10.14489/td.2021.12.pp.012-019

2021, 12 декабрь (December)

DOI: 10.14489/td.2021.12.pp.012-019

Шичёв П. С.
К РАЗРАБОТКЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ И МЕТОДИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ КОНТРОЛЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ НАСОСНЫХ АГРЕГАТОВ
(c. 12-19)

Аннотация. Рассмотрены решения по созданию алгоритма уточнения величины диагностических параметров и аппаратурному обеспечению измерительных систем метода диагностики электроприводных консольных центробежных насосных агрегатов (ЦНА) анализом спектров тока и напряжения двигателя. По имитационной модели агрегата установлены количественное соотношение между амплитудами частотных составляющих тока и напряжения линии питания двигателя и зависимость сдвига фазы между основными гармониками сигналов тока и напряжения при варьировании напора, развиваемого насосом ЦНА. Сформирован алгоритм, предполагающий два подхода к уточнению амплитуды информативной частотной составляющей спектра тока, принимаемые в зависимости от набора измеряемых параметров. Предложены компоновки измерительных систем диагностики ЦНА как с минимальными возможностями оценки состояния узлов по спектру тока одной из фаз линии питания электродвигателя, так и с расширенным функционалом спектрального анализа сигналов токов и напряжений трех фаз двигателя и возможностью уточнения диагностических параметров в условиях их искажений частотными составляющими напряжения сети.

Ключевые слова: контроль технического состояния, спектр тока, несинусоидальность напряжения, измерительная система, анализатор спектра.

Shichev P. S.
TO DEVELOPMENT OF A MEASURING SYSTEM AND METHODOLOGICAL SUPPORT FOR CONTROL OF TECHNICAL CONDITION OF CENTRIFUGAL PUMP UNITS
(pp. 12-19)

Abstract. The article discusses solutions to create an algorithm for specifying the value of diagnostic parameters and instrumentation of measuring systems for the method of diagnostics of electric driven cantilever centrifugal pumping units by analyzing the spectra of motor current and voltage. The simulation model of the unit was used to establish a quantitative relationship between the amplitudes of the frequency components of the current and voltage of the motor supply line and the dependence of the phase shift between the fundamental harmonics of the current and voltage signals when varying the pressure developed by the pump centrifugal pumping units. An algorithm has been formed that assumes two approaches to refining the amplitude of the informative frequency component of the current spectrum, taken depending on the set of measured parameters. Arrangements of measuring systems for diagnostics of the centrifugal pumping units are proposed both with minimal possibilities for assessing the state of nodes by the spectrum of the current of one of the phases of the power line of the electric motor, and with the extended functionality of the spectral analysis of signals of currents and voltages of three phases of the motor and the possibility of refining the diagnostic parameters in conditions of their distortion by the frequency components of the mains voltage.

Keywords: technical condition control, current spectrum, non-sinusoidal voltage, measuring system, spectrum analyzer.

+ - Информация об авторах (About the Authors) Click to collapse

Рус

П. С. Шичёв (ФГАОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения», Санкт-Петербург, Россия) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

Eng

P. S. Shichev (Saint-Petersburg State University of Aerospace Instrumentation, Saint-Petersburg, Russia) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

+ - Библиографический список (References) Click to collapse

Рус

1. Методика диагностирования механизмов с электроприводом по потребляемому току / А. В. Барков, Н. А. Баркова, А. А. Борисов и др. СПб.: НОУ «Сев¬запучцентр», 2012. 68 с.
2. Быков И. Ю., Ягубов З. Х., Шичёв П. С. Диагностический параметр контроля дефектов подшипников качения центробежного насосного агрегата // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. 2019. № 8. С. 37 – 43.
3. Быков И. Ю., Ягубов З. Х., Шичёв П. С. Оценка диагностических параметров электропараметрического метода контроля соосности валов центробежных насосных агрегатов // Контроль. Диагностика. 2019. № 5(251). С. 38 – 45.
4. РД 153-34.0-15.502–2002. Методические указания по контролю и анализу качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. Ч. 2. Анализ качества электрической энергии: М.: ЗАО «Энергосервис», 2003. 64 с.
5. Самородов А. В. Разработка электромагнитного спектрального метода оценки поврежденности взрывозащищенных машинных агрегатов: дис. … канд. техн. наук: 05.26.03. Уфа, 2012. 159 с.
6. Шикунов В. Н. Разработка методов повышения безопасности эксплуатации машинных агрегатов нефтегазовых производств с электрическим приводом: дис. … канд. техн. наук: 05.26.03. Уфа, 2008. 146 с.
7. Пат. 2300116 РФ. МПК G 01 R 31/34. Способ диагностики электродвигателей переменного тока и связанных с ними механических устройств / В. С. Петухов, В. А. Соколов, О. А. Григорьев и др. Заявка № 2005110648/28, 13.04.2005; опубл. 27.05.2007.
8. Старцев А. Э., Шичёв П. С., Канев В. А., Канев В. В. Анализ амплитудных спектров тока и напряжения цепи питания асинхронного электродвигателя при изменении нагрузки на его валу // Известия вузов. Сер. Электромеханика. 2020. Т. 63, № 5. С. 32 – 39.
9. Копылов И. П. Электрические машины. М.: Юрайт, 2015. 625 с.
10. ZETLAB [Электронный ресурс]. URL: https://zetlab.com/ (дата обращения: 01.03.2021)
11. АО «НИИЭМ» [Электронный ресурс]. URL: http://niiem.ru/ (дата обращения: 01.03.2021)
12. LEM [Электронный ресурс]. URL: https://www. lem.com/ (дата обращения: 01.03.2021)

Eng

1. Barkov A. V., Barkova N. A., Borisov A. A. et al. (2012). Methodology for diagnosing mechanisms with an electric drive by current consumption. Saint Petersburg: NOU «Sevzapuchtsentr». [in Russian language]
2. Bykov I. Yu., Yagubov Z. H., Shichyov P. S. (2019). Diagnostic parameter for monitoring defects in rolling bearings of a centrifugal pump unit. Stroitel'stvo neftyanyh i gazovyh skvazhin na sushe i na more, (8), pp. 37 – 43. [in Russian language]
3. Bykov I. Yu., Yagubov Z. H., Shichyov P. S. (2019). Assessment of the diagnostic parameters of the electroparametric method for monitoring the alignment of the shafts of centrifugal pumping units. Kontrol'. Diagnostika, 251(5), pp. 38 – 45. [in Russian language] DOI: 10.14489/td.2019.05.pp.038-045
4. Guidelines for the control and analysis of the quality of electrical energy in general-purpose power supply systems. Part 2. Analysis of the quality of electrical energy. (2003). Guidance document No. 153-34.0-15.502–2002. Moscow: ZAO «Energoservis». [in Russian language]
5. Samorodov A. V. (2012). Development of an electromagnetic spectral method for assessing the damage of explosion-proof machine units. Ufa. [in Russian language]
6. Shikunov V. N. (2008). Development of methods for increasing the operational safety of machine units of oil and gas production with an electric drive. Ufa. [in Russian language]
7. Petuhov V. S., Sokolov V. A., Grigor'ev O. A. et al. Method for diagnostics of AC motors and related mechanical devices. Ru Patent No. 2300116. Russian Federation. [in Russian language]
8. Startsev A. E., Shichyov P. S., Kanev V. A., Kanev V. V. (2020). Analysis of the amplitude spectra of the current and voltage of the power supply circuit of an asynchronous electric motor with a change in the load on its shaft. Izvestiya vuzov. Seriya: Elektromekhanika, Vol. 63, (5), pp. 32 – 39. [in Russian language]
9. Kopylov I. P. (2015). Electric cars. Moscow: Yurayt. [in Russian language]
10. ZETLAB. Available at: https://zetlab.com/ (Accessed: 01.03.2021) [in Russian language]
11. AO «NIIEM». Available at: http://niiem.ru/ (Accessed: 01.03.2021) [in Russian language]
12. LEM. Available at: https://www.lem.com/ (Accessed: 01.03.2021)

+ - Заказать электронную версию статьи (Purchase digital version of a single article) Click to collapse

Рус

Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).

DOI: 10.14489/td.2021.12.pp.012-019

Скопируйте DOI статьи и перейдите по ссылке https://id-spektr.ru/product/pokupka-elektronnoy-stati-iz-zhurnala-kontrol-diagnostika

В комментарии к заказу обязательно укажите DOI статьи.

Eng

This article is available in electronic format (PDF).

DOI: 10.14489/td.2021.12.pp.012-019

Copy the article DOI and follow the link https://id-spektr.ru/product/pokupka-elektronnoy-stati-iz-zhurnala-kontrol-diagnostika

Please specify the article DOI in the order comments.