автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Повышение надежности электроприводов тепловой электростанции металлургического предприятия при внедрении преобразователей частоты

005003874

КАРАНДАЕВА ОЛЬГА ИВАНОВНА

ПОВЫШЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ ТЕПЛОВОЙ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО ПРЕДПРИЯТИЯ ПРИ ВНЕДРЕНИИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ЧАСТОТЫ

Специальность 05.09.03 - Электротехнические комплексы и системы

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

-8 ЛЕК ?011

Магнитогорск - 2011

005003874

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова»

Научный руководитель: доктор технических наук, доцент

КОРНИЛОВ Геннадий Петрович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

УСЫНИН Юрий Семенович

кандидат технических наук, доцент ИШМАТОВ Закир Шарифович

Ведущая организация: Национальный исследовательский

университет «Московский энергетический институт», г. Москва

Защита состоится 27 декабря 2011 г. в 13 часов на заседании диссертационного совета Д 212.111.04 при ФГБОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова» по адресу: 455000, Челябинская обл., г. Магнитогорск, пр. Ленина, 38, ауд. 227.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова».

Автореферат разослан ^ ноября 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета канд. техн. наук, доцент / К.Э. Одинцов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Электроэнергетика является главной составляющей в структуре энергопотребления и совместно с теплоснабжением использует около 70% топливно-энергетических ресурсов. Удельный вес энергетического хозяйства в экономике металлургического завода весьма значителен. Стоимость основных фондов электростанций составляет 10-20% общей стоимости предприятия.

В ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат (ОАО «ММК») наиболее мощным производителем электрической энергии является теплоэлектроцентраль (ТЭЦ). Установленная мощность генераторов ТЭЦ составляет 300 МВт, она производит более 50% собственных энергоресурсов, вырабатываемых на комбинате. В настоящее время злободневным является вопрос внедрения частотно-регулируемых приводов (ЧРП) на вспомогательных механизмах собственных нужд ТЭЦ. Технико-экономическая эффективность подобной модернизации доказана в трудах известных ученых Н.Ф. Ильинского, Б.С. Лезнова, H.H. Чистякова, Ю.Г. Шакаряна. В научных трудах Ю.А. Крылова, Г.Б. Лазарева, В.Ф. Козаченко и др. выполнены исследования ЧРП на объектах теплостанций, тепловых пунктов и в системах тепловодо-снабжения городского хозяйства.

Однако практика показывает, что внедрение регулируемого электропривода только из соображений энергосбережения и технологической необходимости, без учета особенностей внедряемых устройств отрицательно влияет на показатели безотказности производства. Первой причиной снижения данных показателей является то, что преобразователь частоты (ПЧ) является сложным электронным устройством, внедрение которого в целом отрицательно сказывается на надежности электроустановки.

Второй причиной снижения безотказности является то, что ПЧ слабо адаптирован к провалам подводимого напряжения, а тем более кратковременным отключениям, приводящим к срабатыванию защиты и останову электропривода. Наличие высоковольтных асинхронных двигателей собственных нужд напряжением 3-6-10 кВ на большинстве механизмов ТЭЦ предопределяют необходимость внедрения высоковольтных ПЧ на основе автономного инвертора тока (АИТ), которые, как известно, наиболее чувствительны к кратковременным (1-2 с) нарушениям электроснабжения.

Вместе с тем, организации, внедряющие ЧРП, не имеют достоверных статистических данных о количествах отказов объектов до и после их внедрения. Эксплуатационный персонал недостаточно осведомлен об особенностях преобразовательной техники, и отрицательные моменты проявляются уже в условиях действующего производства. Это предопределяет необходимость проведения исследований и разработок, направленных на повышение безотказности механизмов, оснащенных частотно-регулируемыми электроприводами.

Целью диссертационной работы является разработка технических мероприятий, обеспечивающих повышение устойчивости частотно-

регулируемых электроприводов ответственных механизмов тепловой электростанции при нарушениях электроснабжения.

Для достижения цели поставлены следующие основные задачи:

1. Разделение электроприводов вспомогательных механизмов ТЭЦ по категориям ответственности. Обоснование технологических требований к частотно-регулируемым электроприводам при нарушениях электроснабжения.

2. Теоретические и экспериментальные исследования высоковольтного частотно-регулируемого электропривода при кратковременных отключениях электропитания. Анализ условий восстановления скоростного режима.

3. Разработка методики расчета надежности оборудования тепловой электростанции, основанной на положениях логико-вероятностного метода. Сравнительный анализ показателей безотказности механизмов ТЭЦ до и после внедрения преобразователей частоты. Анализ надежности непосредственно ЧРП.

4. Разработка технических решений по повышению устойчивости ЧРП при кратковременных нарушениях электроснабжения. Рекомендации по подключению ЧРП в системе электроснабжения собственных нужд ТЭЦ.

5. Технико-экономический анализ востребованности частотно-регулируемых электроприводов на основных механизмах ТЭЦ, оценка эффективности внедрения. Обоснование очередности модернизации электроприводов при поэтапной реконструкции.

Методика проведения исследований. Теоретические исследования основывались на положениях теории надежности, статистических методах обработки информации, методах построения диагностических моделей, основных положениях логико-вероятностных методов расчета. При разработке программ расчета надежности использовался язык программирования Turbo Pascal 7.0. Экспериментальные исследования проводились на действующих электроприводах путем прямого осциллографирования координат с последующей обработкой результатов.

Основные положения и результаты, выносимые на защиту:

1. Технологические требования к частотно-регулируемым электроприводам механизмов ТЭЦ, обеспечивающие восстановление скоростного режима при нарушениях электроснабжения:

- подхват вращающегося электродвигателя со временем восстановления давления дутьевого воздуха не более 4 с;

- перевод на сетевое электропитание;

- перевод вращающихся электродвигателей с сетевого электропитания на преобразователь частоты с минимальным отклонением регулируемых параметров.

2. Результаты экспериментальных исследований, показавшие, что длительность и глубина провалов напряжения при нарушениях электропитания не являются однозначными факторами, определяющими возможность автоматического самозапуска высоковольтного ЧРП с автономным инвертором

тока. Успешный самозапуск при одинаковых исходных условиях осуществляется примерно в 50% случаев.

3. Алгоритмы и программное обеспечение для обработки данных об отказах энергоблоков электростанции, осуществляющие классификацию и формирование архива отказов, а также статистическую обработку данных и расчет показателей безотказности.

4. Результаты анализа надежности оборудования, подтвердившие снижение показателей безотказности тепловой электростанции при внедрении ПЧ в 2-4 раза и реальное время наработки на отказ частотно-регулируемого электропривода 0,8-1,2 года.

5. Обоснование разработки ПЧ с АИТ с электропитанием от двух вводов, с дополнительным звеном постоянного тока, обеспечивающего повышение устойчивости ЧРП при нарушениях электроснабжения без изменения алгоритмов управления и использования функции «пуск в лёт».

6. Результаты анализа технологической востребованности ЧРП на основных механизмах ТЭЦ. Очередность модернизации механизмов при поэтапной реконструкции.

Обоснованность и достоверность научных положений подтверждаются правомерностью принятых исходных положений и предпосылок, корректным применением математического аппарата и методов программирования, использованием реальных технических характеристик оборудования, повторяемостью результатов экспериментов и их соответствием опубликованным результатам, совпадением результатов, полученных статистическим и опросным методами, опытом длительной эксплуатации частотно-регулируемых электроприводов в ОАО «ММК».

Научная новизна.

В работе получены следующие новые научные результаты:

1. Выполнено разделение электроприводов тепловой электростанции по категориям ответственности. Обоснованы технические требования к электроприводам ответственных механизмов при нарушении электропитания.

2. Обосновано условие восстановления технологического режима котло-агрегатов при нарушении электропитания: суммарное время нарушения питания, синхронизации и разгона электропривода до исходной частоты вращения должно быть меньше уставки времени аварийных защит.

3. Для анализа надежности тепловой электростанции при внедрении ЧРП обосновано применение методики, основанной на положениях общего логико-вероятностного метода с экспертной оценкой интервалов возникновения отказов. Разработаны алгоритмы обработки данных об отказах энергоблоков, обеспечивающие классификацию и формирование архива отказов, а также статистическую обработку данных и расчет показателей безотказности.

4. Установлено, что общая надежность тепловой электростанции при внедрении высоковольтных ЧРП снижается в 2-4 раза. При этом реальное время наработки на отказ преобразователя частоты, составляет 0,8-1,2 года.

5. Обоснована разработка преобразователя частоты с дополнительным звеном постоянного тока с электропитанием от двух вводов. В результате исключается необходимость изменения алгоритмов управления ЧРП и использования сложной функции «пуск в лёт».

Практическая ценность и реализация работы.

1. Даны рекомендации по обеспечению бесперебойной работы электроприводов на основе ПЧ с автономным инвертором тока при нарушениях электропитания, основным из которых является организация собственной быстродействующей системы автоматического включения резерва (АВР) со временем включения не более 0,3 с.

"2. Предложенная методика расчета показателей надежности применена для оценки надежности автоматизированных электроприводов вспомогательных механизмов ТЭЦ, в результате чего выполнен анализ показателей безотказности оборудования при внедрении преобразователей частоты.

3. Предложены технические решения в комплектном ЧРП, обеспечивающие повышение устойчивости при нарушениях электроснабжения, даны рекомендации по построению схемы электроснабжения собственных нужд ТЭЦ и дополнительному резервированию при внедрении преобразователей частоты.

4. На основании анализа технологической востребованности и расчета технико-экономической эффективности обоснована очередность модернизации электроприводов ТЭЦ ОАО «ММК» при поэтапной реконструкции.

5. Результаты диссертационной работы переданы в электрослужбу ТЭЦ и центральную электротехническую лабораторию ОАО «ММК», где использованы при разработке «Программы внедрения энергосберегающих мероприятий ОАО "ММК" на 2012 г» и «Программы реконструкции электроприводов собственных нужд ТЭЦ ОАО "ММК"». Ожидаемый экономический эффект от внедрения энергосберегающих мероприятий 3,52 млн. руб.

6. Разработанное программное обеспечение в виде трех официально зарегистрированных программ рекомендуется для расширенного применения при анализе надежности электроприводов широкого класса промышленных механизмов.

7. Полученные результаты рекомендуются для использования при внедрении частотно-регулируемых электроприводов на тепловых электростанциях и других промышленных объектах, а также в учебном процессе при подготовке бакалавров и магистров по направлению «Электротехника, электромеханика и электротехнологии».

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались: на V и VI Международных (XVI, XVII Всероссийских) конференциях по автоматизированному электроприводу АЭП-2007 (Санкт-Петербург, 2007 г.), АЭП-2010 (Тула, 2010 г.); III международном промышленном форуме «Реконструкция промышленных предприятий - прорывные технологии в металлургии и машиностроении» (Челя-

бинск, 2010 г.); Международной конференции «Проблемы повышения энергоэффективности и надежности электрических сетей и систем электроснабжения предприятий нефти и газа» (Самара 2010 г.); 13-й международной конференции по электромеханике, электротехнологии, электротехническим материалам и компонентам (Алушта, 2010 г.); И Международной научно-практической конференции «Энергосбережение, электромагнитная совместимость и качество в электрических системах» (Пенза 2011 г.); на ежегодных научно-технических конференциях по итогам научно-исследовательских работ (Магнитогорск, ФГБОУ ВПО «МГТУ», 2007-2011 гг.), расширенном заседании кафедры электроснабжения промышленных предприятий ФГБОУ ВПО «МГТУ» (ноябрь 2011 г.).

Публикации. Основные положения диссертационной работы опубликованы в 15 печатных трудах, в том числе 7 в рецензируемых изданиях. Получено 3 свидетельства РФ об официальной регистрации программ для ЭВМ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 125 наименований. Работа изложена на 172 страницах основного текста, содержит 52 рисунка, 16 таблиц и приложение объемом 13 страниц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении рассмотрено состояние проблемы, обоснована актуальность темы, сформулированы цель и задачи исследования, кратко изложено содержание диссертационной работы.

Первая глава посвящена обоснованию внедрения частотно-регулируемых электроприводов на ТЭЦ ОАО «ММК». Дана характеристика электроприводов механизмов собственных нужд. Выполнен анализ методик расчета надежности сложных электротехнических систем.

Совокупная установленная мощность электроприводов насосов, вентиляторов и турбокомпрессоров ОАО «ММК» составляет около 200 МВт, они потребляют до 30% всей электроэнергии. Резерв экономии за счет регулирования частоты вращения определяется уровнем 500 млн. кВт-ч. Применение частотно-регулируемых электроприводов переменного тока является основным направлением развития автоматизированных электроприводов комбината. Практически 100% вновь введённых электроприводов оснащены преобразователями частоты с широтно-импульсной модуляцией на базе ЮВТ- транзисторов. С 2005 по 2010 гг. доля ПЧ возросла с 26% до 49,5%.

Анализ литературных источников показал, что оснащение механизмов собственных нужд тепловой электростанции электроприводами с регулируемой частотой вращения обеспечивает:

- экономию электроэнергии до 14%;

- снижение удельного расхода топлива на 3 г/кВтч;

- снижение уровня выбросов загрязняющих веществ в атмосферу (до 1,5%) и эмиссии С02 (до 1,5 т) на каждую сэкономленную тонну условного топлива;

- повышение уровня автоматизации и возможность совершенствования АСУ ТП энергоблоков.

Схема технологического процесса ТЭЦ с указанием вспомогательных механизмов представлена на рис. 1. Перечень основных механизмов технологических и собственных нужд, обеспечивающих технологической процесс ТЭЦ, и параметры высоковольтных асинхронных (АД) и синхронных двигателей (СД), представлены в табл. 1. Автоматическое регулирование скорости вращения АД отсутствует. Попытка оснащения ряда электроприводов частотными преобразователями корпорации Triol оказалась неэффективной в связи с их низкой надежностью.

Рис. 1. Схема производственного процесса ТЭЦ с указанием электрооборудования

Диапазон мощностей электроприводов собственных нужд ТЭЦ составляет от 160 до 1250 кВт, напряжение - от 3 до 10 кВ. В результате анализа силовых схем высоковольтных ПЧ обосновано внедрение высоковольтных преобразователей частоты с автономным инвертором тока.

Таблица 1

Параметры электродвигателей механизмов собственных нужд ТЭЦ

Наименование агрегата Количество, шт Диапазон мощностей, кВт Номинальное напряжение, кВ Кол-во оборотов, об/мин

Электродвигатели машинного участка

Циркуляционные насосы (АД) 8 1000-1250 3 500

Питательные электронасосы 7 2000 3 3000

Питательные электронасосы (СД) 3 4000 10 3000

Сетевые насосы (зимние и летние) (АД) 6 400 6 2970

Сетевые насосы (зимние и летние) (АД) 9 200-350630-1600 3 1470-2960

Конденсатные насосы (АД) 8 100-220 3 980-1475

Насосы сырой воды (АД) 5 160 3 1475

Котельный участок

Дутьевые вентиляторы (АД)1А-8Б 16 165-630 3 585-993

Дымососы (АД)1А-8Б 16 320-800 3 585-743

Мельничные вентиляторы (АД)1 А-8Б 16 300-630 3 1480-1490

Мельницы (АД) 1А-8Б 16 370-630 3 740

Топливно-транспортный участок

Дробилки 2 200 3 735

Ватерные насосы 3 250 3 3000

Эжектир. насосы 3 500-800 3 2975

Показано, что внедрение ПЧ с АИТ отрицательно сказывается на надежности ответственных механизмов электростанции. Основными причинами отключений ЧРП являются нарушение электропитания и отказы преобразователя как сложного электротехнического устройства. Кроме того, проблемой, сдерживающей внедрение ЧРП на ответственных механизмах, является отсутствие достоверных статистических данных о количествах отказов регулируемого электропривода, а также апробированной инженерной методики, позволяющей дать оценку надежности оборудования электростанции до и после внедрения ПЧ. Разработка такой методики является одной из задач, поставленных в диссертационной работе.

Поскольку в структуре электрооборудования ТЭЦ содержатся как восстанавливаемые, так и невосстанавливаемые элементы, при анализе надежности основными расчетными показателями являются: интенсивность отказов Х(0, параметр потока отказов Л(0, средняя наработка до отказа , среднее

время восстановления работоспособности тв . Их расчет должен быть предусмотрен в методике и разрабатываемом программном обеспечении.

На основе анализа известных методик оценки технического состояния сложных систем обосновано применение методики анализа надежности, основанной на статистической обработке практических данных и результатах экспертной оценки частоты наступления событий, влияющих на работу электростанции.

Вторая глава посвящена разработке технических требований к электроприводам ответственных механизмов ТЭЦ и исследованию устойчивости ЧРП при нарушениях электроснабжения.

В результате анализа технологического процесса котлоагрегатов ТЭЦ предложено разделение электроприводов ТЭЦ по категориям ответственности. Наиболее ответственными механизмами собственных нужд являются питательные, циркуляционные, конденсатные насосы, дутьевые вентиляторы, дымососы.

Обоснованы технологические требования к электроприводам ответственных механизмов при нарушении электропитания, согласно которым комплектный электропривод должен выполнять:

- подхват вращающегося электродвигателя со временем восстановления давления дутьевого воздуха не более 4 с;

- перевод на сетевое электропитание;

- перевод вращающихся электродвигателей с сетевого электропитания на ПЧ с минимальным отклонением регулируемых параметров.

Дано обоснование применения для высоковольтных электроприводов ТЭЦ преобразователей частоты Power Flex 7000 компании Allen-Bradley (Канада). Представлены основные функции, технические характеристики и схемы электропривода. Показано, что технические возможности ПЧ обеспечивают выполнение основных предъявляемых требований.

На примере насосной установки выполнен сравнительный анализ условий восстановления технологического режима для нерегулируемого и частотно-регулируемого электроприводов. Сформулировано условие восстановления технологического режима котлоагрегатов при нарушении электропитания: суммарное время нарушения, синхронизации и разгона электропривода до первоначальной частоты вращения должно быть меньше уставки времени аварийных защит.

С целью определения возможных причин останова высоковольтных ЧРП при кратковременных перерывах напряжения выполнены экспериментальные исследования электроприводов сетевых насосов 630 кВт, 6 кВ, оснащенных преобразователями частоты Power Flex 7000".

На рис. 2, а представлены осциллограммы штатного пуска исследуемого насоса. Разгон до установившейся скорости осуществляется за 22 с,

* Эксперименты проводились под руководством д.т.н. Крылова Ю.А.

0 % а) 11Е '14

шшт

Рис. 2. Осциллограммы пуска высоковольтного ЧРП 1 - напряжение сети; 2 — частота вращения; 3 - ток в звене пост, тока; 4 -магнитный поток; 5 -ток двигателя

динамический ток в звене постоянного тока превышает установившийся в 1,5 раза. На осциллограммах рис. 2, б представлены переходные процессы при отключении ввода 6 кВ длительностью 0,74 с при рабочей частоте 38 Гц. В результате ЧРП произвел попытку перезапуска, но отключился по защите «MOTOR STALL» через 22 с после восстановления напряжения. На рис. 2, в представлены аналогичные осциллограммы при отключении ввода 6 кВ на 1,56 с при рабочей частоте 40 Гц (перезапуск через останов): ЧРП разогнался до установившегося режима за 24 с от момента восстановления напряжения на вводе. Аналогичные осциллограммы получены при полном отключении питающей секции с переводом на резервную секцию через 58 мс. Произошел пуск с подхватом скорости без потери информации о скорости.

В целом результаты экспериментов позволяют утверждать, что успешный самозапуск высоковольтного двигателя с преобразователем Power Flex 7000 при кратковременных отключениях питающего напряжения обеспечивается приблизительно в 50% экспериментов. При этом длительность перерыва электропитания не является однозначно определяющим фактором. Это объясняется тем, что системы защиты современных преобразователей частоты максимально настроены на условие «самосохранения» при любых нештатных ситуациях.

Даны рекомендации по обеспечению бесперебойной работы электроприводов с ПЧ Ро\уегР1ех 7000 при нарушениях электропитания, основными из которых являются оптимальная настройка параметров самозапуска и организация собственного быстродействующего АВР со временем включения не более 0,3 сек. с момента пропадания напряжения.

Третья глава посвящена анализу показателей надежности оборудования ТЭЦ при внедрении преобразователей частоты.

Для оценки надежности промышленных объектов при внедрении ПЧ применена методика, основанная на положениях общего логико-вероятностного метода (ОЛВМ), включающая следующие этапы:

- этап построения дерева отказов;

- этап логического моделирования, на котором формируется логическая функция работоспособности системы;

- этап вероятностного моделирования, на котором функция работоспособности системы преобразуется в многочлен вероятностной функции;

- этап расчета показателей надежности.

Обосновано применение метода экспертных оценок, основанного на результатах опроса группы специалистов, анализе данных ими оценок показателей надежности отдельных элементов системы, проверки оценок на согласованность. Рассмотрены методика проведения экспертизы и методы оценки компетентности экспертов.

С помощью математического аппарата ОЛВМ построены деревья отказов тепловой электростанции и ее отдельных механизмов, учитывающие как внутренние факторы (остановы агрегатов по различным причинам), так и внешние воздействия (нарушение режимов электроснабжения, потеря теплоносителя и др.). В качестве примера, на рис. 3 представлены деревья отказов, характерные для насосов, дымососа и дутьевого вентилятора котла. Структуры построены для нерегулируемых электроприводов (рис. 3, а), и приводов, выполненных по системе ПЧ-АД (рис. 3, б).

Для оптимизации процесса сбора и обработки информации об отказах электрооборудования энергоблоков разработаны алгоритмы обработки данных, обеспечивающие классификацию отказов по фактору времени и месту возникновения. Разработано и официально зарегистрировано три программы для ЭВМ, осуществляющие формирование архива отказов, статистическую обработку данных, расчет среднего времени наработки электрооборудования на отказ и интенсивности отказов. В качестве примера, на рис. 4 представлен алгоритм обработки данных об отказах с распределением по фактору времени и номеру энергоблока, являющийся фрагментом общего алгоритма программы.

По результатам экспертной оценки интервалов возникновения отказов оборудования до и после внедрения ПЧ рассчитаны периоды средней наработки до отказа (табл. 2). В результате обработки статистических и экспертных данных доказано, что даже при установке ЧРП, которые удовлетворяют всем предъявляемым требованиям, общая вероятность отказа повышается.

Средняя наработка на отказ ТЭЦ при оснащении ЧРП уменьшается в 3-4 раза (без учета надежности дроссельных заслонок).

отключение двигателя

/ л'м v-

неверная работа системы

регулирования

пробои изоляции кабеля

или )«-

механическое повреждение кабеля

р( или —i

работа на критических частотах

неверная работа системы регулирования

межвитковый пробой изоляции

ошибка в канале связи

Рис. 3. Структурные схемы отказов электроприводов

5Ц".=АгсЬ^еРогтп[1+1,0]

Т

\:= Г+1

В1ок:=АгсЬ1уеВ1окр]; ЗоЛ[Г,В1ок):=ЗоП[^В1ок1+1

Рис. 4. Алгоритм обработки данных об отказах по фактору времени и номеру энергоблока

Таблица 2

Время наработки до отказа механизмов собственных нужд при наличии ЧРП

Событие Средний интервал возникновения события (время работы до отказа), лет

Условный номер эксперта Доверит, интервал Ср. знач.

1 2 3 4 5 6

1 2 3 4 5 б 7 8 9

Неисправность электронасосов

Авария насоса Разрушение лопастей насоса 20 22 17 21 33 30 [20; 30] 24

Из-за работы на критических частотах 18 14 13 11 15 22 [13; 20] 15

Авария двигателя Пробой изоляции кабеля 11 15 10 12 15 13 [11; 14] 12

Механическое повреждение кабеля 15 18 21 28 16 21 [17; 26] 20

Межвитковый пробой изоляции 13 15 16 17 14 14 [14; 16] 15

Перегрев 11 10 12 14 8 9 ПО; 12] 11

Неисправность подшипников 14 10 17 15 8 7 [9; 15] 12

Неверная работа системы регулирования Неисправность датчиков 5 12 8 10 7 4 [5; 11] 8

Ошибка в канале связи 8 6 5 7 8 12 [6; 11] 8

Отказ ПЧ (подсистема)

Человеческий фактор 14 I 8 | 6 | 9 | 7 | 9 | [7; 131 1 9

Отказ ПЧ

Воздействия окружающей среды 4 3 6 8 3 5 [4; 7] 5

Нарушение электроснабжения 7 12 7 11 15 9 [8; 14] 11

Неисправности в ПЧ (силовая часть, система управления) 5 7 4 4 3 6 [4; 6] 5

Неисправность системы охлаждения ПЧ 3 6 6 8 6 9 [4; 8] 6

Несанкционированное вмешательство персонала 4 3 5 4 2 4 [3;4] 4

Выполнена декомпозиция частотно-регулируемого электропивода (разделение системы на отдельные элементы), на основании которой построена структурная модель надежности (рис. 5). К неисправностям ПЧ отнесены отказы выпрямителя, инвертора, тормозного блока, блока управления и блока

конденсаторов. К внешним причинам отказа отнесены: несанкционированное вмешательство обслуживающего персонала, неисправности сети электроснабжения, отказы управляющего контроллера.

Рис. 6. Дерево отказов преобразователя частоты

В результате анализа показателей безотказности ЧРП определено среднее время наработки на отказ преобразователя частоты Т0р= 1,2 года (с учетом внешних факторов Тар= 0,8 года). Полученные результаты сопоставимы с реальной информацией об отказах электроприводов с внедренными преобразователями частоты.

В четвертой главе выполнены разработки и даны рекомендации, направленные на повышение устойчивости частотно-регулируемых электроприводов при нарушениях электроснабжения.

На основании анализа схем резервирования ЧРП показано, что автоматическое включение резерва на период кратковременной потери электропитания (2-3 с) не является рациональным решением, т.к. требует создания собственного быстродействующего АВР, что усложняет схему электроснабжения и создает проблемы по селективности и равномерности загрузки вводов.

Определены основные направления разработок по повышению устойчивости ЧРП при кратковременных нарушениях в системе электроснабжения:

- совершенствование алгоритмов управления ПЧ;

- установка накопителей энергии и аккумулирующих устройств;

- электропитание ПЧ от двух вводов, совпадение моментов нарушений по которым маловероятно.

В качестве перспективного направления обоснована разработка ПЧ с электропитанием от двух вводов, с дополнительным звеном постоянного тока. В результате исключается необходимость изменения алгоритмов управления и использования сложной функции «пуск в лёт». Для объектов с большим количеством высоковольтных двигателей обоснован вариант группового подключения инверторов к секции шин постоянного тока, питаемых от основного выпрямителя, с возможностью перевода на резервный, подключенный к отдельной секции системы электроснабжения ТЭЦ.

На примере насосной 16 а, сформулированы основные рекомендации по построению схемы электроснабжения собственных нужд при внедрении частотного регулирования:

- автоматическое переключение электродвигателя насоса от ПЧ, потерявшего питание, на работу от сети или автоматическое прямое включение резервного циркуляционного насоса;

- уменьшение времени переключения АВР, позволяющее повысить вероятность самозапуска электродвигателей при кратковременном перерыве электропитания.

Разработана схема подключения ЧРП к системе электроснабжения ТЭЦ в составе комплектной станции группового управления (СГУ) частотным электроприводом (рис. 6.) Предложены схемы группового управления сетевыми насосами, обеспечивающие регулирование их суммарной производительности и поддержание давления, с использованием высоковольтных ПЧ, а также низковольтных ПЧ с выходными согласующими трансформаторами.

Секция 13 кВ Секция II 3 кВ

\-У 1-т

]„ яч №,:! Яч.№4[ Яч. №2

_ГТШРП ► /

1594М 1512М 15120М 1512М 1512СМ 1512М 1512М 1512М 15120М 1594М

Рис. 6. Схема подключения ЧРП в составе СГУ

В результате внедрения разработанных технических решений будут практически исключены остановы, связанные с кратковременными отключениями напряжения. Поскольку они вызывают от 50% до 70% аварийных отключений, показатели безотказности (время наработки на отказ и общая вероятность отказов) улучшатся не менее чем в 2 раза.

На основании анализа положительных эффектов, обеспечиваемых при внедрении ЧРП, дан анализ технологической востребованности их внедрения на основных механизмах ТЭЦ. Выполнен расчет эффективности энергосбе-

регающих мероприятий, учитывающий прямую экономию электроэнергии, суммарные капитальные затраты и предполагаемый срок окупаемости с учетом совершенствования технологии, обновления оборудования и повышения срока службы эксплуатируемых агрегатов.

Обоснована очередность модернизации механизмов ТЭЦ при поэтапной реконструкции, согласно которой приоритет отдается объектам, энергосбережение на которых выше при заданных сроках окупаемости. При этом учитывается агрегатность механизмов, что сокращает время останова котла на реконструкцию (табл. 3).

Таблица 3

Очередность модернизации механизмов ТЭЦ при поэтапной реконструкции

№ п/п Объект системы автоматического регулирования (САР) Годовая экономия электроэнергии Суммарные кап.затраты, тыс. руб. Срок окупаемости, год

тыс. кВт-ч тыс. руб. (на 2011 г)

1 ЧРП подачи химически очищенной воды 730 1527 7000 1,6

2 ЧРП дымососов (разрежения в топке, на один котел) ТП 893 1870 12400 2,3

3 ЧРП подпиточ-ных насосов Летних 212 425 7500 4,2

Зимних 155 322 6100 4,5

4 ЧРП дутьевых вентиляторов (на один котел) ТП 560 1120 12800 3,2

ПТВМ 350 480 12800 4,7

5 САР напора охлаждающей воды (ЧРП насосов БНС) 1230 2160 26400 3,5

6 САР давления питательной воды (ЧРП ПЭН) 2015 4176 35200 2,7

Результаты диссертационной работы в виде «Технико-экономического обоснования модернизации электроприводов вспомогательных механизмов ТЭЦ на основе внедрения преобразователей частоты» переданы в электрослужбу ТЭЦ и центральную электротехническую лабораторию ОАО «ММК», где использованы при разработке «Программы внедрения энергосберегающих мероприятий ОАО "ММК" на 2012 год» и «Программы реконструкции электроприводов собственных нужд ТЭЦ ОАО "ММК"». Ожидаемый экономический эффект от внедрения энергосберегающих мероприятий 3,52 млн. руб./год. При участии автора выполняется НИОКР по договору с ОАО «ММК», посвященная разработке преобразователя частоты с электропитанием от двух независимых вводов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО ДИССЕРТАЦИИ

1. В связи с реконструкцией теплоэлектроцентрали ОАО «ММК» актуальной задачей является повышение надежности электроприводов механизмов собственных нужд и станции в целом при внедрении преобразователей частоты.

2. Диапазон мощностей электроприводов собственных нужд ТЭЦ составляет 160 - 1250 кВт, напряжение - от 3 до 10 кВ, в связи с чем обосновано применение высоковольтных преобразователей частоты серии Power Flex 7000 фирмы Allen-Bradley. Основной причиной снижения надежности электроприводов, выполненных на основе ПЧ с автономным инвертором тока, являются отключения при кратковременных нарушениях электроснабжения.

3. Сформулированы технологические требования к ЧРП механизмов ТЭЦ, обосновано условие восстановления технологического режима котло-агрегатов при нарушении электропитания: суммарное время нарушения, синхронизации и разгона электропривода до предшествующей частоты вращения должно быть меньше уставки времени аварийных защит.

4. В результате экспериментов доказано, что автоматический самозапуск высоковольтного ЧРП с преобразователем Power Flex 7000 при нарушениях электропитания обеспечивается приблизительно в 50% случаев. При этом длительность отключения напряжения не является фактором, однозначно определяющим возможность успешного самозапуска.

5. Для анализа надежности оборудования ТЭЦ обосновано применение методики, основанной на положениях общего логико-вероятностного метода с экспертной оценкой интервалов возникновения отказов.

6. Разработаны алгоритмы и официально зарегистрированные программы для обработки данных об отказах энергоблоков, осуществляющие классификацию и формирование архива отказов, а также статистическую обработку данных и расчет параметров безотказности.

7. В результате анализа структурных моделей надежности электростанции и экспертной оценки интервалов возникновения отказов установлено, что общая надежность тепловой электростанции при внедрении высоковольтных ЧРП уменьшается. Среднее время наработки на отказ преобразователя частоты, составляет 0,8-1,2 года.

8. Обоснована разработка преобразователя частоты с дополнительным звеном постоянного тока с электропитанием от двух вводов. В результате исключается необходимость изменения алгоритмов управления ЧРП и использования сложной функции «пуск в лёт».

9. Разработаны схема подключения ЧРП к системе электроснабжения ТЭЦ, а также схемы группового управления сетевыми электронасосами, обеспечивающие регулирование их суммарной производительности и поддержание заданного давления в трубопроводе.

10. Дан анализ технологической востребованности ЧРП на основных механизмах ТЭЦ, выполнен расчет технико-экономической эффективности

внедрения энергосберегающих мероприятий, в результате обоснована очередность модернизации механизмов при поэтапной реконструкции.

12. Результаты диссертационной работы переданы в электрослужбу ТЭЦ и центральную электротехническую лабораторию ОАО «ММК», где использованы при разработке «Программы внедрения энергосберегающих мероприятий ОАО "ММК" на 2012 год» и «Программы реконструкции электроприводов собственных нужд ТЭЦ ОАО "ММК"». Ожидаемый экономический эффект от внедрения энергосберегающих мероприятий 3,52 млн. руб.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих основных работах.

Научные статьи, опубликованные в изданиях по списку ВАК:

1. Анализ надежности оборудования тепловой электростанции при внедрении преобразователей частоты /A.C. Карандаев, Г.П. Корнилов, О.И. Ка-рандаева и др. // Вестник ЮУрГУ. Серия «Энергетика». Вып. 12. - Челябинск: ГОУ ВПО «ЮУрГУ», 2009. № 34(167). - С. 16-22.

2. Шеметова A.A., Карандаев A.C., Карандаева О.И. Методика расчета надежности автоматизированных электроприводов прокатного стана // Изв. вузов. Электромеханика. 2009. № 1. - С. 48-54.

3. Расчет надежности электроприводов при внедрении преобразователей частоты / A.C. Карандаев, A.A. Шеметова, О.И. Карандаева и др. // Изв. вузов. Электромеханика. 2010. № 1. - С. 59-64.

4. Применение логико-вероятностного метода для анализа надежности автоматизированных электроприводов / A.C. Карандаев, A.A. Шеметова, О.И. Карандаева и др. // Известия ТулГУ. Технические науки. Вып. 3: в 5 ч. -Тула: ГОУ ВПО «ТулГУ», 2010. -Ч. 1. - С. 153-160.

5. Методика расчета остаточного ресурса систем управления и защиты электроустановок / И.М. Ячиков, К.Н. Вдовин, О.И. Карандаева и др. // Изв. вузов. Электромеханика. 2011. № 4. - С. 91-94.

6. Способы повышения устойчивости частотно-регулируемых электроприводов при нарушениях электроснабжения /Т.П. Корнилов, Т.Р. Храмшин, О.И. Карандаева и др. // Вестник МГТУ - Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ», 2011. №4.-С. 99-104.

7. Карандаева О.И. Характеристика повреждаемости сетевых и блочных трансформаторов ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат» // Вестник ЮУрГУ. Серия «Энергетика». Вып. 16. - Челябинск: ФГБОУ ВПО «ЮУрГУ», 2011. № 34 (251). - С. 15-20.

Публикации в других изданиях:

8. Шеметова A.A., Карандаев A.C., Карандаева О.И. Анализ надежности системы управления главным электроприводом чистовой клети стана 2500 // Труды V Международной (XVI Всероссийской) конференции по автоматизированному электроприводу (АЭП-2007). - Санкт-Петербург, 2007. - С. 414— 417.

9. Карандаева О.И., Галлямов P.P., Ротанова Ю.Н. Анализ надежности электрооборудования тепловой электростанции // Электротехнические комплексы и системы: Межвуз. науч. сб.-Уфа: УГАТУ, 2009. -С. 126-131.

10. Анализ надежности электрооборудования тепловой электростанции металлургического предприятия при реконструкции / В.В. Ровнейко, P.P. Галлямов, О.И. Карандаева и др. //Труды третьего международного промышленного Форума-выставки «Реконструкция промышленных предприятий -прорывные технологии в металлургии и машиностроении». - Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ», 2010. - С. 179-180.

11. Probable methods of account reliability and prediction of the residual resource of the electric equipment / P.V. Shiljaev, K.E. Odintsov, O.I. Karandaeva a.o. //13th international conference on electromechanics, electrotechnology, elec-tromaterials and components. - Alushta, Crimea, Ukraine, 2010. - P. 111-112.

12. Экспертная оценка надежности оборудования тепловой электростанции / A.A. Шеметова, О.И. Карандаева, В.В. Ровнейко и др. // Энергосбережение, электромагнитная совместимость и качество в электрических системах: Сборник статей II Международной научно-практической конференции. - Пенза: Приволжский Дом знаний, 2011. - С. 127-129.

13. Свидетельство РФ №2008614089. Расчет показателей надежности электротехнического оборудования на основе статистических методов анализа /И.Ю. Андрюшин, A.A. Шеметова, О.И. Карандаева и др. // ОБПБТ - 2008. №4. С. 213.

14. Свидетельство РФ № 2011611131. Расчет интенсивности отказов электрооборудования /A.C. Карандаев, И.М. Ячиков, О.И. Карандаева и др. // ОБПБТ-2011. №2. С. 275.

15. Свидетельство РФ № 2011611133. Расчет показателей надежности электрооборудования /A.C. Карандаев, Ю.Н. Кондрашева, О.И. Карандаева и др. // ОБПБТ - 2011. №2. С. 275.

Подписано в печать 23.11.2011. Формат 60x84 1/16. Бумага тип. № 1.

Плоская печать. Усл.печ.л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ 836.

455000, Магнитогорск, пр. Ленина, 38 Полиграфический участок ФГБОУ ВПО «МГТУ»

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. ПРОБЛЕМЫ ВНЕДРЕНИЯ ЧАСТОТНО-РЕГУЛИРУЕМЫХ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ НА ТЕПЛОВОЙ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО ПРЕДПРИЯТИЯ.

1.1. Применение частотно-регулируемых электроприводов в ОАО «ММК».

1.2. Характеристика технологического процесса ТЭЦ ОАО «ММК»

1.3. Технические характеристики оборудования котлоагрегатов.

1.4. Обоснование применения частотно-регулируемых электроприводов на тепловых электростанциях.

1.5. Схемы ПЧ для высоковольтных электроприводов.

1.6. Схема высоковольтного ЧРП с автономным источником тока.

1.7. Актуальность анализа надежности частотно-регулируемых электроприводов тепловой электростанции.

1.8. Показатели надежности систем электропривода.

1.9. Анализ методик оценки технического состояния сложных систем

1.10. Методика определения показателей надежности электрооборудования на основе ОЛВМ.

1.11. Выводы и постановка задачи исследований.

Глава 2. ИССЛЕДОВАНИЯ УСТОЙЧИВОСТИ ЧАСТОТНО-РЕГУЛИРУЕМОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА ПРИ НАРУШЕНИЯХ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ.

2.1. Разделение электроприводов ТЭЦ по категориям ответственности

2.2. Технологические требования к электроприводам ответственных механизмов.

2.3. Обоснование типа ПЧ для высоковольтных электроприводов ТЭЦ

2.3.1. Обоснование применения Power Flex 7000 на ТЭЦ.

2.3.2. Технические характеристики ВУУД.

2.3.3. Схемы электропривода.

2.4. Условия восстановления технологического режима ЧРП насосной установки при кратковременном нарушении электропитания.

2.5. Экспериментальные исследования автоматического самозапуска частотно-регулируемого электропривода при отклонениях напряжения сети.

2.5.1. Условия эксперимента.

2.5.2. Результаты исследований характеристик электропривода РошегР1ех 7000 сетевого насоса.

2.5.3. Рекомендации по обеспечению бесперебойной работы электроприводов.

ВЫВОДЫ.

Глава 3. АНАЛИЗ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ ОБОРУДОВАНИЯ ТЭЦ ПРИ ВНЕДРЕНИИ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ЧАСТОТЫ.

3.1. Основные этапы разработанной методики расчета надежности электрооборудования.

3.2. Метод экспертных оценок.

3.3. Методика проведения экспертизы.

3.3.1. Формирование рабочей группы.

3.3.2. Оценка компетентности экспертов.

3.4. Построение структурных моделей надежности тепловой электростанции в виде деревьев отказов.

3.5. Разработка программного обеспечения, реализующего методику анализа неисправностей.

3.5.1. Основной алгоритм программы сбора и статистической обработки данных об отказах.

3.5.2. Алгоритм обработки данных об отказах по фактору времени и номеру энергоблока.

3.5.3. Алгоритм обработки данных по месту возникновения отказа

3.6. Оценка показателей надежности ТЭЦ.

3.7. Расчет надежности частотно-регулируемого электропривода.

3.8. Повышение достоверности экспертных оценок.

ВЫВОДЫ.

Глава 4. МЕРОПРИЯТИЯ ПО ПОВЫШЕНИЮ НАДЕЖНОСТИ

ЧРП. ОБОСНОВАНИЕ РЕКОНСТРУКЦИИ

ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ МЕХАНИЗМОВ ТЭЦ.

4.1. Способы повышения устойчивости частотно-регулируемых электроприводов при нарушениях электроснабжения.

4.1.1. Резервирование электропитания.

4.1.2. Системы с накопителями энергии.

4.1.3. Совершенствование систем управления ЧРП.

4.1.4. Использование ПЧ с двумя вводами.

4.2. Рекомендации по построению системы электроснабжения собственных нужд ТЭЦ при внедрении ЧРП.

4.2.1. Характеристика системы электроснабжения ТЭЦ.

4.2.2. Анализ системы электроснабжения собственных нужд с позиций внедрения ЧРП.

4.2.3. Пример схемы электроснабжения при внедрении ЧРП.

4.2.4. Выполнение АВР.

4.2.5. Системы группового управления электроприводами насосов.

4.3. Технологическая востребованность регулируемого электропривода.

4.4. Рекомендации по планированию и очередности проведения энергосберегающих мероприятий.

4.5. Использование результатов диссертационной работы.

ВЫВОДЫ.

В соответствии с Энергетической стратегией России на период до 2020 года снижение энергоемкости экономики и повышение эффективности использования энергоносителей являются важнейшими стратегическими направлениями [1-3]. Электроэнергетика является главной составляющей в структуре энергопотребления, которая вместе с теплоснабжением использует 70% топливно-энергетических ресурсов. Вместе с тем, более половины энергоблоков тепловых электростанций (ТЭС) эксплуатируется уже более 35-40 лет, их оборудование основательно устарело и нуждается в коренной реконструкции [4]. Это относится как к тепловым электростанциям энергосистем, так и к собственным ТЭС промышленных, и в том числе металлургических, предприятий.

Удельный вес энергетического хозяйства в экономике металлургического завода весьма значителен. Стоимость его основных фондов составляет 10-20% общей стоимости предприятия. В ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат (ОАО «ММК») наиболее мощным производителем электрической энергии является теплоэлектроцентраль (ТЭЦ). Наряду с электроэнергией продукцией ТЭЦ являются тепловые носители в виде пара и горячей воды. В настоящее время ТЭЦ производит 330 МВт электрический мощности, выдает 540 Гкал/час тепла, обеспечивая ими подразделения комбината и жилые районы города. В общем объеме вырабатываемых комбинатом собственных энергоресурсов, доля ТЭЦ по электроэнергии составляет более половины, а по теплу 50-60% [5].

Одно из стратегических направлений развития электроэнергетики России на период до 2015 года - техническое перевооружение и реконструкция около половины эксплуатируемых тепловых электростанций с продлением их ресурса и заменой основного и вспомогательного оборудования на новое с улучшенными технико-экономическими характеристиками. [6].

В настоящее время актуальным является вопрос реконструкции электроприводов теплоэлектроцентрали ОАО «ММК». Объектами внедрения частотно-регулируемых приводов (ЧРП) либо реконструкции существующих электроприводов с внедрением преобразователей частоты (ПЧ) являются вспомогательные механизмы собственных нужд, обеспечивающие работу электростанции.

В промышленно развитых странах ЧРП используются более 30 лет. В течение этого времени закладывались научные и методические основы, разрабатывались и совершенствовались технические средства управления электроприводом, совершенствовались технологические процессы и оборудование. Накоплен большой опыт в создании систем, использующих этот тип приводов, ряд решений стандартизирован [7].

В нашей стране сложилась несколько иная ситуация. Частотно-регулируемые приводы, отвечающие требованиям надежности и электромагнитной совместимости с электрическими сетями, появились на российском рынке сравнительно недавно, и их цена достаточно высока. Имеющийся не всегда положительный опыт применения отечественных ЧРП предопределил осторожное отношение к использованию преобразователей частоты, а подтверждение реального экономического эффекта от их внедрения во многих случаях затруднительно.

Появлению на отечественном рынке современной преобразовательной техники и постепенному возрастанию спроса на нее в массовых применениях способствовало теоретическое обоснование ее необходимости, выполненное Н.Ф. Ильинским [8-18], Б.С. Лезновым [19-24], H.H. Чистяковым [25-27], Г.Б. Лазаревым [3, 4, 6, 28-32] и др.). Выполнены конкретные разработки ЧРП, нашедшие практическое применение на объектах тепло-водоснабжения г. Москвы (Ю.А. Крылов [33^42]), разработаны научные основы применения вентильно-индукторных электроприводов (В.Ф. Козаченко, В.Н. Остриров [43-49]). В последние годы интерес к данному направлению усиливается, о чем свидетельствуют многочисленные научно-технические разработки ([5059] и др.).

Известные преимущества частотно-регулируемого электропривода приводятся без учета специфики работы асинхронного двигателя совместно с преобразователем частоты. Незнание ряда особенностей их совместной работы может привести в лучшем случае к нерациональному использованию привода, а в худшем - к серьезному снижению надежности электроустановки. Практика показывает, что внедрение регулируемого электропривода только из соображений энергосбережения и технологической необходимости, без учета особенностей устройств отрицательно влияет на безостановочность работы производства [33]. Прежде всего, это относится к работе ЧРП в условиях неизбежных кратковременных нарушений электропитания, что приводит к ухудшению показателей безотказности в сравнении с нерегулируемым электроприводом. Особенно актуален вопрос повышения надежности ЧРП при их внедрении на ответственных механизмах ТЭС и собственных электростанций металлургических предприятий, нарушение работы которых может привести к необратимым последствиям и многомиллионным убыткам.

Первой причиной ухудшения показателей надежности электропривода является непосредственно внедрение преобразователя частоты, который, являясь сложным электронным устройством, не может способствовать повышению надежности электроустановки. Многие производители декларируют среднюю наработку на отказ ПЧ от 40 до 100 тыс. часов и более, т.е. от 5 до 12,5 лет непрерывной безаварийной работы [60]. Очевидно, что эта цифра зачастую завышена и носит рекламный характер, а такой важнейший аспект как оценка надежности ЭП при внедрении ПЧ чаще всего остается вне зоны внимания организации-потребителя электропривода. Это обусловлено тем, что фирмы-изготовители ПЧ не заинтересованы в объективной оценке и распространении информации о показателях надежности ЭП. В свою очередь, организации, внедряющие ПЧ, не имеют достоверных статистических данных о количествах отказов ЭП до и после их внедрения. Эксплуатационный персонал, заказывающий новую технику и владеющий вопросами технологии, недостаточно осведомлен об ее особенностях, и отрицательные моменты проявляются уже в'условиях действующего производства [33].

Второй причиной снижения безотказности (а это, как известно, один из основных показателей надежности [61, 62]) является то, что ПЧ "не любит" провалы напряжений, а тем более кратковременные отключения, приводящие к срабатыванию защиты и останову электропривода [63]. Причиной этого является увеличение длительности перерывов в работе электродвигателей, питаемых от ПЧ, при кратковременных (1-2 с) нарушениях электроснабжения [64]. Это предопределяет необходимость проведения исследований и разработок, направленных на повышение устойчивости ЧРП. Решение вопроса осложняется отсутствием апробированной инженерной методики, позволяющей дать оценку надежности ЭП до и после внедрения ПЧ.

Впервые вопрос устойчивости ЧРП при кратковременных потерях электропитания поставлен и рассмотрен в [33]. Выполнены исследования ЧРП на объектах теплостанций, тепловых пунктов и в системах тепловодо-снабжения городского хозяйства [36- 38]. Вопросы надежности ЧРП, внедряемых на тепловых электростанциях, не рассматривались.

Целью диссертационной работы является разработка технических мероприятий, обеспечивающих повышение устойчивости частотно-регулируемых электроприводов ответственных механизмов тепловой электростанции при нарушениях электроснабжения.

Названный комплекс мероприятий предполагает решение следующих задач:

1. Анализ основных причин снижения надежности электроприводов при внедрении преобразователей частоты. Теоретические и экспериментальные исследования режимов ЧРП при нарушениях электропитания.

2. Разработку и применение методики анализа надежности тепловой электростанции и непосредственно электропривода при внедрении преобразователей частоты.

3. Разработку программного обеспечения, обеспечивающего расчет основных показателей надежности на основе обработки статистических данных об отказах.

4. Разработку технических решений по повышению безотказности средствами самого электропривода, а также рационального резервирования по электропитанию.

5. Анализ технологической востребованности и показателей эффективности внедрения ЧРП в условиях ТЭЦ ОАО «ММК».

В соответствии с поставленными задачами содержание работы изложено следующим образом:

В первой главе представлены структура электроприводов, внедренных в ОАО «ММК» за истекшие 7 лет, характеристика технологического процесса и состав оборудования ТЭЦ. На основе анализа литературных источников показана эффективность применения ЧРП на тепловых электростанциях, выполнен анализ схем ПЧ для высоковольтных двигателей. Обоснована актуальность разработки методики анализа, а также способов повышения надежности частотно-регулируемых электроприводов ТЭЦ. Выполнен анализ методик расчета надежности сложных систем.

Во второй главе предложено разделение электроприводов ТЭЦ по категориям ответственности, сформулированы технические требования к электроприводам ответственных механизмов, обосновано применение преобразователя частоты Power Flex 7000 для высоковольтных электроприводов ТЭЦ. Рассмотрены условия восстановления технологического режима электропривода насоса при кратковременном нарушении электропитания. Выполнены экспериментальные исследования автоматического самозапуска электропривода Power Flex 7000.

Третья глава посвящена анализу показателей надежности оборудования ТЭЦ при внедрении преобразователей частоты. Предложена методика, основанная на применении логико-вероятностного метода с экспертной оценкой технического состояния объекта, даны рекомендации по выбору экспертов. Разработано программное обеспечение, реализующее методику идентификации неисправностей на основе алгоритма сбора и статистической обработки данных об отказах. На основе анализа структурных моделей надежности тепловой электростанции, представленных в виде деревьев отказов, дана оценка времени наработки на отказ котлоагрегатов до и после внедрения ПЧ. Выполнен расчет надежности частотно-регулируемых электроприводов.

В четвертой главе дан анализ способов повышения устойчивости частотно-регулируемых электроприводов при нарушениях электропитания, приведен фрагмент системы электроснабжения собственных нужд 3 кВ ТЭЦ при внедрении ЧРП. Разработаны схемы подключения частотно-регулируемых электроприводов, выполненные с учетом структуры системы электроснабжения собственных нужд ТЭЦ и возможности использования систем группового управления. Дана оценка технологической востребованности регулируемого электропривода применительно к вспомогательным механизмам ТЭЦ. Даны рекомендации по планированию и очередности проведения модернизации электроприводов ТЭЦ при поэтапной реконструкции.

В заключении приводятся выводы по работе.

По содержанию диссертационной работы опубликовано 15 научных трудов, в том числе 7 в рецензируемых изданиях. Официально зарегистрированы 3 программы для ЭВМ. Полученные результаты докладывались и обсуждались на 6-и международных научно-технических конференциях.

Считаю приятным долгом выразить благодарность сотрудникам института энергетики и автоматики ГОУ ВПО «МГТУ», специалистам Управления главного энергетика, тэплоэлектроцентрали и ЦЭТЛ ОАО «ММК» за предоставленные материалы и всестороннюю помощь в работе над диссертацией. Особую благодарность выражаю д.т.н., профессору МЭИ [Крылову Ю.А. оказавшему неоценимую помощь в постановке задачи, техническом, организационном и методическом обеспечении экспериментов.

ВЫВОДЫ

1. На основании анализа схем резервирования ЧРП при нарушениях электроснабжения показано, что автоматическое включение резерва на период кратковременной потери электропитания (2-3 с) не является рациональным решением, т.к. требует создания собственного быстродействующего АВР, что усложняет схему электроснабжения, и создает проблемы по селективности и равномерности загрузки вводов электропитания.

2. Выделены основные направления разработок по повышению устойчивости ПЧ при кратковременных нарушениях в системе электроснабжения:

- совершенствование алгоритмов управления ПЧ;

- установка накопителей энергии и аккумулирующих устройств;

- электропитание ПЧ от двух вводов, совпадение моментов нарушений по которым маловероятно.

3. В качестве перспективного направления обоснована разработка ПЧ с АИТ с электропитанием от двух вводов, с дополнительным звеном постоянного тока. В результате исключается необходимость изменения алгоритмов управления и использования сложной функции «пуск в лет».

4. Для объектов с большим количеством высоковольтных двигателей обоснован вариант группового подключения инверторов к секции шин постоянного тока, питаемых от основного выпрямителя, с возможностью перевода на резервный, подключенный к отдельной секции системы электроснабжения ТЭЦ.

5. На примере насосной 16 а, сформулированы основные рекомендации по построению схемы электроснабжения собственных нужд при внедрении частотного регулирования:

- автоматическое переключение электродвигателя насоса от ПЧ, потерявшего питание, на работу от сети или автоматическое прямое включение резервного циркуляционного насоса;

- уменьшение времени переключения АВР, позволяющее повысить вероятность самозапуска электродвигателей при кратковременном перерыве электропитания.

Разработана схема подключения ЧРП к системе электроснабжения ТЭЦ в составе комплектной СГУ частотным электроприводом.

6. Предложены схемы группового управления сетевыми электронасосами, обеспечивающие регулирование их суммарной производительности и поддержание давления, с использованием высоковольтных ПЧ, а также низковольтных ПЧ с выходными согласующими трансформаторами.

7. На основании анализа положительных эффектов, обеспечиваемых при внедрении ЧРП, дан анализ технологической востребованности их внедрения на основных механизмах ТЭЦ.

8. Выполнен расчет эффективности энергосберегающих мероприятий, учитывающий прямую экономию электроэнергии, суммарные капитальные затраты и предполагаемый срок окупаемости с учетом совершенствования технологии, обновления оборудования и повышения срока службы эксплуатируемых агрегатов.

9. Обоснована очередность модернизации механизмов ТЭЦ при поэтапной реконструкции, согласно которой приоритет отдается объектам, энергосбережение на которых выше при заданных сроках окупаемости, при этом учитывается агрегатность механизмов, что сокращает время останова котла на реконструкцию.

10. Результаты диссертационной работы в виде «Технико-экономического обоснования модернизации электроприводов вспомогательных механизмов ТЭЦ на основе внедрения преобразователей частоты» переданы в электрослужбу ТЭЦ и центральную электротехническую лабораторию ОАО «ММК», где использованы при разработке «Программы внедрения энергосберегающих мероприятий ОАО "ММК" на 2012 г» и «Программы реконструкции электроприводов собственных нужд ТЭЦ ОАО "ММК"».

11. При участии автора выполняется НИОКР по договору с ОАО «ММК», посвященная разработке преобразователя частоты с электропитанием от двух независимых вводов. Ожидаемый экономический эффект от внедрения энергосберегающих мероприятий 3,52 млн. руб./год.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. В связи с реконструкцией теплоэлектроцентрали ОАО «ММК» актуальной задачей является повышение надежности электроприводов механизмов собственных нужд и станции в целом при внедрении преобразователей частоты.

2. Диапазон мощностей электроприводов собственных нужд ТЭЦ составляет 160 - 1250 кВт, напряжение - от 3 до 10 кВ, в связи с чем обосновано применение высоковольтных преобразователей частоты серии Power Flex 7000 фирмы Allen-Bradley. Основной причиной снижения надежности электроприводов, выполненных на основе ПЧ с автономным инвертором тока, являются отключения при кратковременных нарушениях электроснабжения.

3. Сформулированы технологические требования к ЧРП механизмов ТЭЦ, обосновано условие восстановления технологического режима котло-агрегатов при нарушении электропитания: суммарное время нарушения, синхронизации и разгона электропривода до предшествующей частоты вращения должно быть меньше уставки времени аварийных защит.

4. В результате экспериментов доказано, что автоматический самозапуск высоковольтного ЧРП с преобразователем Power Flex 7000 при нарушениях электропитания обеспечивается приблизительно в 50% случаев. При этом длительность отключения напряжения не является фактором, однозначно определяющим возможность успешного самозапуска.

5. Для анализа надежности оборудования ТЭЦ обосновано применение методики, основанной на положениях общего логико-вероятностного метода с экспертной оценкой интервалов возникновения отказов.

6. Разработаны алгоритмы и официально зарегистрированные программы для обработки данных об отказах энергоблоков, осуществляющие классификацию и формирование архива отказов, а также статистическую обработку данных и расчет параметров безотказности.

7. В результате анализа структурных моделей надежности электростанции и экспертной оценки интервалов возникновения отказов установлено, что общая надежность тепловой электростанции при внедрении высоковольтных ЧРП уменьшается. Среднее время наработки на отказ преобразователя частоты, составляет 0,8-1,2 года.

8. Обоснована разработка преобразователя частоты с дополнительным звеном постоянного тока с электропитанием от двух вводов. В результате исключается необходимость изменения алгоритмов управления ЧРП и использования сложной функции «пуск в лёт».

9. Разработаны схема подключения ЧРП к системе электроснабжения ТЭЦ, а также схемы группового управления сетевыми электронасосами, обеспечивающие регулирование их суммарной производительности и поддержание заданного давления в трубопроводе.

10. Дан анализ технологической востребованности ЧРП на основных механизмах ТЭЦ, выполнен расчет технико-экономической эффективности внедрения энергосберегающих мероприятий, в результате обоснована очередность модернизации механизмов при поэтапной реконструкции.

12. Результаты диссертационной работы переданы в электрослужбу ТЭЦ и центральную электротехническую лабораторию ОАО «ММК», где использованы при разработке «Программы внедрения энергосберегающих мероприятий ОАО "ММК" на 2012 год» и «Программы реконструкции электроприводов собственных нужд ТЭЦ ОАО "ММК"». Ожидаемый экономический эффект от внедрения энергосберегающих мероприятий 3,52 млн. руб./год.

148

1. Волков Э. П., Баринов В.А., Маневич A.C. Проблемы и перспективы развития электроэнергетики России- М.: Энергоатомиздат, 2001.

2. Основные положения энергетической стратегии России на период до 2020 года//Энергетическая политика России на рубеже веков. М.: «Папирус ПРО», 2001.

3. Лазарев Г.Б. Частотно-регулируемый электропривод насосных и вентиляторных установок эффективная технология энерго- и ресурсосбережения на тепловых электростанциях //Силовая электроника. - 2007, №3. - С. 4148.

4. Лазарев Г.Б. Опыт и перспективы применения частотно-регулируемых асинхронных электроприводов в электроэнергетике России. URL: http://www.privod-news.ru/may03/25-3.htm

5. Эффективность внедрения систем с частотно-регулируемыми приводами: Сайт компании Альдис. URL: http://www.aldis.ru/techno/siemens/freq-controled-systems/

6. Ilinski N. Frequency Converters in Water Supply Systems for Energy Saving // Energy Engineering. 2000. Vol. 97. № 5.

7. Ильинский Н.Ф. Энергосбережение в центробежных машинах средствами электропривода // Вестник МЭИ. 1995. № 1.

8. Ильинский Н.Ф. Энергосберегающий электропривод насосов // Электротехника. 1995. № 7.

9. Ильинский Н.Ф. Энергосберегающий электропривод насосов и вентиляторов // Тезисы докладов научно-технического семинара «Энергосберегающий электропривод насосов и вентиляторов». М.: МЭИ. 1995.

10. Ильинский Н.Ф. Современные подходы к энергосбережению средствами электропривода в промышленности и коммунальном хозяйстве // Энергоменеджер. Ежеквартальный бюллетень. Вып. 5. Зима 1997.

11. Ильинский Н.Ф. Сопоставление энергопотребления асинхронного электропривода центробежных машин при частотном и параметрическом регулировании // Вестник МЭИ. 1995. № 6.

12. Ильинский Н.Ф. Регулируемый электропривод. Энерго- и ресурсосбережение // Приводная техника. 1997. № 3.

13. Ильинский Н.Ф. Перспективы развития регулируемого электропривода // Электричество. 2003. № 3.

14. Ильинский Н.Ф., Москаленко В.В. Электропривод и энерго- и ресурсосбережение: Учебно-практическое издание. М.: Издательский центр «Академия», 2007.

15. Ильинский Н.Ф., Шакарян Ю.Г. Инструкция по расчету экономической эффективности применения частотно-регулируемого электропривода. -М.: Минтопэнерго РФ, 1997.

16. Ильинский Н.Ф., Горнов А.О., Рожанковский Ю.В. Энергосбережение в электроприводе. -М.: Высш. шк., 1989.

17. Лезнов Б.С. Экономия электроэнергии в насосных установках. М.: Энергоатомиздат, 1991.

18. Лезнов Б.С. Энергосбережение и регулируемый электропривод в насосных и воздуходувных установках М.: Энергоатомиздат, 2006.

19. Лезнов Б.С. Методические рекомендации по приближенному расчету эффективности применения регулируемого электропривода в насосных установках систем водоснабжения. М.: ВИЭСХ, 1980.

20. Лезнов Б.С. Определение эффективности применения центробежных насосов с регулируемой частотой вращения // Сб. Эксплуатация водопроводных сетей и сооружений на них М.: МДНТП, 1980.

21. Лезнов Б.С., Гинзбург. Я.Н. Экономия энергии в водном хозяйстве // Водоснабжение и санитарная техника. 1983. № 4.

22. Лезнов Б.С. Экономичное регулирование режимов работы канализационных насосных станций // Ред. журн. Водоснабжение и санитарная техника. М.: Деп. в ВНИИС. 1993. №4651.

23. Чистяков H.H. Перспективы применения регулируемого электропривода во внутренних системах водоснабжения жилых микрорайонов // Электротехника. 1995. № 7.

24. Чистяков H.H. Перспективы применения регулируемого электропривода во внутренних системах водоснабжения жилых микрорайонов // Тезисы докладов научно-технического семинара «Энергосберегающий электропривод насосов и вентиляторов». М.: МЭИ, 1995.

25. Чистяков H.H. Повышение эффективности работы систем горячего водоснабжения. M.: Стройиздат, 1988.

26. Лазарев Г. Б. Мощные высоковольтные преобразователи частоты для регулируемого электропривода в электроэнергетике // Электротехника. 2005. №11.

27. Лазарев Г. Б. Электромагнитная совместимость высоковольтных преобразователей частоты с системами электроснабжения собственных нужд тепловых электростанций // Электротехника. 2004. №10.

28. Лазарев Г. Б. Еще раз о применении регулируемого электропривода // Энергетик. 2004. № 9.

29. Лазарев Г. Б. Инверторы преобразователей для частотно-регулируемых электроприводов // Новости электротехники. 2005. 2(32).

30. Крылов Ю.А. Разработка энерго-ресурсосберегающих технологий в топливно-энергетическом хозяйстве города на основе современного электропривода: Автореферат дис. . д-ра. техн. наук. -М.: МЭИ. 2004. 40 с.

31. Крылов Ю.А. Опыт внедрения регулируемого электропривода в ЖКХ крупного города // Электро. 2007. № 4.

32. Крылов Ю.А. Тепловая станция как объект автоматического регулирования // Промышленная энергетика. 2008. № 3.

33. Опыт и перспективы модернизации электроприводов в системах жизнеобеспечения большого города / Н.Ф. Ильинский, А.Н. Ремезов, A.B. Сорокин, Ю.А. Крылов // Электричество. 2007. № 7.

34. Ремезов А.Н., Сорокин A.B., Крылов Ю.А. Технические требования к регулируемым электроприводам жилищно-коммунального хозяйства // Промышленная энергетика. 2007. № 7.

35. Паньшин A.C., Крылов Ю.А. Комплекс энергосберегающих мероприятий по модернизации центральных тепловых пунктов // Промышленная энергетика. 2001. № 3.

36. Ремезов А.Н., Сорокин A.B., Крылов Ю.А. Особенности массового внедрения энергосберегающих технологий на центральных тепловых пунктах Москвы // Электрические станции. 2007. № 10.

37. Вайнер И.Г., Крылов Ю.А., Ремезов А.Н. Режимы работы сетевых насосов теплостанций при оснащении их регулируемыми электроприводами // Электрические станции. 2008. № 1.

38. Новое направление в приводе мощный многосекционный вентильно-индукторный электропривод с векторным управлением / В.Н. Остриров,

39. В.Ф. Козаченко, Ю.А. Крылов и др. // Электронные компоненты. 2006. №1.

40. Остриров В.Н., Козаченко В.Ф., Русаков A.M. Новое направление в приводе мощный многосекционный вентильно-индукторный электропривод с векторным управлением // Доклады научно-практического семинара «Вентильно-индукторный электропривод». -М.: МЭИ. 2007.

41. Остриров В.Н. Современные отечественные преобразователи для управления электродвигателем // Электронные компоненты. 2004. № 7.

42. Цифровое векторное управление вентильно-индукторными двигателями с независимым возбуждением / В.Ф. Козаченко, A.C. Анучин, A.A. Жарков, A.B. Дроздов // Компоненты и технологии. 2004. № 8.

43. Электропривод на базе вентильных индукторных машин с электромагнитным возбуждением / В.Ф. Козаченко, Д.В. Корпусов, В.Н. Остриров, A.M. Русаков // Электронные компоненты. 2005. № 6.

44. Вайнер И.Г., Крылов Ю.А., Панынин A.C. Регулирование тепловой мощности котлоагрегатов типа ПТВМ // Промышленная энергетика. 2001. №4.

45. Пат. РФ 67594. Устройство управления электродвигателем насоса водоснабжения / Крылов Ю.А. и др. // ИБ. 2007. № 30.

46. Пат. РФ 66141. Преобразователь частоты / Крылов Ю.А. и др. // ИБ. 2007. №24.

47. Пат. РФ 64447. Автоматический регулятор приводов переменного тока / Крылов Ю.А. и др. // ИБ. 2007. № 18.

48. Пат. РФ 32333. Устройство регулирования частоты напряжения питания электродвигателей переменного тока / С.Н. Станкевич, Ю.А. Крылов // ИБ. 2003. №25.

49. Пат. РФ 21461. Устройство для регулирования температуры воды перед котлами и расхода воды через котлы / Ю.А. Крылов, И.Г. Вайнер, С.А. Синицын // ИБ.2002. № 2.

50. Пат. РФ 42115. Устройство для регулирования температуры сетевой воды района тепловых сетей / И.Г. Вайнер, Ю.А. Крылов, А.С. Паныиин // ИБ. 2004. № 2.

51. Пат. РФ 18757. Устройство для регулирования тепловой мощности водогрейного котла / И.Г. Вайнер, Ю.А. Крылов, А.С. Паньшин // ИБ.2001.№ 9

52. Lawrenzon P.J., Stephenson J.M. et. al. Variable-speed Switched Reluctance Motors // IEEE Pros. vol. 127. Pt. В N4. June 1980.

53. Преобразователь частоты для регулируемого электропривода широкого применения / А.В. Кудрявцев, Д.Д. Богаченко, А.Н. Ладыгин и др. // Электротехника. 1994. № 7.

54. Белов М.П., Новиков В.А., Рассудов Л.Н. Автоматизированный электропривод типовых производственных механизмов и технологических комплексов. М.: Academia, 2004.

55. Трубицин В.И. Теория надежности в вопросах эксплуатации и проектирования электрической части станций. М.: Изд. МЭИ, 1989.

56. Надежность технических систем и техногенный риск: Учебное пособие для вузов / Под ред. М. И. Фалеева. М., 2002. - 360 с.

57. Фролов Ю.М. Состояние и тенденции развития электропривода. URL:http://www. v-itc.ru/electrotech/2006/01/pdf/2006-0 l-01.pdf

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

59. Головин В.В., Лукьянов В.П., Косенков A.B. Опыт внедрения и эксплуатации регулируемых электроприводов переменного тока // Изв. вузов. Электромеханика. 2006. № 4. С. 22 - 27.

60. Головин В.В. ОАО «ММК»: Генеральная линия на внедрение электроприводов переменного тока // Труды V Международной (XVI Всероссийской) конференции по автоматизированному электроприводу (АЭП-2007) Санкт-Петербург, 2007. - С. 40 - 42.

61. Головин В.В., Косенков A.B., Разворотнев В.П. Опыт внедрения современных электроприводов в ОАО «ММК» // Известия ТулГУ. Технические науки. Вып. 3: в 5 ч. Тула: Изд-во ТулГУ, 2010. Ч. 2. С. 149-156.

62. Проблемы внедрения частотно-регулируемых электроприводов на ответственных механизмах тепловой электростанции / Ю.А. Крылов, И.А. Селиванов, A.C. Карандаев, и др. // Изв. вузов. Электромеханика. 2011. № 4. -С. 19-25.

63. Головин В.В., Карандаев A.C. Промышленное внедрение и опыт эксплуатации современных электроприводов в ОАО «ММК» /Регулируемый электропривод. Опыт и перспективы применения: Доклады научно-практического семинара М.: МЭИ, 2006. - С. 9-35.

64. Андрюшин И.Ю., Головин В.В., Косенков A.B. Опыт и перспективы внедрения частотно-регулируемых электроприводов в ОАО «ММК» // Вестник МГТУ им. Г.И. Носова, 2011. № 3. С. 5-8.

65. Проблемы внедрения частотно-регулируемых электроприводов на ответственных механизмах тепловой электростанции / Ю.А. Крылов, И.А. Селиванов, A.C. Карандаев и др.// Изв. вузов. Электромеханика. 2011. № 4. -С. 19-25.

66. Проекты АСУ технологических процессов и установок с применением частотно-регулируемых приводов. URL: http://www.promdrive.ru/ load/3 3.pdf

67. Технические требования к электроприводам вспомогательных механизмов тепловой электростанции при внедрении преобразователей частоты /Ю.А. Крылов, И.А. Селиванов, В.В. Ровнейко и др. // Вестник МГТУ им. Г.И. Носова, 2011. № 3. С. 15-19.

68. Карандаева О.И., Галлямов P.P., Ротанова Ю.Н. Анализ надежности электрооборудования тепловой электростанции // Электротехнические комплексы и системы: Межвуз. науч. сб. Уфа: УГАТУ, 2009. - С. 126-131.

69. Артюх В. М., Литвак В. В. Потери электроэнергии в оборудовании собственных нужд электростанции // Электрические станции. 2007. № 2.

70. Коротко о частотно-регулируемом приводе URL: http://www.tdupk.com/imgcatalog/imgnasos/castotnoyeregylirovanye/chast otnoeregylirovanieteoriya.pdf

71. Лазарев Г.Б. Высоковольтные преобразователи для частотно-регулируемого электропривода. Построение различных систем //Новости Электротехники, 2005. № 2 (32). URL: http://www.news.elteh.ru/arh/2005 /32/10.php

72. Семенов В. Г. Анализ рынка современных преобразователей частоты для применения в городском коммунальном хозяйстве. Отчет. М.: Департамент топливно-энергетического хозяйства города Москвы. 2005. 27 с.

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

74. Energy Efficiency Improvements in Electric Motors and Drives / A.de Almeida (ed.). Springer, 1997.

75. Острейковский В.А. Теория надежности: Учеб. для вузов. М.: Высш. шк, 2003. -463с.

76. Надежность систем электропривода. URL: http://slv-std.ru/node/569

77. Москаленко В.В. Системы автоматизированного управления электропривода М.; ИНФРА-М, 2004. - 208 с.

78. Рипс Я. А., Савельев Б. А. Анализ и расчет надежности систем управления электроприводами. М.: Энергия, 1974г. - 248 с.

79. Софийский И.Ю., Шендрик H.H., Сацук Н.В. Оценка и прогнозирование ресурса оборудования сложных систем. URL: http://www.nbuv.gov.ua/portal/natural/znpsnu/20092/Z30RlS8.pdf

80. Можаев A.C. Общий логико-вероятностный метод анализа надежности структурно-сложных систем: Уч. пособ. Д.: BMA, 1988. - 68 с.

81. Можаев A.C., Громов В.Н. Теоретические основы общего логико-вероятностного метода автоматизированного моделирования систем. СПб.: ВИТУ, 2000. 145 с.

82. Рябинин И.А. Надежность и безопасность структурно-сложных систем. -Спб.: Политехника, 2000. 248 с.

83. Рябинин И.А. Логико-вероятностная теория безопасности и ее возможности. // Труды Международной Научной Школы «Моделировании и анализ безопасности, риска и качества в сложных системах» (МА БРК 2001). -Спб.: Изд. ООО НПО «Омега», 2001. - С.23-28.

84. Черкесов Г.Н., Можаев A.C. Логико-вероятностны-е методы расчета надежности структурно-сложных систем. // В сб. Качество и надежность изделий.-Вып. 3 (15).-М.: Знание, 1991. С. 34-65.

85. Черкесов Г.Н. Надежность аппаратно-программных комплексов: Учеб. пособие. СПб.: Питер, 2005. - 479 е.: ил.

86. Шеметова A.A. Разработка методики анализа надежности автоматизированных электроприводов прокатных станов при реконструкции: Дис. . канд. техн. наук. Магнитогорск: МГТУ, 2009. - 144 с.

87. Расчет надежности электроприводов при внедрении преобразователей частоты / A.C. Карандаев, A.A. Шеметова, О.И. Карандаева и др. // Изв. вузов. Электромеханика. 2010. № 1. С. 59-64.

88. PowerFlex7000 Высоковольтный привод переменного тока. Конструктивное исполнение «В». Техническое руководство // Rockwell Automation. http://www.energoresurs-ek.ru/docs/drives/mediumvoltage/7000-td200b-ru-p.pdf

89. Технический бюллетень №1557-PF7000-5.0 RU Высоковольтные устройства управления двигателями типа ВУУД 1557 и ВУУД PowerFlex7000 мощностью 150-12000 кВт // Rockwell Automation 2000 г. http://www.seprivod.ru/data/fengine9.pdf

90. Шеметова A.A., Карандаев A.C., Карандаева О.И. Методика расчета надежности автоматизированных электроприводов прокатного стана // Изв. вузов. Электромеханика. 2009. № 1. С. 48-54.

91. Применение логико-вероятностного метода для анализа надежности автоматизированных электроприводов / A.C. Карандаев, A.A. Шеметова, О.И. Карандаева и др. // Известия ТулГУ. Технические науки. Вып. 3: в 5 ч. Тула: Изд-во ТулГУ, 2010. Ч. 1. С. 153-160.

92. Буртаев Ю.Ф., Острейковский В.А. Статистический анализ надежности объектов по ограниченной информации. М.: Энергоатомиздат, 1995.

93. Власов А.Б. Факторный анализ показателей надежности контактных соединений по данным тепловизионного контроля // Электротехника, 2003, №4, с. 51-55.

94. Ковалев A.A., Спиваковский A.B. Применение логико-вероятностных методов для оценки надежности структурно-сложных систем // Электричество, 2000, №9.

95. Белов В.П., Голяков А.Д., Старков С.Я. Аналитико-статистический метод оценки надёжности систем управления и навигации подвижных объектов / Сборник докладов НТК «Радиолокация, навигация, связь». Воронеж, 2003.

96. Орлов А.И. Теория принятия решений. Учебное пособие. М.: Издательство "Март", 2004. - 656 с.

97. Орлов А.И. Экспертные оценки. Учебное пособие. М.: Изд-во "Экзамен", 2002.

98. Алифанов A. J1., Алифанов JI. А. Маркетинг: решение исследовательских задач: Учеб пособие. Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2005. - 95 с.

99. Карчин В.В. Комплекс методов определения работоспособности силовых трансформаторов без отключения с использованием экспертных оценок: Авторефера дис. . канд. техн. наук. Казань: КГЭУ, 2008. - 18 с.

100. Карандаева О.И., Галлямов P.P., Ротанова Ю.Н. Анализ надежности электрооборудования тепловой электростанции // Электротехнические комплексы и системы: Межвуз. науч. сб. Уфа: УГАТУ, 2009. - С. 126131.

101. Свидетельство РФ №2008614089. Расчет показателей надежности электротехнического оборудования на основе статистических методов анализа /И.Ю. Андрюшин, A.A. Шеметова, О.И. Карандаева и др. // ОБПБТ 2008. №4. С. 213.

102. Свидетельство РФ № 2011611133. Расчет показателей надежности электрооборудования /A.C. Карандаев, Ю.Н. Кондрашева, О.И. Карандаева и др. // ОБПБТ 2011. №2. С. 275.

103. Свидетельство РФ № 2011611131. Расчет интенсивности отказов электрооборудования /A.C. Карандаев, И.М. Ячиков, О.И. Карандаева и др. // ОБПБТ-2011. №2. С. 275.

104. Карандаева О.И. Характеристика повреждаемости сетевых и блочных трансформаторов ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат» // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия «Энергетика». Вып. 17. Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2011. № 18.

105. Способы повышения устойчивости частотно-регулируемых электроприводов при нарушениях электроснабжения /Т.П. Корнилов, Т.Р. Храм-шин, О.И. Карандаева и др. // Вестник МГТУ им. Г.И. Носова, 2011. № 4. -С. 99-104.

106. Компания Emotron. Преобразователь частоты. Руководство по эксплуатации. 2004 г.

107. Способ управления преобразователем частоты при нарушениях электроснабжения / A.A. Ионов, Ю.А. Крылов, А.Н. Ремезов и др. // Патент РФ № 2344538, МПК Н02Р 1/00. Опубл. 2009. Бюл. №2.

108. Преобразователь частоты / A.A. Ионов, Ю.А. Крылов, А.Н. Ремезов и др. // Патент РФ № 72589, МПК Н02Р 27/08. Опубл. 2008. Бюл. №11.

109. Устройство регулирования частоты напряжения питания электродвигателей переменного тока / С.Н. Станкевич, Ю.А. Крылов // Патент РФ № 32333, МПК Н02Р 5/00. Опубл. 2003. Бюл. №25.

110. Преобразователь частоты для электропривода непрерывного действия / Ю.А. Крылов, Т.П. Крылова // Патент РФ № 80713, МПК Н02М 5/40. Опубл. 2005. Бюл. №5.

111. Распределительное оборудование Schneider electric на напряжение 6-35 кВ: Сайт Контрол-Тек. URL: http://www.control-tec.ru/production/ schneiderelectric/92/