труды XVII Международной конференции «Электромеханика, Электротехнологии, Электротехнические материалы и компоненты». – М.: МЭИ (ТУ), 2018. – С. 177–180.

18. Крюков О.В. Моделирование и микропроцессорная реализация электромеханических систем // Электротехника: сетевой электронный научный журнал. – 2015. – № 3. – С. 55–61.

19. Мещеряков В.Н., Ласточкин Д.В., Крюков О.В. Приложения теории нечетких множеств для обработки данных и задач прогнозирования в системах АЭП // В сб.: Современные сложные системы управления. Материалы XII МНПК. – 2017. – С. 153–158.

20. Крюков О.В. Алгоритмы быстрого преобразования Уолша в микропроцессорных системах управления электроприводом // Известия вузов. Электромеханика. – 2005. – № 4. – С. 39–44.

21. Воронков В.И., Рубцова И.Е., Крюков О.В. Электроснабжение и электрооборудование линейных потребителей МГ // Газовая промышленность. – 2010. – № 3. – С. 32–37.

22. Васенин А.Б., Степанов С.Е., Крюков О.В. Методология и средства оперативного мониторинга электродвигателей на КС // Контроль. Диагностика. – 2019. – № 11. – С. 52–58.

23. Kryukov O.V., Gulyaev I.V., Teplukhov D.Y. Method for stabilizing the operation of synchronous machines using a virtual load sensor // Russian Electrical Engineering. – 2019. – Vol. 90. – N 7. – Pp. 473–478.

24. Крюков О. В., Серебряков А. В. Экологические направления электроснабжения и задачи энергосбережения при реконструкции объектов // Электрооборудование: эксплуатация и ремонт. – 2015. – № 8. – С. 23–33.

25. Kryukov O.V., Serebryakov A.V. Energy efficient power supply systems of oil and gas pipelines electric drives // Bulletin of South Ural State University. Series: Power Engineering. – 2017. – Vol. 17. – N 3. – P. 102–110.

26. Крюков О.В. Прогнозирование теплового режима двигателей СТД-12500 методом спектрального анализа // В сб.: Актуальные проблемы электроэнергетики. Сб. научнотехнических статей XXXII региональной НТК. – Н. Новгород, 2013. – С. 140–146.

27. Крюков О.В. Коммуникационная среда передачи данных сети ЕTHERNET на полевом уровне различных объектов // Автоматизация в промышленности. – 2012. – № 12. – С. 26–30.

28. Крюков О.В. Комплексный анализ условий эксплуатации электродвигателей ГПА // Компрессорная техника и пневматика. – 2013. – № 4. – С. 14–19.

29. Ziuzev A., Metelkov V., Kryukov O. Analysis and simulation of thermodynamic processes in high-powered AC electric motors // В сб.: 2020 11th International Conference on Electrical Power Drive Systems, ICEPDS 2020. – Proceedings. 11. – 2020. – Р. 9249327.

30. Valtchev S., Kryukov O.V., Meshcheryakov V.N., Belousov A.S. Comparative analysis of electric drives control systems applied to twophase induction motors // В сб.: Proceedings – 2020 2nd International Conference on Control Systems, Mathematical Modeling, Automation and Energy Efficiency, SUMMA 2020. 2. – 2020. – Р. 918–922.

Магистральный транспорт газа по Единой системе газоснабжения (ЕСГ) России осуществляется посредством компрессорных станций (КС) с применением газоперекачивающих агрегатов разных типов и мощностей, часть из которых (более 700 шт.) составляют электроприводные газоперекачивающие агрегаты (ЭГПА) [1–3].

Обладая более простой конструкцией, ЭГПА имеют более высокие показатели надежности и энергоэффективности, чем газотурбинные ГПА. Однако необходимо учитывать, что вынужденный или аварийный останов любого нагнетателя магистрального газопровода ведет не только к большим затратам на ремонтно-восстановительные работы [4–7], но и снижению производительности газопровода в целом, при отсутствии необходимых резервов на КС, а также значительным потерям топливного газа, электроэнергии и ГСМ.

Несмотря на более чем полувековую историю проектирования и создания мощных электроприводов турбокомпрессоров для транспорта газа, исследования по повышению экономической эффективности, экологичности и надежности их работы в рамках КС продолжаются и сегодня [8–12]. Вопросам повышения надежности, живучести и долговечности оборудования КС магистральных газопроводов как дорогостоящих объектов повышенной опасности в отрасли уделялось большое внимание, поскольку материальный, социальный и экологический ущерб (а иногда и политический резонанс) от аварий и нештатных ситуаций несопоставим с другими производствами и технологическими процессами. В первую очередь это относится к цифровым подстанциям (рис. 1), электроприводам нагнетателей КС, которые отличаются высокими предельными мощностями (до 50 МВт), сложной и уникальной системой вспомогательного оборудования и значительными материальными затратами на ремонт и восстановление работоспособного состояния.

К настоящему времени разработано немало теоретически обоснованных универсальных методов диагностики технического состояния оборудования, включая и электрические машины [13– 17]. Разработаны и действуют отраслевые стандарты и регламенты по диагностике электрооборудования КС.

Для Цитирования:
Бугрезов А.Б., Проскуряков Д. В., Крюков О.В., Исследование условий эксплуатации приводных электродвигателей газоперекачивающих агрегатов. Электроцех. 2022;6.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: