ИССЛЕДОВАНИЕ КОМПЛЕКСА ПАРАМЕТРОВ ВИБРАЦИИ И  ВНЕШНЕГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ В ЗАДАЧАХ ДИАГНОСТИКИ  СИНХРОННЫХ ГЕНЕРАТОРОВ ГАЗОПОРШНЕВЫХ АГРЕГАТОВ

А.В. Зайниев

doi:10.14529/power250105

Авторы

А.В. Зайниев Уфимский государственный нефтяной технический университет

DOI:

https://doi.org/10.14529/power250105

Ключевые слова:

вибродиагностика, внешнее магнитное поле, синхронный генератор, газопоршневой агрегат, датчик Холла, виброанализатор, быстрое преобразование Фурье

Аннотация

Вибродиагностика вращающихся электрических машин довольно хорошо изучена и получила широкое распространение, так как показатели вибрации непосредственно зависят от электрического и механического состояния машины. Однако, как показал ряд исследований, анализ только параметров вибрации не всегда позволяет поставить точный диагноз. Это особенно актуально для газопоршневых агрегатов, в которых значительно влияние вибрации двигателя внутреннего сгорания на синхронный генератор переменного тока. Целью исследования являлось повышение достоверности результатов вибродиагностики находящихся в эксплуатации газопоршневых агрегатов с синхронными генераторами с возбуждением от постоянных магнитов. Предложен комплекс диагностики газопоршневых агрегатов по параметрам вибрации и внешнего магнитного поля генератора. Исследование проводилось на работающей газопоршневой электростанции, состоящей из шести агрегатов единичной мощностью 2 МВт, работающих параллельно с сетью. С помощью переносного виброанализатора «Корсар+» были проведены замеры среднеквадратичного значения вибрации в контрольных точках двигателей внутреннего сгорания и синхронных генераторов, анализ полученных спектров и постановка предварительного диагноза состояния. Для уточнения диагноза были проведены измерения внешнего магнитного поля синхронных генераторов с использованием измерителя напряженности электрических и магнитных полей «П3-80», анализ амплитудных значений напряженности магнитного поля и спектральных характеристик, полученных путем быстрого преобразования Фурье. Полученные результаты показали зависимость спектрального состава напряженности внешнего магнитного поля от наличия дефектов в обмотках генератора переменного тока и позволили повысить достоверность постановки диагноза за счет однозначного определения источника повышенной вибрации.

Скачивания

Данные скачивания пока недоступны.

Биография автора

А.В. Зайниев, Уфимский государственный нефтяной технический университет

аспирант кафедры электротехники и электрооборудования предприятий

Библиографические ссылки

Зайниев А.В., Шайдуллин В.Ф., Хакимьянов М.И. Анализ современных методов диагностирования га-зопоршневых агрегатов с синхронными генераторами на объектах добычи нефти // Электротехнические и ин-формационные комплексы и системы. 2023. Т. 19, № 3. С. 133–144. DOI: 10.17122/1999-5458-2023-19-3-133-144

Зайниев А.В., Шайдуллин В.Ф., Хакимьянов М.И. Нейро-нечеткая модель оценки технического со-стояния газопоршневых агрегатов // Энергетические и электротехнические системы. Международный сборник научных трудов / под ред. Г.П. Корнилова, Ю.Н. Кондрашовой. Магнитогорск: Изд-во Магнито-горск. гос. техн. ун-та им. Г.И. Носова, 2023. Вып. 10. С. 108–117.

Geitner F.K., Bloch H.P. Machinery Failure Analysis and Troubleshooting. Butterworth Heinemann, 2012. 743 p. DOI: 10.1016/b978-0-12-386045-3.00001-5

Leffler J., Trnka P. Failures of Electrical Machines – Review // 2022 8th International Youth Conference on Energy (IYCE). Hungary, 2022. P. 1–4. DOI: 10.1109/IYCE54153.2022.9857519

Завидей В.И., Путилова И.В., Старшинов В.А. Современные методы мониторинга и техническо-го диагностирования электрических машин // Экспозиция Нефть Газ. 2023. № 4. С. 38–44. DOI: 10.24412/2076-6785-2023-4-38-44

Диагностика технического состояния электрооборудования систем электроснабжения / В.А. Шаба-нов, М.Г. Баширов, П.А. Хлюпин и др. Уфа: Нефтегазовое дело, 2012. 371 с.

Capolino G.-A., Antonino-Daviu J.A., Riera-Guasp M. Modern Diagnostics Techniques for Electrical Machines, Power Electronics, and Drives // IEEE Transactions on Industrial Electronics. 2015. Vol. 62, no. 3. P. 1738–1745. DOI: 10.1109/TIE.2015.2391186

Trends in Fault Diagnosis for Electrical Machines: A Review of Diagnostic Techniques / H. Henao, G.-A. Capolino, M. Fernandez-Cabanas et al. // IEEE Industrial Electronics Magazine. 2014. Vol. 8, no. 2. P. 31–42. DOI: 10.1109/MIE.2013.2287651

A review on data-driven fault severity assessment in rolling bearings / M. Cerrada, R.-V. Sánchez, C. Li et al. // Mechanical Systems and Signal Processing. 2018. Vol. 99. P. 169–196. DOI: 10.1016/j.ymssp.2017.06.012

Комбинирование методов вибродиагностики и частичных разрядов при диагностировании асин-хронных электродвигателей / А.В. Костюков, С.Н. Бойченко, А.В. Щелканов и др. // Россия молодая: пере-довые технологии – в промышленность. 2017. № 1. С. 28–32.

Methods of Condition Monitoring and Fault Detection for Electrical Machines / K. Kudelina, B. Asad, T. Vaimann et al. // Energies. 2021. Vol. 14. P. 7459. DOI: 10.3390/en14227459

Rotor Fault Diagnostic of Inverter Fed Induction Motor Using Frequency Analysis / B. Asad, T. Vaimann, A. Belahcen et al. // 2019 IEEE 12th International Symposium on Diagnostics for Electrical Machines, Power Electronics and Drives (SDEMPED). Toulouse, France, 2019. P. 127–133. DOI: 10.1109/DEMPED.2019.8864903

Static and dynamic eccentricity fault diagnosis of large salient pole synchronous generators by means of external magnetic field / H. Ehya, A. Nysveen, R. Nilssen, Y. Liu // IET Electric Power Applications. 2021. Vol. 15 (7). P. 890–902. DOI: 15.10.1049/elp2.12068

Полищук В.И., Хамухин А.А. Выявление витковых замыканий обмотки ротора синхронного гене-ратора на основе вейвлет-анализа магнитных потоков рассеяния // Известия Томского политехнического университета. 2013. Т. 323, № 5. С. 85–93.

Метод диагностики дефектов синхронных генераторов по изменениям внешнего электромагнитного поля / Ю.Б. Казаков, А.Н. Морозов, А.П. Океанский, Е.А. Шумилов // Вестник Ивановского государственного энергетического университета. 2019. Вып. 1. С. 55–61. DOI: 10.17588/2072-2672.2019.1.055-061

Лукьянов А.В., Мухачев Ю.С., Бельский И.О. Исследование комплекса параметров вибрации и внешнего магнитного поля в задачах диагностики асинхронных электродвигателей // Системы. Методы. Технологии. 2014. № 2 (22). С. 61–69.

Зайниев А.В., Шайдуллин В.Ф., Хакимьянов М.И. Определение надежности элементов газопорш-невых агрегатов методом анализа иерархий // Электротехнические и информационные комплексы и системы. 2023. № 4. Т. 19. С. 108–119. DOI: 10.17122/1999-5458-2023-19-4-108-119

Русов В.А. Диагностика дефектов вращающегося оборудования по вибрационным сигналам. Пермь: Вибро-Центр, 2012. 252 с.

LEBW4972-00. Vibration. Application and installation guide. Caterpillar. 2015.

ISO 8528-9:2017. Reciprocating internal combustion engine driven alternating current generating sets. Part 9: Measurement and evaluation of mechanical vibrations.

ISO 13373-2:2005. Condition monitoring and diagnostics of machines – Vibration condition monitoring. Part 2: Processing, analysis and presentation of vibration data.

Гольдин А.С. Вибрация роторных машин. М.: Машиностроение, 1999. 344 с.