Bereznychenko V. Radial cylindrical surfaces shaft run-out capacitive sensors for powerful hydro-generators

Українська версія

Thesis for the degree of Doctor of Philosophy (PhD)

State registration number

0825U000317

Thesis Registration Form

0825U000317.pdf

Applicant for

Specialization

  • 152 - Метрологія та інформаційно-вимірювальна техніка

01-02-2023

Specialized Academic Board

PhD 728

Institute of Electrodynamics of the National Academy of Sciences of Ukraine

Essay

The thesis is devoted to the development of the capacitive method of measuring the radial runout of cylindrical shaft surfaces in high-power hydroelectric generators by creating new runout meters and methods for modeling the sensors of radial runout of cylindrical shaft surfaces in high-power hydroelectric generators of Ukrainian HPPs and PHES, taking into account the design features of the diagnostic object in the Comsol Multiphysics environment. The relevance of developing methods for designing and researching sensors to create sensors for radial runout of cylindrical shaft surfaces of high-power hydroelectric generators with increased accuracy, noise immunity, and resolution is determined by the need to improve the assessment of the state of power plant equipment during operation. The main characteristics and types of powerful hydraulic units and features of control and diagnostics of their structural units are presented. The defects of hydraulic units' components are analyzed to determine which data of the results of measuring the parameters of radial vibration of the shaft and the criteria for assessing the runout and vibration of shafts of high-power hydraulic units are used. The methods and means of controlling the parameters of shaft runout, as well as the systems for monitoring and diagnosing the technical condition of hydraulic units in which they are used, are described. It is shown that among the wide variety of methods and means of control, capacitive sensors are distinguished for measuring additional parameters in the systems of vibration control and diagnostics of hydraulic units. This is due to the relatively simple manufacturing technology of capacitive transducers, their high accuracy, resolution, reproducibility, and stability under conditions of various destabilizing factors. The monograph presents the results of the creation and research of multiphysical models of capacitive sensors, the justification of the choice of the optimal sensor topology depending on the design parameters of the diagnostic object, the assessment of the influence of sensor manufacturing technology on their transformation functions and the development of ways to minimize measurement errors, and the assessment of the main errors of capacitive sensors.

Read more

Research papers

1. Zaitsev Ie., Levytskyi A., Bereznychenko V. Hybrid diagnostics systems for power generators faults: systems design principle and shaft run-out sensors. Power systems research and operation: Selected problems / editors: Kyrylenko O., Zharkin A. and other. Springer, 2021, P. 71 – 98. DOI: 10.1007/978-3-030-82926-1_4. Index in SCOPUS.

2. Zaitsev Ie.O., Levytskyi A.S., Novik A.I., Bereznychenko V.O., Smyrnova A.M. Research of a capacitive distance sensor to grounded surface. Telecommunications and Radio Engineering. 2019. No.78(2):5-18 P.173-180. Index in SCOPUS, IF 0.408.

3. Zaitsev I., Bereznychenko V., Bajaj M., Taha I.B.M., Belkhier Y., Titko V., Kamel S. Calculation of capacitive-based sensors of rotating shaft vibration for fault diagnostic systems of powerful generators. Sensors. 2022. vol. 22(1634). 19 p. DOI: 10.3390/s22041634. Index in SCOPUS, Q1, IF 3.847.

4. Березниченко В.О. Розрахунок функції перетворення ємнісного сенсора радіального биття валів засобами комп’ютерного моделювання. Праці Інституту електродинаміки Національної академії наук України. 2021. № 58. C. 107–112. DOI: 10.15407/publishing2021.58.107.

5. Березниченко В.О., Зайцев Є.О. Безконтактний ємнісний сенсор системи контролю параметрів биття валів потужних електричних машин. Праці Інституту електродинаміки НАН України. 2020. № 57. C. 81 – 88. DOI: https://doi.org/10.15407/publishing2020.57.081.

6. Левицький А.С., Зайцев Є.О., Березниченко В.О. Особливості вимірювання радіального биття циліндричних поверхонь валу гідроагрегату. Гідроенергетика України. 2019. № 1-2. C. 39 – 44.

7. Левицький А. С., Березниченко В. О., Зайцев Є. О. Відносна та абсолютна радіальна вібрація вала вертикального гідроагрегата. Гідроенергетика України. 2019. № 3-4. С. 68 – 72.

8. Левицький А.С., Березниченко В.О., Зайцев Є.О. Сучасні системи вібродіагностики гідроагрегатів з вимірювачами абсолютної та відносної вібрації валів. Гідроенергетика України. 2021. № 1-2. C. 57 – 66.

9. Zaitsev I., Levytskyi A., Bereznychenko V. Development shaft run-out measurement transducers for powerful generators fault control system with capacitive coplanar concentric sensor. Theory and practice of science: key aspects: Proc. of the I Int. scientific and practical conference. February 19-20, 2021. Rome, Italy: Dana, 2021. Pp. 1014 – 2021. DOI: https://doi.org/10.51582/interconf.19-20.02.2021.103.

10. Березниченко В.О. Вимірювач биття циліндричних поверхонь валів гідрогенераторів із ємнісним компланарно концентричним сенсором. Збірник матеріалів І науково-технічної конференції молодих вчених та спеціалістів Інституту електродинаміки Національної академії наук України. 15 березня 2021 р. , м. Київ, Україна, 2021. С.33 – 37.

11. Березниченко В.О. Дослідження методів комп’ютерного моделювання ємнісних сенсорів. Збірник матеріалів XXXIX Науково-технічної конференції молодих вчених та спеціалістів інституту проблем моделювання в енергетиці ім. Г.Є. Пухова НАН України (до 40-річчя інституту). 12 травня 2021 р., м. Київ Україна, 2021. С.35 – 38.

Read more

Similar theses

0825U000318

Mykhailo Panchyk

Development of a method and means for control monolithic of powerful turbogenerator stator core during pressing

0825U000021

Serhii Maksymiuk

Improvement of information and measuring systems of quality and transportation of energy resources on the basis of their energy value

0825U000032

Vitalii V. Tkachuk

Improvement of the method and means of measuring the energy characteristics of natural gas using thermal anemometry

0824U002821

VOLODYMYR HOLODUIK

Methods and means of dynamic measurements of electric machines rotational parameters

0824U002681

Nazarii-Andrii Soroka

Information and measurement provision for works related to decarbonization of natural gas supply