Автоматизация процессов диагностики асинхронных электродвигателей на компрессорных станциях
О.В. Крюков, А.Р. Колганов, И.В. Гуляев
Вестник ИГЭУ, 2025 г. выпуск 4, сс. 76—84
Скачать PDF
Состояние вопроса. Статистический анализ критических дефектов приводных агрегатов компрессорных станций показывает, что основными причинами выхода из строя двигателей являются неисправности подшипников и обмоток статоров. Существующие системы диагностики технического состояния приводных электродвигателей, построенные по устаревшим методикам автономного измерения электрических, механических и тепловых параметров, не обеспечивают получения достоверных результатов. В связи с этим создание комплексной системы оперативной диагностики асинхронных электродвигателей является актуальным.
Материалы и методы. Для выявления повреждений электродвигателя использован метод спектрального анализа тока статора и его программно-аппаратная реализация.
Результаты. Предложены метод достоверного определения причин повреждений электродвигателей по спектральному составу гармоник тока и устройство его реализации, позволяющие своевременно, на ранних стадиях выявлять многие дефекты электродвигателей и приводных механизмов, а именно: локализацию повреждений электрических частей статора и ротора; эксцентриситет; износ подшипников; несоосность валов двигателя и механизма, ременных и зубчатых передач, рабочих узлов (лопастей и поршней) компрессоров.
Выводы. Использование разработанной универсальной системы диагностики технического состояния электродвигательных устройств компрессорных станции позволяет сокращать трудозатраты на поиск неисправностей электродвигателей и приводных механизмов, выявлять на ранних стадиях дефекты оборудования, эффективно планировать ремонтные работы, повышать энергоэффективность энергетического оборудования.
1. Энергосбережение и автоматизация электрооборудования компрессорных станций / А.Ф. Пужайло, Е.А. Спиридович, В.И. Воронков и др. – Н. Новгород: Вектор ТиС, 2010. – Т. 1. – 570 с.
2. Babichev S.A., Bychkov E.V. Analysis of technical condition and safety of gas-pumping units // Russian Electrical Engineering. – 2007. – Vol. 81. – P. 489–492.
3. Зюзев А.М., Метельков В.П., Михальченко С.Г. Оценка теплового состояния электродвигателей переменного тока на КС МГ // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2021. – Т. 332, № 1. – С. 88–96.
4. Васенин А.Б., Степанов С.Е. Методология и средства оперативного мониторинга электродвигателей на КС // Контроль. Диагностика. – 2019. – № 11. – С. 52–58.
5. Степанов С.Е., Бычков Е.В. Опыт применения частотно-регулируемого привода вентиляторов аппаратов воздушного охлаждения газа // Труды IX Междунар. (XX Всерос.) конф. АЭП-2016. – Пермь, 2016. – С. 428–432.
6. Васенин А.Б. Энергоэффективные и экологичные установки воздушного охлаждения // «Великие реки 2017». Труды XIX Междунар. науч.-промышл. форума: в 3 т. – Н. Новгород: НГАСУ, 2017. – С. 93–96.
7. Энергосбережение и автоматизация электрооборудования компрессорных станций / А.Ф. Пужайло, Е.А. Спиридович, В.И. Воронков и др. – Н. Новгород: Вектор ТиС, 2011. – Т. 2. – 664 с.
8. Крюков О.В. Мониторинг условий эксплуатации электродвигателей газоперекачивающих агрегатов // Контроль. Диагностика. – 2016. – № 12. – С. 50–58.
9. Киянов Н.В. Решение задач промышленной экологии средствами электрооборудования и АСУТП // Автоматизация в промышленности. – 2009. – № 4. – С. 29–34.
10. Репин Д.Г. Системы оперативного мониторинга состояния энергоустановок для энергетической безопасности КС // Газовая промышленность. – 2014. – № S(712). – С. 84–90.
11. Крюков О.В. Энергоэффективные электроприводы ГПА на базе интеллектуальных систем управления и мониторинга: дис. … д-ра техн. наук. – М.: АО «Корпорация ВНИИЭМ», 2015.
12. Kryukov O.V. Scientific background for the development of intelligent electric drives for oil and gas process units // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Энергетика. – 2017. – Т. 17, № 1. – С. 56–62.
13. Гуляев И.В., Степанов С.Е., Васенин А.Б. Разработка прикладного программного обеспечения для системы геотехнического мониторинга газопроводов // Контроль. Диагностика. – 2022. – Т. 25, № 6(288). – С. 48–59.
14. Рубцова И.Е., Степанов С.Е. Нейро-нечеткие модели и алгоритмы управления и мониторинга машин большой мощности // Материалы VI НТК «Управление и информационные технологии» (УИТ-2010) ОАО «Концерн ЦНИИ “Электроприбор”». – СПб., 2010. – С. 160–162.
15. Степанов С.Е. Модернизация систем управления ЭГПА в условиях, действующих КС // Проблемы автоматизации и управления в технических системах. МНТК / под ред. М.А. Щербакова. – Пенза: Пензенский государственный университет, 2013. – С. 29–32.
16. Крюков О.В. Опыт проектирования АСУ ТП нефтеперекачивающих станций магистральных нефтепроводов // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. – 2017. – № 1. – С. 2–7.
17. Степанов С.Е. Выбор методов мониторинга и прогнозирования технического состояния автоматизированных электроприводов энергетических объектов // Контроль. Диагностика. – 2018. – № 11. – С. 32–39.
18. Бабичев С.А., Захаров П.А. Автоматизированная система оперативного мониторинга приводных двигателей // Автоматизация в промышленности. – 2009. – № 6. – С. 3–6.
19. Захаров П.А., Киянов Н.В. Встроенная система диагностирования и прогнозирования электродвигателей // Контроль. Диагностика. – 2008. – № 11. – С. 43–49.
20. 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.
21. Репин Д.Г. Концепты систем мониторинга технического состояния компрессорных станций // Контроль. Диагностика. – 2017. – № 12. – С. 30–35.
22. Воронков В.И., Рубцова И.Е. Основные экологические направления и задачи энергосбережения при проектировании объектов ОАО «Газпром» // Газовая промышленность. – 2013. – № 7(693). – С. 74–78.
23. Мониторинг и прогнозирование технического состояния электромеханических систем энергетики / Л.А. Макриденко, С.Н. Волков, А.П. Сарычев, Н.О. Кобельков. – М.: АО «ВНИИЭМ», 2017.
24. Захаров П.А., Киянов Н.В. Встроенная система диагностирования и прогнозирования электроприводных ГПА // Контроль. Диагностика. – 2008. – № 11. – С. 43–49.
25. Гуляев И.В., Теплухов Д.Ю. Байесовские модели принятия решений при техническом обслуживании АЭП // Известия вузов. Электромеханика. – 2022. – № 3. – С. 49–55.