Разработка модели прогнозирования вероятности безотказной работы элементов и узлов основного оборудования ГЭС

Предложена структурная схема расчета надежности гидротурбин с учетом контроля параметров состояния элементов системы, основанная на данных карты уставок автоматики и технологических защит гидротурбины ГЭС. Выполнен анализ влияния безотказной работы систем и узлов гидроагрегата на показатели надежности. Определены основные элементы системы. Безопасность эксплуатации ГЭС во многом зависит от надежности работы основного генерирующего оборудования. Гидротурбинное оборудование ГЭС рассчитано на определенные условия эксплуатации, характерные для каждого типа гидроэлектростанций. Это позволяет каждому типу турбин эффективно получать наибольшее количество гидравлической энергии, если они работают в надлежащих условиях. Таким образом, при оценке показателей надежности предлагается учитывать весовые коэффициенты, отражающие степень влияния конкретного параметра на надежность системы. Выполнено сравнение полученных результатов по предложенной модели и по нормативной методике по оценке вероятности безотказной работы системы в обобщенном виде. На основе результатов предложена модель, учитывающая отказы элементов гидроагрегата для прогнозирования вероятности безотказной работы с целью обеспечения надежности работы оборудования за пределами проектного срока службы и сокращения затрат на эксплуатацию.

1. Гаврилов С. Н. Продление срока службы энергетического оборудования с учетом обеспечения его надежности Гаврилов С. Н. Новое в российской электроэнергетике 2011; 8: 26 – 33.

2. EgusquizaMontagut, Mònica & Egusquiza, Eduard & Valentin, David & Valero, Carme & Presas, Alexandre. (2017). Failure investigation of a Pelton turbine runner. Engineering Failure Analysis. 10.1016/j.engfailanal.2017.06.048.

3. Presas, Alexandre & Valentin, David & Zhao, Weiqiang & EgusquizaMontagut, Mònica & Valero, Carme & Egusquiza, Eduard. (2021). On the use of Neural Networks for dynamic stress prediction in Francis turbines by means of stationary sensors. Renewable Energy. 170. 10.1016/j.renene.2021.02.013.

4. Liu, Xin & Luo, Yongyao & Wang, Zhengwei. (2016). A review on fatigue damage mechanism in hydro turbines. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 54. 1 – 14. 10.1016/j.rser.2015.09.025.

5. Presas, Alexandre & Luo, Yongyao& Wang, Zhengwei& Guo, Bao. (2019). Fatigue life estimation of Francis turbines based on experimental strain measurements: Review of the actual data and future trends. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 102. 96 – 110. 10.1016/j.rser.2018.12.001.

6. Gomes Pereira Junior, João & Andolfatto, Loïc & Avellan, François. (2018). Monitoring a Francis Turbine Operating Conditions. Flow Measurement and Instrumentation. 63. 10.1016/j.flowmeasinst.2018.07.007.

7. Georgievskaia Evgeniia. (2019). Hydraulic turbines lifetime in terms of fracture mechanics. Engineering Failure Analysis. 105. 1296 – 1305. 10.1016/j.engfailanal. 2019.08.003.

8. Georgievskaia Evgeniia. (2018). Justification of the hydraulic turbines lifetime from the standpoint of the fracture mechanics. Procedia Structural Integrity. 13. 971 – 975. 10.1016/j.prostr.2018.12.181.

9. Georgievskaia Evgeniia. (2020). Predictive Analytics as a Way to Smart Maintenance of Hydraulic Turbines.

10. Momcilovic, Dejan & Odanović, Zoran & Mitrovic, Radivoje & Atanasovska, Ivana & Vuherer, Tomaž. (2012). Failure analysis of hydraulic turbine shaft. Engineering Failure Analysis. 20. 54 – 66. 10.1016/j.engfailanal.2011.10.006.

11. Георгиевская Е. В. Обеспечение надежности и безопасности эксплуатации гидроагрегатов за пределами проектного срока службы. Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики 2017; 19: (7 – 8): 33 – 42.

12. Иванченко И. П. Оценка надежности гидротурбин со сроком службы выше нормативного. Иванченко И. П., Топаж Г. И., Щур В. А. Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета 2015; 2 (219): 7 – 15.

13. Георгиевская Е. В. Ресурс гидротурбин – гарантия надежности и безопасности эксплуатации ГЭС. Аналитический обзор литературы BeauBassin 2018.

14. Dragomirescu, Andrei & Carp-Ciocardia, Daniela-Craita & Safta, Carmen-Anca & Orăşanu, Nicolaie & Magheţi, Ioan. (2019). Monitoring the State of Small Power Equipment. E3S Web of Conferences. 112. 02013. 10.1051/e3sconf/201911202013.

15. Trunova I & Miroshnyk, Oleksandr & Savchenko, O & Moroz, O & Pazyi, V & Shchur, T & Kasner, R & Bałdowska-Witos, Patrycja. (2021). Scheduling of preventive maintenance of an power equipment of the agricultural enterprises. Journal of Physics: Conference Series. 1781. 012018. 10.1088/1742-6596/1781/1/012018.