energsecurityНадежность и безопасность энергетикиSafety and Reliability of Power Industry1999-55552542-2057ООО «НПО Энергобезопасность»10.24223/1999-5555-2025-18-1-21-30energsecurity-988Research ArticleОБЩИЕ ВОПРОСЫ НАДЕЖНОСТИ И БЕЗОПАСНОСТИ ЭНЕРГЕТИКИGENERAL ISSUES RELATED TO RELIABILITY AND SAFETY OF THE POWER INDUSTRYОценка надежности автономных электростанций электротехнических комплексов газовой отраслиReliability assessment of autonomous power plants in electrical complexes of the gas industryНазарычевА. Н.NazarichevA. N.

линия 21-я В.О., д. 2, 199106, г. Санкт-Петербург

Line 21-ya V.O., Bldg. 2, 199106, St. Petersburg

МельниковаО. С.MelnikovaO. S.

пр-кт Малоохтинский, д. 45, 195112, г. Санкт-Петербург

Ave. Malo-Okhtinsky, Bldg. 45, 195112, St. Petersburg

o.c.melnikova@mail.ruМанукянД. Д.ManukyanD. D.

линия 21-я В.О., д. 2, 199106, г. Санкт-Петербург

Line 21-ya V.O., Bldg. 2, 199106, St. Petersburg

СафиуллинА. Х.SafiullinA. Kh.

пр-кт Малоохтинский, д. 45, 195112, г. Санкт-Петербург

Ave. Malo-Okhtinsky, Bldg. 45, 195112, St. Petersburg

Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины IIРоссияSt. Petersburg Mining University of Empress Catherine IIRussian FederationООО «Газпром ВНИИГАЗ»РоссияOOO Gazprom VNIIGAZRussian Federation2025020520251812130Copyright © Назарычев А.Н., Мельникова О.С., Манукян Д.Д., Сафиуллин А.Х., 20252025Назарычев А.Н., Мельникова О.С., Манукян Д.Д., Сафиуллин А.Х.Nazarichev A.N., Melnikova O.S., Manukyan D.D., Safiullin A.K.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.sigma08.ru/jour/article/view/988

Надежность работы автономных электростанций на основе газопоршневых и газотурбинных электроагрегатов для собственных нужд (ЭСН) предприятий газовой отрасли является одним из ключевых факторов для обеспечения бесперебойного энергоснабжения и эффективного функционирования объектов газовой промышленности. В современных экономических условиях стабильная работа ЭСН важна и любые отказы могут привести к значительным финансовым потерям и остановке производственных процессов. Современные ЭСН представляют собой сложные технические системы, включающие в себя различные виды оборудования. Выполнен анализ статистических данных по отказам, возникающим в процессе эксплуатации автономных электростанций собственных нужд предприятий топливно-энергетического комплекса. На основании данных по количеству отказов и наработке на отказ агрегатов ЭСН с начала эксплуатации была проведена их статистическая обработка, построены эмпирические зависимости показателей безотказности. Получены значения вероятностей безотказной работы и вероятности отказа, а также функции плотности вероятности отказов. Была выдвинута гипотеза о распределении средней наработки до отказа по закону распределения Вейбулла. В соответствии с критерием согласия Пирсона было установлено, что полученные экспериментальные данные соответствуют теоретической модели распределения Вейбулла. На основании полученной статистической модели средней наработки на отказ были построены зависимости показателей безотказности электроагрегатов ЭСН. Доказанная в ходе исследования функция распределения Вейбулла является основанием для проведения дальнейших научных исследований. 

Reliability of autonomous power plants based on gas piston and gas turbine power units for auxiliary needs (APU) of gas industry enterprises is one of the key factors for ensuring uninterruptible power supply and efficient functioning of gas industry facilities. In modern economic conditions, stable operation of APU is important, and any failures can lead to significant financial losses and shutdown of production processes. Modern APU are complex technical systems that include various types of equipment. The article analyzes statistical data on failures that occur during operation of autonomous power plants for auxiliary needs of fuel and energy complex enterprises. Based on the data on the number of failures and mean time between failures (MTBF) of APU units from the beginning of operation, their statistical processing was carried out, and empirical dependencies of reliability indicators were established. The values of the probabilities of failure-free operation and the probability of failure, as well as the probability density functions of failures, were obtained. A hypothesis was put forward on the distribution of the average time to failure according to the Weibull distribution law. In accordance with the Pearson goodness-of-fit criterion, it was found that the obtained experimental data correspond to the theoretical model of the Weibull distribution. Based on the obtained statistical model of the mean time between failures, dependencies of the reliability indicators of the electric units of the APU were constructed. The Weibull distribution function proven during the study is the basis for further scientific research. 

электростанции собственных нужд (ЭСН)распределение Вейбулластатистическая обработкавероятность безотказной работысредняя наработка до отказаauxiliary power units (APU)Weibull distributionstatistical processingprobability of failure-free operationmean time between failures (MTBF)ReferencesОценка роли государства в управлении минеральными ресурсами / В. С. Литвиненко, Е. И. Петров, Д. В. Василевская [и др.] // Записки Горного института 2023; 259,: 95–111. – DOI 10.31897/PMI.2022.100.Assessment of the role of the state in the management of mineral resources / V. S. Litvinenko, E. I. Petrov, D. V. Vasilevskaya [et al.] //Notes of the Mining Institute 2023; 259,: 95–111. – DOI 10.31897/PMI.2022.100.Концепция развития энергетики производственных объектов в условиях динамичного изменения условий хозяйствования предприятий газовой отрасли / В. А. Маркелов, А. Н. Бронников, А. А. Шаповало [и др.] // Газовая промышленность 2023; S3(853),: 8–11.The concept of development of energy of industrial facilities in the context of dynamic changes in the economic conditions of enterprises in the gas industry / V. A. Markelov, A. N. Bronnikov, A. A. Shapovalo [et al.] // Gas industry 2023; S3 (853): 8–11.Абрамович Б. Н., Богданов И. А. Повышение эффективности автономных электротехнических комплексов нефтегазовых предприятий // Записки Горного института 2021; 249,: 408–416. – DOI 10.31897/PMI.2021.3.10.Abramovich B. N., Bogdanov I. A. Improving the efficiency of autonomous electrical complexes of oil and gas enterprises // Notes of the Mining Institute 2021; 249,: 408–416. – DOI 10.31897/PMI.2021.3.10.О внесении изменений в Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской Федерации, утвержденные приказом Минэнерго России от 4 октября 2022 г. № 1070. Приказ Минэнерго России от 29.11.2024 г. № 2321.On Amendments to the Rules for Technical Operation of Electric Power Plants and Grids of the Russian Federation, approved by Order of the Ministry of Energy of Russia dated October 4, 2022 No. 1070. Order of the Ministry of Energy of Russia dated November 29, 2024 No. 2321.РД 34.45.-51.300-97. Объем и нормы испытания электрооборудования. М.: Издательство НЦ Энас, 2004,: 153.RD 34.45.-51.300-97. Scope and Standards for Testing Electrical Equipment. Moscow: Publishing House of the Scientific Center Enas, 2004,: 153.СТО 34.01-23.1-001-2017. Стандарт организации «Объем и нормы испытания электрооборудования», введён Распоряжением ПАО «Россети» от 29.05.2017 г. № 280р.STO 34.01-23.1-001-2017. Organization Standard "Scope and Standards for Testing Electrical Equipment", introduced by Order of PJSC Rosseti dated May 29, 2017 No. 280r.Приказ Минэнерго России от 25 октября 2017 г. № 1013 «Правила организации технического обслуживания и ремонта объектов электроэнергетики».Order of the Ministry of Energy of Russia dated October 25, 2017 No. 1013 "Rules for organizing the maintenance and repair of electric power facilities".Опыт разработки и практического применения руководств по безопасности в области методологии оценки риска аварий на объектах газовой отрасли / Д. В. Пономаренко, В. Г. Веселков, Е. Л. Гавриленко, О. А. Андреева, И. Г. Волынец, Р. Р. Кантюков [и др.] // Газовая промышленность 2023; 8(852),: 94–98.Experience in the development and practical application of safety guidelines in the field of accident risk assessment methodology at gas industry facilities / D. V. Ponomarenko, V. G. Veselkov, E. L. Gavrilenko, O. A. Andreeva, I. G. Volynets, R. R. Kantyukov [et al.] // Gas industry 2023; 8 (852): 94–98.Управление старением трансформаторов систем нормальной эксплуатации АЭС на основе риск-ориентированного подхода / А. Н. Назарычев, Д. А. Андреев, О. С. Мельникова, А. А. Пугачев // Энергетик. 2022; 3,: 7–13.Aging management of transformers for normal operation systems of NPPs based on a risk-oriented approach / A. N. Nazarichev, D. A. Andreev, O. S. Melnikova, A. A. Pugachev // Power engineer 2022; 3: 7–13.Житомирский Б. Л., Ляпичев Д. М., Жукова Е. А. Повышение энергоэффективности транспорта природного газа в современных условиях // Труды Российского государственного университета нефти и газа имени И. М. Губкина 2023; 3(312),: 98–108. – DOI 10.33285/2073-9028-2023-3(312)-98-108.Zhitomirsky B. L., Lyapichev D. M., Zhukova E. A. Improving the energy efficiency of natural gas transportation in modern conditions // Proceedings of the Gubkin Russian State University of Oil and Gas 2023; 3 (312): 98–108. – DOI 10.33285 / 2073-9028-2023-3 (312)-98-108.Повышение эффективности работы электростанций собственных нужд ПАО «Газпром» методом загрузки свободных генерирующих мощностей / А. С. Кайдаш, Т. Ф. Коноплев, И. С. Токарев [и др.] // Газовая промышленность 2024; 5(865),: 100–105.Improving the efficiency of auxiliary power plants of PJSC Gazprom by loading free generating capacities / A. S. Kaidash, T. F. Konoplev, I. S. Tokarev [et al.] // Gas industry. 2024; 5 (865): 100–105.Постановление Правительства Российской Федерации от 19.12.2016 г. № 1401 «О комплексном определении показателей технико-экономического состояния объектов электроэнергетики, в том числе показателей физического износа и энергетической эффективности объектов электросетевого хозяйства, и порядка осуществления мониторинга таких показателей» (Собрание законодательства РФ, 2016, 52, ст. 7665).Resolution of the Government of the Russian Federation of 19.12.2016 No. 1401 "On the comprehensive determination of indicators of the technical and economic condition of electric power facilities, including indicators of physical deterioration and energy efficiency of electric grid facilities, and the procedure for monitoring such indicators" (Collected Legislation of the Russian Federation, 2016, 52, Art. 7665).Приказ Минэнерго России от 26 июля 2017 г. № 676 «Об утверждении методики оценки технического состояния основного технологического оборудования и линий электропередачи электрических станций и электрических сетей».Order of the Ministry of Energy of Russia dated July 26, 2017 No. 676 "On approval of the methodology for assessing the technical condition of the main technological equipment and power transmission lines of electric stations and electric networks."Приказ Минэнерго России от 17 марта 2020 г. № 192 «О внесении изменений в методику оценки технического состояния основного технологического оборудования и линий электропередачи электрических станций и электрических сетей, утверждённую приказом Минэнерго России от 26 июля 2017 г. № 676».Order of the Ministry of Energy of Russia dated March 17, 2020 No. 192 "On Amendments to the Methodology for Assessing the Technical Condition of the Main Process Equipment and Power Transmission Lines of Electric Power Stations and Electric Grids, Approved by Order of the Ministry of Energy of Russia dated July 26, 2017 No. 676".Тарасов В. А., Петроченков А. Б., Кавалеров Б. В. Компьютерный комплекс для испытаний газотурбинных электростанций // Электротехника 2017; 11: 55–60.Tarasov V. A., Petrochenkov A. B., Kavalerov B. V. Computer Complex for Testing Gas Turbine Power Plants // Electrical Engineering 2017; 11: 55–60.Приказ Минэнерго России от 19 февраля 2019 г. № 123 «Об утверждении методических указаний по расчету вероятности отказа функционального узла и единицы основного технологического оборудования и оценки последствий такого отказа».Order of the Ministry of Energy of Russia dated February 19, 2019 No. 123 "On Approval of Guidelines for Calculating the Probability of Failure of a Functional Unit and a Unit of Main Process Equipment and Assessing the Consequences of Such Failure".Особенности конструкции газовых двигателей производства АО «РУМО» и их применение в газопоршневых электростанциях для российской энергетической промышленности / В. В. Денисенко, В. Б. Шипов, С. Е. Андрусенко [и др.] // Газовая промышленность 2023; S3(853),: 110–116.Design Features of Gas Engines Manufactured by JSC RUMO and Their Application in Gas Piston Power Plants for the Russian Energy Industry / V. V. Denisenko, V. B. Shipov, S. E. Andrusenko [et al.] // Gas Industry 2023; S3 (853): 110–116.Ревякин Е. Е., Сушков В. В., Хамитов Р. Н. Исследование совместной работы автономной газотурбинной электростанции и генерирующего узла с возобновляемыми источниками электроэнергии // Электротехнические и информационные комплексы и системы 2023; 19(1),: 14–23. – DOI 10.17122/1999-5458-2023-19-1-14-23.Revyakin E. E., Sushkov V. V., Khamitov R. N. Study of Joint Operation of an Autonomous Gas Turbine Power Plant and a Generating Unit with Renewable Electricity Sources // Electrical and Information Complexes and Systems 2023; 19 (1): 14–23. – DOI 10.17122/1999-5458-2023-19-1-14-23.Обеспечение устойчивой работы автономных энергосистем в газовой промышленности / И. С. Токарев, А. Н. Назарычев, Я. Э. Шклярский, И. В. Скворцов // Энергетик 2024; 7,: 15–19.Ensuring stable operation of autonomous power systems in the gas industry / I. S. Tokarev, A. N. Nazarichev, Ya. E. Shklyarsky, I. V. Skvortsov // Energetik 2024; 7: 15–19.Современные технологии релейной защиты и автоматики на объектах ПАО «Газпром» / А. А. Шаповало, С. А. Головатов, Д. Н. Мизонов [и др.] // Газовая промышленность 2023; S3(853),: 52–57.Modern technologies of relay protection and automation at the facilities of PJSC Gazprom / A. A. Shapovalo, S. A. Golovatov, D. N. Mizonov [et al.] // Gas industry 2023; S3 (853): 52–57.Референс Лист. – Текст: электронный // ЗВЕЗДА-ЭНЕРГЕТИКА: [сайт]. – URL: https://www.zvec.ru/reference_list/reference.pdf?clckid=b25087d0 (дата обращения: 28.12.2024).Reference List. – Text: electronic // ZVEZDA-ENERGETIKA: [website]. – URL: https://www.zvec.ru/reference_list/reference.pdf?clckid=b25087d0 (date of access: 28.12.2024).Вентцель Е. С., Овчаров Л. А. Теория случайных процессов и ее инженерные приложения – 5-е издание. – Москва: Юстиция. 2018,: 448. – ISBN 978-5-4365-1903-6.Ventzel E. S., Ovcharov L. A. Theory of random processes and its engineering applications – 5th edition. – Moscow: Yusticia 2018,: 448. – ISBN 978-5-4365-1903-6.Мельникова О. С., Кузнецов В. С. Метод расчета электрической прочности масляных каналов главной изоляции силовых трансформаторов // Вестник Ивановского государственного энергетического университета 2020; 5,: 48–55. – DOI 10.17588/2072- 2672.2020.5.048-055.Melnikova O. S., Kuznetsov V. S. Method for calculating the electrical strength of oil channels of the main insulation of power transformers // Bulletin of the Ivanovo State Power Engineering University 2020; 5: 48 – 55. – DOI 10.17588/2072-2672.2020.5.048-055.Dechgummarn Y., Fuangfoo P., & Kampeerawat W. (2023). Predictive Reliability Analysis of Power Distribution Systems Considering the Effects of Seasonal Factors on Outage Data Using Weibull Analysis Combined With Polynomial Regression. IEEE Access, 11, 138261–138278. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2023.3340515Dechgummarn Y., Fuangfoo P., & Kampeerawat W. (2023). Predictive Reliability Analysis of Power Distribution Systems Considering the Effects of Seasonal Factors on Outage Data Using Weibull Analysis Combined With Polynomial Regression. IEEE Access, 11, 138261–138278. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2023.3340515Gumbel E. J. Statistics of Extremes // Echo Point Books and Media 2013 p. 396.Gumbel E. J. Statistics of Extremes // Echo Point Books and Media, 2013 p. 396.ГОСТ Р 50779.27-2017 (МЭК 61649:2008). Статистические методы. Распределение Вейбулла. Анализ данных. Statistical methods. Weibull distribution. Data analysis.GOST R 50779.27-2017 (IEC 61649:2008). Statistical methods. Weibull distribution. Data analysis.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.