УДОСКОНАЛЕННЯ МЕТОДИЧНИХ ПІДХОДІВ ДО ТЕХНІЧНОЇ ЕКСПЕРТИЗИ ТУРБОГЕНЕРАТОРІВ ДЛЯ ПІДВИЩЕННЯ БЕЗПЕКИ ЇХ ДОВГОСТРОКОВОЇ ЕКСПЛУАТАЦІЇ
DOI:
https://doi.org/10.20998/2413-4295.2026.01.05Ключові слова:
оцінювання технічного стану, турбогенератор, інтегральний показник, діагностичний моніторинг, експертиза, безпека експлуатаціїАнотація
Розглянуто удосконалення методичних підходів до технічної експертизи турбогенераторів у сучасних умовах підвищених вимог до надійності та безпеки їх довгострокової експлуатації. Проаналізовано існуючі підходи до діагностики технічного стану енергетичного обладнання та акцентовано увагу на їх обмеженнях, зокрема недостатній чутливості до ранніх стадій розвитку дефектів і відсутності комплексного врахування взаємопов’язаних фізичних процесів. Розглянуто вплив теплових, механічних і електричних навантажень на стан стрижнів обмотки статора, що є критичними елементами турбогенераторів, та обґрунтовано необхідність інтеграції різнорідних діагностичних параметрів у єдину систему оцінювання. Показано доцільність використання інтегрального показника технічного стану, який поєднує гідравлічні, вібраційні та температурні характеристики, включаючи втрати напору в системі охолодження, середньоквадратичні значення вібраційного прискорення, спектральні параметри, температуру, температурні градієнти та швидкість її зміни. Акцентовано увагу на врахуванні синергетичного ефекту взаємодії температурних і вібраційних процесів, що дозволяє підвищити достовірність діагностики та виявляти передаварійні стани на ранніх етапах. Запропоновано алгоритм оцінювання технічного стану, який включає формування системи параметрів, їх нормалізацію відносно допустимих значень, розрахунок безрозмірних показників та інтегрування з урахуванням вагових коефіцієнтів. Підтверджено ефективність запропонованого підходу на прикладі турбогенератора типу ТВВ-1000, для якого проведено розрахунок інтегрального показника з використанням експлуатаційних даних. Показано, що отриманий результат дозволяє ідентифікувати передаварійний стан обладнання, що обумовлений одночасним впливом підвищених вібрацій, погіршення умов охолодження та інтенсивних термомеханічних процесів. Проаналізовано переваги запропонованого підходу, серед яких підвищення точності оцінювання, можливість раннього виявлення дефектів, адаптивність до умов довгострокової експлуатації та придатність до інтеграції в системи діагностичного моніторингу.
Посилання
Ovcharov O. O., Kotelevets K. A. Pidkhody do efektyvnoho inzhenernoho upravlinnia yakistiu zabezpechennia bezpeky enerhetychnykh obiektiv [Approaches to effective engineering quality management for ensuring safety of energy facilities]. Mashynobuduvannia, 2024, no. 34, pp. 51–60, doi:10.26565/2079-1747-2024-34-05.
Hrinchenko H., Kupriyanov O., Trishch R., Antonenko N., Bubela T. Assessment of the quality of operation of equipment of nuclear power plants for the purpose of safe green transformation. AIP Conference Proceedings, 2024, vol. 3051, no. 1, p. 100004, doi:10.1063/5.0191649.
Hrinchenko H., Udovychenko V., Generalov O., Parfentieva O., Neskhodovskyi I., Kopacz M. Sustainability assurance optimization-based approach to energy infrastructure diagnostics in energy systems management. Polityka Energetyczna – Energy Policy Journal, 2024, vol. 27, no. 3, pp. 109–132, doi:10.33223/epj/190811.
Josimović Lj., Bogićević Z., Serban-Ioan B. Optimization model of vibrodiagnostic maintenance of turbogenerators. Advanced Engineering Letters, 2023, vol. 2, no. 4, pp. 172–181, doi:10.46793/adeletters.2023.2.4.5.
Duan R., Zhou J., Liu J., Xu Y. A performance degradation prediction approach for turbo-generator bearing considering complex working conditions based on clustering indicator and self-optimized deep learning model. Measurement Science and Technology, 2021, vol. 32, p. 065103, doi:10.1088/1361-6501/abd366.
Khvalin D. I. Ways for increase of powerful turbogenerators reliability. Colloquium-journal, 2024, no. 6 (199), pp. 19–23, doi:10.24412/2520-6990-2024-6199-19-23.
Kensytskyi O. H., Kramarskyi V. A., Kobzar K. O., Khvalin D. I. Doslidzhennia rozpodilu elektromahnitnoho polia ta temperatury v tortsevii zoni oserdia statora turboheneratora [Study of electromagnetic field and temperature distribution in the end zone of turbogenerator stator core]. Pratsi Instytutu Elektrodynamiky NAN Ukrainy, 2018, no. 51, pp. 47–53.
Ezovit G., Vlasenko N., Uglyarenko V., Burlaka S., Balamadgi I., Krasnogorov F., Orinin S. Optymizatsiia rezhymiv roboty turboheneratoriv potuzhnistiu 1000 MVt typu TVV-1000-4UZ z metoiu prodovzhennia ekspluatatsii ponad pryznachenyi termin sluzhby [Optimization of operating modes of 1000 MW turbogenerators of TVV-1000-4UZ type to extend service life]. Yaderna ta radiatsiina bezpeka, 2012, no. 4 (56), pp. 27–29, doi:10.32918/nrs.2012.4(56).06.
Fang R., Liu Z., Peng C., Yang Y., Zhang S. Fault diagnosis of inter-turn short circuit in turbogenerator rotor windings based on vibration-current signal fusion. Energy Reports, 2023, vol. 9, pp. 316–323, doi:10.1016/j.egyr.2023.03.019.
Vyhovskyi O. V. Diahnostychni oznaky zakuporky porozhnystykh providnykiv ta pidvyshchenoho strumu v elementarnykh providnykakh obmotky statora turboheneratoriv AES Ukrainy [Diagnostic signs of blockage of hollow conductors and increased current in elementary conductors of stator winding of turbogenerators of NPPs of Ukraine]. Yaderna enerhetyka ta dovkillia, 2020, no. 1 (16), pp. 19–30, doi:10.31717/2311-8253.20.1.3.
Kuchynskyi K. A., Kensytsky O. H. Thermomechanical loads of powerful turbogenerator stator winding insulation in the presence of water cooling defects. Electrical Engineering & Electromechanics, 2023, no. 4, pp. 75–82, doi:10.20998/2074-272X.2023.4.11.
Brütsch R., Tari M., Fröhlich K., Weiers T., Vogelsang R. Insulation failure mechanisms of power generators. IEEE Electrical Insulation Magazine, 2008, vol. 24, no. 4, pp. 17–25, doi:10.1109/MEI.2008.4581636.
Ide K., Hattori K., Takahashi K., Kobashi K., Watanabe T. A sophisticated maximum capacity analysis for large turbine generators considering limitation of temperature. IEEE Transactions on Energy Conversion, 2005, vol. 20, no. 1, pp. 166–172, doi:10.1109/TEC.2004.842389.
Kimura K. Progress of insulation ageing and diagnostics of high voltage rotating machine windings in Japan. IEEE Electrical Insulation Magazine, 1993, vol. 9, no. 3, pp. 13–20, doi:10.1109/57.216783.
Stone G. C., Boulter E. A., Culbert I., Dhirani H. Electrical insulation for rotating machines – design, evaluation, aging, testing, and repair. IEEE Electrical Insulation Magazine, 2004, vol. 20, no. 3, pp. 65–65, doi:10.1109/MEI.2004.1307097.
Uchanin V. M., Nardoni D., Nardoni P. Detection of fatigue cracks in the fillet zone of steel blades of industrial gas turbines using eddy current method. Technical Diagnostics and Non-Destructive Testing, 2024, vol. 2, no. 6, pp. 34–40, doi:10.37434/tdnk2024.02.05.
Yang Y., Zhang S., Su K., Fang R. Early warning of stator winding overheating fault of water-cooled turbogenerator based on SAE-LSTM and sliding window method. Energy Reports, 2023, vol. 9 (Suppl. 2), pp. 199–207, doi:10.1016/j.egyr.2023.02.076.
Kulagin D., Maslov I. Synthesis of automatic control system of traction asynchronous motor of transport diesel-generator power plant. Problemele Energeticii Regionale, 2025, no. 4 (68), pp. 18–31, doi:10.52254/1857-0070.2025.4-68.02.
NP 306.2.245-2024. Zahalni polozhennia bezpeky atomnykh stantsii [General safety provisions of nuclear power plants]. Kyiv, Derzhavna inspektsiia yadernoho rehuliuvannia Ukrainy, 2008, 52 p. Available at: https://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page.html?id_doc=110647 (accessed 03.01.2026).
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2026 Oleksandr Ovcharov , Volodymyr Sabadash
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Журнал публікує статті згідно з ліцензією Creative Commons Attribution International CC-BY.
