Разработка электромагнитного спектрального метода оценки поврежденности взрывозащищенных машинных агрегатов

• Автор: Самородов, Алексей Викторович
• Шифр специальности: 05.26.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 159 с. : ил.

РЕФЕРАТ

Диссертация 159 с., 51 рис., 15 табл., 130 источников, 2 прил.

ВЗРЫВОЗАЩИЩЕННЫЕ МАШИННЫЕ АГРЕЕАТЫ, ВЫСШИЕ ГАРМОНИКИ, ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРИВОД, УРОВЕНЬ ПОВРЕЖДЕННОСТИ, ПОВРЕЖДЕНИЕ, ОЦЕНКА ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ, ТЕОРИЯ ПЛАНИРОВАНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА, ИСКУССТВЕННЫЕ НЕЙРОННЫЕ СЕТИ, ФИЛЬТРАЦИЯ ВЫСШИХ ГАРМОНИЧЕСКИХ СОСТАВЛЯЮЩИХ.
Объектом исследования являются взрывозащищенные машинные агрегаты нефтегазовых производств с электрическим приводом.
Цель работы - разработка электромагнитного спектрального метода оценки технического состояния взрывозащищенных машинных агрегатов, основанного на анализе взаимосвязи уровня поврежденности машинных агрегатов с параметрами высших гармонических составляющих токов и напряжений, генерируемых двигателем электропривода, для повышения безопасности технологических процессов нефтегазовых производств.
В процессе выполнения работы проводились экспериментальные исследования влияния неисправностей элементов взрывозащищенных машинных агрегатов на параметры высших гармонических составляющих токов и напряжений, генерируемых двигателем электропривода.
В результате исследований разработан электромагнитный спектральный метод оценки уровня поврежденности элементов взрывозащищенных машинных агрегатов и программно-аппаратный комплекс на его основе, для предотвращения аварийных ситуаций на предприятиях нефтегазовой отрасли из-за внезапного отказа оборудования.
Степень внедрения - разработанный метод оценки уровня поврежденности взрывозащищенных машинных агрегатов с электрическим приводом принят к использованию на предприятиях ООО «Башэлектроремонт-Салават» и ОАО «Газпром нефтехим Салават», используется в учебном процессе в филиале ФГБОУ ВПО УГНТУ в г. Салавате.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение
1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА
1.1 Анализ отказов машинных агрегатов с электрическим приводом
на предприятиях нефтегазовой отрасли
1.2 Конструктивные особенности взрывозащищенных машинных агрегатов и особенности их обслуживания и ремонта
1.3 Неисправности и ненормальные режимы работы машинных агрегатов
1.3.1 Неисправности элементов электропривода электрического характера
1.3.2 Механические повреждения элементов машинных агрегатов
1.3.3 Ненормальные режимы работы электропривода машинных агрегатов
1.4 Методы обеспечения безотказности взрывозащищенных машинных агрегатов с электрическим приводом
1.5 Выводы по главе
2 ИДЕНТИФИКАЦИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ВЗРЫВОЗАЩИЩЕННЫХ МАШИННЫХ АГРЕГАТОВ
2.1 Характеристики, математические модели и электрические схемы замещения элементов электропривода машинных агрегатов
2.2 Методы идентификации технического состояния машинных агрегатов с электрическим приводом
2.2.1 Метрические методы
2.2.2 Статистические методы
2.2.3 Методы динамической идентификации

2.2.4 Методы, основанные на использовании искусственных нейронных сетей
2.3 Современные методы анализа параметров высших гармонических составляющих токов и напряжений и их взаимодействия с условиями генерирования
2.4 Выводы по главе
3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЗАИМОСВЯЗИ ПАРАМЕТРОВ ВЫСШИХ ГАРМОНИЧЕСКИХ СОСТАВЛЯЮЩИХ
ТОКОВ И НАПРЯЖЕНИЙ С ТЕХНИЧЕСКИМ СОСТОЯНИЕМ И РЕЖИМАМИ РАБОТЫ ЭЛЕМЕНТОВ ВЗРЫВОЗАЩИЩЕННЫХ
МАШИННЫХ АГРЕГАТОВ
3.1 Выбор объектов исследования и разработка экспериментальной установки
3.2 Разработка метода фильтрации высших гармонических составляющих
3.3 Исследование влияния повреждений элементов
взрывозащищенных машинных агрегатов на параметры гармонических составляющих токов и напряжений, генерируемых двигателем
электропривода
3.4 Выводы по главе
4 РАЗРАБОТКА МЕТОДА ОЦЕНКИ УРОВНЯ
ПОВРЕЖДЕННОСТИ ВЗРЫВОЗАЩИЩЕННЫХ МАШИННЫХ АГРЕГАТОВ НА ОСНОВЕ АНАЛИЗА ГАРМОНИЧЕСКИХ
СОСТАВЛЯЮЩИХ ТОКОВ И НАПРЯЖЕНИЙ
4.1 Анализ результатов экспериментальных исследований
4.2 Разработка алгоритма определения уровня поврежденности машинного агрегата, разработка интегрального критерия поврежденности

потребляемого тока. По гармоническому спектру можно произвести оценку наличия повреждений механического или электрического характера [26-31].
На основании перечисленных методов оценки технического состояния разработаны различные технические средства, которые, в основном, ориентированы на выявление дефектов отдельных узлов (валы, подшипники, обмотка электродвигателя и т.д.). В настоящее время отсутствуют технические средства, которые бы позволили дать комплексную оценку текущего технического состояния, как механической так и электрической части машинного агрегата в целом.
В большинстве случаев оценку технического состояния взрывозащищенных машинных агрегатов производят теми же средствами что и машинные агрегаты обычного исполнения, но при этом возникает необходимость вывода оборудования из взрывоопасной среды. Кроме того аэродинамические, акустические, вибрационные, прочностные, электрические испытания взрывозащищенных машинных агрегатов должны проводиться в испытательных центрах, по утвержденным программам-методикам [32].
1.5 Выводы по главе
Взрывозащищенные машинные агрегаты используется во многих областях промышленности. По сравнению с машинными агрегатами общего назначения, они имеют ряд особенностей, так, оболочки машинных агрегатов должны изготовляться из негорючих или трудногорючих, или стойких к действию пламени материалов, устойчивых к механическому и тепловому воздействию, должны иметь защиту от коррозии.
От надежности работы машинных агрегатов зависит состояние всего технологического процесса. Для того чтобы перерывы в работе меньше