По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 62-52-83:656.56

Сравнительная оценка новых методов прогнозирования технического состояния электрооборудования ответственных потребителей

Васенин А.Б. инженер-проектировщик 1-й категории, АО «Гипрогазцентр», г. Нижний Новгород
Степанов С.Е. канд. техн. наук, ведущий инженер, АО «Гипрогазцентр», г. Нижний Новгород

Рассмотрены вопросы проектирования эффективных систем оперативной диагностики и прогнозирования технического состояния электроприводов мегаваттного класса. Разработана методология искусственных нейронных сетей для получения прогнозных моделей высоковольтных синхронных машин. Приведены примеры прогнозирования состояния и анализ спектрального состава питающего напряжения методом рядов. Результаты анализа состояний машин позволили выработать рекомендации по применению новых прогностических методов.

Литература:

1. Пужайло А.Ф. и др. Энергосбережение и автоматизация электрооборудования компрессорных станций / Под ред. д-ра техн. наук О.В. Крюкова. – Н. Новгород: Вектор ТиС, 2010.

2. Запевалов Д.Н., Маянц Ю.А., Елфимов А.В. Актуальные вопросы совершенствования нормативной документации для объектов нефтегазового комплекса // Научно-технический вестник ОАО «НК "Роснефть"». – 2016. – № 2. – С. 90–93.

3. Петров Н.Г., Долганов М.Л., Запевалов Д.Н. Развитие отраслевого комплекса нормативных документов «Защита от коррозии» // Территория Нефтегаз. – 2009. – № 12. – С. 38–39.

4. Крюков О.В., Степанов С.Е., Титов В.Г. Встроенные системы мониторинга технического состояния электроприводов для энергетической безопасности транспорта газа // Энергобезопасность и энергосбережение. – 2012. – № 2. – С. 5–10.

5. Серебряков А.В., Крюков О.В. Интеллектуальные энергетические установки для автономных систем электроснабжения. – Нижний Новгород: НГТУ, 2014. – 135 с.

6. Крюков О.В., Васенин А.Б. Функциональные возможности энергетических установок удаленных объектов // Электрооборудование: эксплуатация и ремонт. – 2014. – № 2. – С. 50–56.

7. Аникин Д.А., Рубцова И.Е., Крюков О.В., Киянов Н.В. Проектирование систем управления электроприводными ГПА // Газовая промышленность. – 2009. – № 2. – С. 44–47.

8. Крюков О.В. Интеллектуальные электроприводы с IT-алгоритмами // Автоматизация в промышленности. – 2008. – № 6. – С. 36–39.

9. Рубцова И.Е., Крюков О.В., Степанов С.Е. Нейро-нечеткие модели мониторинга синхронных машин большой мощности // В сб.: Материалы VI Междунароной научно-технической конференции «Управление и информационные технологии» УИТ-2010. – СПб., 2010. – С. 160–162.

10. Степанов С.Е., Крюков О.В. К выбору методов мониторинга электроприводов энергетических объектов // Электротехника: СЭНЖ. – 2015. – Т. 2. – № 4. – С. 53–61.

11. Крюков О.В., Краснов Д.В. Перспективы применения ПЧ для регулирования производительности ЭГПА // Газовая промышленность. – 2014. – № 6. – С. 86–89.

12. Крюков О.В. Регулирование производительности ЭГПА преобразователями частоты // Компрессорная техника и пневматика. – 2013. – № 3. – С. 21–24.

13. Бабичев С.А., Захаров П.А., Крюков О.В. Мониторинг технического состояния приводных электродвигателей ГПА // Контроль. Диагностика. – 2009. – № 7. – С. 33–39.

14. Крюков О.В., Степанов С.Е. Повышение устойчивости работы электроприводов центробежных нагнетателей на компрессорных станциях ОАО «Газпром» // Газовая промышленность. – 2014. – № 8 (710). – С. 50–56.

15. Крюков О.В. Встроенная система диагностирования и прогнозирования работы асинхронных электроприводов // Известия вузов. Электромеханика. – 2005. – № 6. – С. 43–46.

16. Захаров П.А., Крюков О.В. Принципы инвариантного управления электроприводами газотранспортных систем при случайных возмущениях // Вестник ИГЭУ. – 2008. – № 2. – С. 98–103.

17. Babichev S.A., Bychkov E.V., Kryukov O.V. Analysis of technical condition and safety of gas-pumping units // Russian Electrical Engineering. – 2010. – Т. 81. – Р. 489–494.

18. Крюков О.В., Репин Д.Г. Системы оперативного мониторинга технического состояния энергоустановок для энергетической безопасности компрессорных станций // Газовая промышленность. – 2014. – № 712. – С. 84–87.

19. Крюков О.В., Киянов Н.В. Электрооборудование и автоматизация водооборотных систем предприятий с вентиляторными градирнями: монография. – Н. Новгород: НГТУ, 2007. – 260 с.

20. Степанов С.Е., Крюков О.В., Плехов А.С. Принципы автоматического управления возбуждением синхронных машин газокомпрессорных станций // Автоматизация в промышленности. – 2010. – № 6. – С. 29–31.

21. Васенин А.Б., Крюков О.В. Проектирование электромеханической части и систем управления энергетических установок ГТП // Известия ТГУ. Техн. науки. – 2011. – № 5-1. – С. 47–51.

22. Серебряков А.В., Крюков О.В., Васенин А.Б. Нечеткие модели и алгоритмы управления энергетическими установками // В сб.: Материалы конференции «Управление в технических, эргодических и сетевых системах» / Под ред. С.Н. Васильева. – 2012. – С. 467–469.

23. Крюков О.В. Энергоэффективные электроприводы ГПА на базе интеллектуальных систем управления и мониторинга // Дисс. д-ра техн. наук. – М.: АО «Корпорация ВНИИЭМ», 2015.

24. Крюков О.В. Синтез и анализ электроприводных агрегатов компрессорных станций при стохастических возмущениях // Электротехника. – 2013. – № 3. – С. 22–27.

25. Крюков О.В. Частотное регулирование производительности электроприводных ГПА // Электрооборудование: эксплуатация и ремонт. – 2014. – № 6. – С. 39–43.

26. Крюков О.В., Титов В.Г. Анализ пусковых режимов электроприводных газоперекачивающих агрегатов // Известия вузов. Электромеханика. – 2012. – № 3. – С. 29–35.

27. Серебряков А.В., Крюков О.В. Универсальная система мониторинга электродвигателей ГПА // Известия вузов. Электромеханика. – 2016. – № 4 (546). – С. 74–81.

В настоящее время значительная часть электроприводов большой мощности обслуживает технологические установки систем, относящихся к категории опасных производственных объектов [1–3].

Требования обеспечения гарантированной надежности их функционирования и ресурса во всех режимах приобретает приоритетное значение, обуславливая разработку достоверных и оперативных систем мониторинга их состояния [4–6]. Современные автоматизированные электроприводы (АЭП) как объекты диагностики представляют собой пространственно-распределенные технические системы с различной физикой процессов в элементах [7, 8]. Для идентификации их технического состояния сегодня используется большое количество методов оценки и прогнозирования их технического состояния (рис. 1) [9–12].

В этой связи актуальной задачей является адекватное сопоставление новых методов оценки ресурса и прогнозирования состояния высоковольтных АЭП ответственных технологических агрегатов.

Для реализации этой задачи рассмотрены АЭП с электродвигателями типа СТД-12500-2 и СДГ-12500 мощностью 12,5 МВт, выполнены измерения основных эксплуатационных факторов их работы в различных режимах работы в условиях действующих технологических систем и сформирована статистическая база по наиболее характерным видам повреждений [13–16]. Проведен комплексный анализ и определены 4 группы эксплуатационных факторов [17–19], влияющих на ресурс электродвигателей АЭП: нагрев изоляции обмоток статора, изменения параметров питающего напряжения, электродинамические нагрузки в стержнях и частичные разряды в изоляции обмоток.

Из классификационной схемы рис. 1 выделенные методы 1.2, 2.1 и 3.1 были подробно описаны ранее в работах авторов [20–22]. Поэтому в рамках данной статьи остановимся на новых методах 3.2 и 3.3.

Одним из эффективных методов мониторинга и прогнозирования технического состояния АЭП, как и других электромеханических систем с мегаваттными машинами (рис. 2), является хорошо апробированный в некоторых технических системах математический аппарат автоматизированной настройки параметров диагностических алгоритмов на основе искусственных нейронных сетей (ИНС), объединенных в систему принятия решений (СПР) по идентификации различных дефектов [23–25].

Для Цитирования:
Васенин А.Б., Степанов С.Е., Сравнительная оценка новых методов прогнозирования технического состояния электрооборудования ответственных потребителей. Электрооборудование: эксплуатация и ремонт. 2018;9.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: