Анализ интенсивности отказов частотно-регулируемых электроприводов районных тепловых станций при нарушениях электроснабжения

В. Р. Храмшин
Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова

К. Э. Одинцов
Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова

А. Р. Губайдуллин
Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова

О. И. Карандаева
Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова

Ю. Н. Кондрашова
Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова


Аннотация


Рассматривается проблема снижения отказоустойчивости частотно-регулируемого электропривода (ЧРП) при нарушениях электроснабжения. Подчеркнуто, что массовое внедрение ЧРП усугубляет проблему аварийных остановок энергоагрегатов тепловых предприятий при нарушениях электроснабжения: провалах напряжения либо кратковременных (1–3 с) отключениях. Причинами этого являются снижение темпа разгона электропривода при восстановлении питающего напряжения, а также увеличение длительности перерывов в работе электродвигателей. Приведены диаграммы, характеризующие процессы при нарушении электропитания ЧРП, поясняющие данный вывод. Представлены результаты мониторинга количества и длительности провалов напряжения на секциях РУ-10 кВ районной тепловой станции, приводящих к сбою в работе ЧРП. Показано, что наибольшее количество отклонений имеет длительность от 0,2 до 0,6 с. Кроме того, нарушения по разным вводам в большинстве случаев не совпадают по времени, поэтому полного отключения потребителя не происходит. Представлены данные о количестве отключений частотно-регулируемого и нерегулируемого электроприводов дымососов котлов КВГМ-100 пиковой котельной г. Магнитогорска, зафиксированных в период с 2005 по 2013 гг. Приведен алгоритм и представлена информация о разработанной программе расчета интенсивности отказов электрооборудования. В результате выполненных расчетов определено среднее количество отключений в год, составляющее для ЧРП и нерегулируемого электропривода 8 случаев и 3 случая, соответственно. Подчеркнуто, что эти данные соответствуют результатам, полученным с применением других методик анализа, а также опубликованным другими авторами. Отмечены разработки, выполненные авторским коллективом, по созданию частотно-регулируемых электроприводов, обеспечивающих повышенную устойчивость к нарушениям электроснабжения. Обоснована целесообразность разработки ЧРП с электропитанием от двух независимых вводов.

Ключевые слова


частотно-регулируемый электропривод; тепловая станция; нарушения электроснабжения; аварийные отключения; экспериментальные исследования; интенсивность; программа расчета; рекомендации.

Полный текст:

PDF

Литература


Almeida, A.T. Technical and economical considerations in the application of variable-speed drives with electric motor systems / A.T. Almeida, F.J.T.E. Ferreira, D. Both // IEEE Transactions on Industry Applications. – 2005. – Vol. 41, iss. 1. Jan.-Feb.

Semiconductor Converters of Electric Energy Electromagnetic and Electromechanical Processes in an Electric Drive under Frequency Converter Parallel Operation to Induction Motor / D.V. Belyaev, A.M. Veinger, G.B. Lazarev et al. // Russian Electrical Engineering. – 2007. – Vol. 78, no. 5. – P. 236–242.

Лазарев, Г.Б. Электромагнитная совместимость высоковольтных преобразователей частоты с системами электроснабжения и электродвигателями собственных нужд тепловых электростанций / Г.Б. Лазарев // Электротехника. – 2004. – № 10. – С. 33–42.

Тарасов, Д.В. Требования к частотно-регулируемым электроприводам насосов и вентиляторов при аварийных режимах в системе электроснабжения котельных / Д.В. Тарасов // Электрические станции. – 2006. – № 1. – С. 52–56.

Системы бесперебойного электропитания особо ответственных потребителей с частотно-регулируемым электроприводом / В.В. Ровнейко, Р.Р. Галлямов, Г.П. Корнилов и др. // Известия высших учебных заведений. Электромеханика. – 2011. – № 4. – С. 51–53.

Veinger, A.M. Study of Influence of Disturbances in Symmetry of Supply Voltage on Operation of High-Voltage Controlled Drives / A.M. Veinger, V.N. Medvedev // Russian Electrical Engineering. – 2009. – Vol. 80, no. 6. – P. 306–310.

Проблемы внедрения частотно-регулируемых электроприводов на ответственных механизмах тепловой электростанции / Ю.А. Крылов, И.А. Селиванов, А.С. Карандаев и др. // Известия высших учебных заведений. Электромеханика. – 2011. – № 4. – С. 19–25.

Энергосбережение в теплоэнергетическом хозяйстве города средствами регулируемого электропривода: моногр. / Ю.А. Крылов, В.Н. Медведев, А.С. Карандаев, Г.П. Корнилов. – Магнитогорск: Изд-во Магнитогор. гос. техн. ун-та им. Г.И. Носова. – 2012. – 202 с.

Карандаева, О.И. Повышение надежности электроприводов тепловой электростанции металлургического предприятия при внедрении преобразователей частоты: дис. … канд. техн. наук / О.И. Карандаева.  Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ». – 2011. – 172 с.

Пат. 110877 Российская Федерация, МПК Н02JP 9/06. Преобразователь частоты для электропривода непрерывного действия / А.С. Карандаев, Т.Р. Храмшин, Р.Р. Храмшин и др. – Опубл. 27.11.2011, БИМП № 33.

Пат. 120294 Российская Федерация, МПК Н02М 4/40. Преобразователь частоты для электропривода непрерывного действия / А.С. Карандаев, Т.Р. Храмшин, Р.Р. Храмшин и др. – Опубл. 24.04.2012, БИМП № 25.

Методика прогнозирования остаточного ресурса электрооборудования при эксплуатации /

К.Э. Одинцов, Ю.Н. Ротанова, О.И. Карандаева и др. // Известия ТулГУ. Технические науки.– 2010. – Вып. 3, ч. 1. – С. 192–198.

Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2011611133 Российская Федерация. Расчет показателей надежности электрооборудования / А.С. Карандаев, Ю.Н. Кондрашова, К.Э. Одинцов, О.И. Карандаева // ОБПБТ. – 2011. – № 2. – С. 275.

Методика расчета остаточного ресурса систем управления и защиты электроустановок / И.М. Ячиков, К.Н. Вдовин, К.Э. Одинцов и др. // Известия высших учебных заведений. Электромеханика. – 2011. – № 4. – С. 91–94.

Алгоритмы расчета ресурса систем управления и защиты электроустановок / И.М. Ячиков, К.Э. Одинцов, О.И. Карандаева и др. // Электроэнергетика глазами молодежи: сб. ст.: в 3 т. – Самара: СамГТУ, 2011. – Т. 2. – С. 275–280.

Алгоритм расчета интенсивности отказов электрооборудования / К.Э. Одинцов, И.М. чиков, С.А. Евдокимов и др. // Труды VII Международной (XVIII Всероссийской) научно-технической конференции по автоматизированному электроприводу. – Иваново: ФГОУ ВПО «Ивановский государственный энергетический университет». – 2012. – С. 64–69.

Расчет надежности электроприводов при внедрении преобразователей частоты / А.С. Карандаев, А.А. Шеметова, О.И. Карандаева, Г.В. Шурыгина // Известия высших учебных заведений. Электромеханика. – 2010. – № 1. – С. 59–64.

Крылов, Ю.А. Энергосбережение и автоматизация производства в теплоэнергетическом хозяйстве города. Частотно-регулируемый электропривод / Ю.А. Крылов, А.С. Карандаев, В.Н. Медведев. – СПб.: Лань, 2013. – 176 с.

Анализ надежности оборудования тепловой электростанции при внедрении преобразователей частоты / А.С. Карандаев, Г.П. Корнилов, О.И. Карандаева и др. // Вестник ЮУрГУ. Серия «Энергетика». – 2009. – Вып. 12, № 34 (167). – С. 16–22.

Применение логико-вероятностного метода для анализа надежности автоматизированных электроприводов / А.С. Карандаев, А.А. Шеметова, О.И. Карандаева и др. // Известия ТулГУ. Технические науки. – 2010. – Вып. 3, ч. 1. – С. 153–160.

Способы повышения устойчивости частотно-регулируемых электроприводов при нарушениях электроснабжения / Г.П. Корнилов,

Т.Р. Храмшин, О.И. Карандаева и др. // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. – 2011. – № 4. – С. 79–84.

Пат. 123270 Российская Федерация, МПК Н02Р7/08. Преобразователь частоты с широтноимпульсной модуляцией для электроприводов ответственных механизмов / Т.Р. Храмшин, А.С. Карандаев, В.Н. Медведев и др. – Опубл. 20.112.12, Бюл. № 35.

Пат. 112539 Российская Федерация, МПК Н02М5/415, Н02М7/525, Н02Н7/09, Н02Р7/04. Преобразователь частоты / В.В. Ровнейко, Р.Р. Галлямов, Т.Р. Храмшин и др. – Опубл. 10.01.2012, Бюл. № 1.

Пат. 125789 Российская Федерация, МПК H02P27/08, H02M5/451, H02M7/527. Преобразователь частоты с широтно-импульсной модуляцией / Т.Р. Храмшин, А.С. Карандаев, В.Н. Медведев и др. – Опубл. 10.03.2013, Бюл. № 7.

Пат. 132279 Российская Федерация, МПК Н02P27/00. Устройство управления двигателями переменного тока / Т.Р. Храмшин, А.С. Карандаев, Р.Р. Храмшин и др. – Опубл. 10.09.2013, Бюл. № 25.

Способы повышения устойчивости частотно-регулируемых электроприводов при нарушениях электроснабжения / А.С. Карандаев, Р.Р. Храмшин, Т.Р. Храмшин и др. // Машиностроение: сетевой электрон. науч. журн. – 2013. – № 1. – С. 12–21.

Крылов, Ю.А. Повышение устойчивости высоковольтного частотно-регулируемого электропривода при нарушениях электроснабжения / Ю.А. Крылов, В.Н. Медведев, А.С. Карандаев //Труды VII Международной (XVIII Всероссийской) научно-технической конференции по автоматизированному электроприводу. – Иваново: ФГОУ ВПО «Ивановский государственный энергетический университет», 2012. – С. 161–165.

Медведев, В.Н. Способы обеспечения электромагнитной совместимости мощных преобразователей частоты с электродвигателем и сетью / В.Н. Медведев, А.С. Карандаев, С.А. Евдокимов // Электроприводы переменного тока: тр. четырнадцатой науч.-техн. конф. – Екатеринбург: ФГАОУ ВПО «УрФУ им. первого Президента России Б.Н. Ельцина, 2012. – С. 161–165.

Храмшин, Т.Р. Оценка методов широтно-импульсной модуляции напряжения активных выпрямителей прокатных станов / Т.Р. Храмшин, Д.С. Крубцов, Г.П. Корнилов // Машиностроение: сетевой электрон. науч. журн. – 2013. – № 2. – С. 48–53.


Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.