Повышение эффективности функциональной диагностики электротехнических элементов силовых трансформаторов под нагрузкой

• Автор: Андреев, Константин Анатольевич
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Тула
• Количество страниц: 144 с. : ил.

Введение
Содержание

Глава 1. Анализ технических средств диагностирования силовых трансформаторов, методов расчета параметров и прогнозирования их технического состояния
1.1. Технические средства диагностирования и условия их применения
1.2. Физические процессы в силовых трансформаторах и их влияние на контроль и прогнозирование их технического состояния
1.3. Цель и задачи исследования
1.4. Выводы по 1-й главе
Глава 2. Определение и расчет параметров схем замещения силового трансформатора для диагностирования и прогнозирования его состояния
2.1. Построение схемы замещения силового трансформатора в рабочем режиме
2.2. Определение параметров схемы замещения
2.3. Расчет параметров ветви намагничивания силового трансформатора
2.4. Построение итоговой схемы замещения силового многообмоточного трансформатора в нормальном состоянии
2.5. Построение итоговой схемы замещения силового многообмоточного трансформатора в аварийном состоянии
2.6. Моделирование силового трансформатора на основе схем замещения
2.7. Выводы по 2-й главе
Глава 3: Устройств мониторинга и диагностики силовых -
трансформаторов под нагрузкой
3.1. Мобильное устройство мониторинга и диагностики силового трансформатора без отключения его от нагрузки (УМДМ)
3.2. Стационарное устройство мониторинга и диагностики силового трансформатора без отключения его от нагрузки (УМДС)

3.3. Система комплексного контроля силовых трансформаторов
3.4. Выводы по 3-й главе
Глава 4. Прогнозирование технического состояния силовых трансформаторов под нагрузкой
4.1. Обоснование рациональных параметров устройств диагностики
4.2. Экспериментальные подтверждения результатов исследований
4.3. Результаты прогнозирования технического состояния силового трансформатора
4.4. Выводы по 4-й главе
Заключение
Библиографический список
Приложения

Введение
Актуальность темы.
Износ силовых трансформаторов в РФ настоящее время составляет 63% [27]. Стоимость замены оборудования на новое, составляет около 10 млрд. долларов. Чрезмерный износ оборудования приводит к снижению надежности электроснабжения, потери электроэнергии в системах. Аварийная ситуация ведет к перебою в электроснабжении, остановке технологических процессов производств, порче электрооборудования и сырья, а так же к возникновению техногенных аварий, влияющих на жизнь и здоровье людей. Поэтому мониторинг, диагностика и своевременный ремонт электросетевого хозяйства России, в том числе силовых трансформаторов, -одна из первоочередных задач энергетической отрасли. На её решение будут направлены до 2020 года 10,2 триллиона рублей. Это составляет 47% от общей суммы инвестиций в электроэнергетику [27].
Наиболее повреждаемые элементы конструкции силового
трансформатора, согласно данным [1, 52], являются обмотки и их изоляция. На них приходится 44% всех повреждений. Последствия от них относятся к наиболее опасным и тяжелым для силового трансформатора. Причины данных видов повреждений очень многообразны (недочеты конструкции, скрытые дефекты, возникшие в процессе изготовления оборудования, нарушения правил перевозки, монтажа, эксплуатации, ошибки в ходе проведения диагностических и ремонтных работ и т.д.), а обнаружить их достаточно проблематично. Можно так же-выделить отсутствие полной информационной картины о состоянии оборудования, условиях его эксплуатации.
Необходимость знать точное текущее состояние силового трансформатора и прогноз его технического состояния диктуется экономическими реалиями, связанными с острой необходимостью продления сроков службы существующего оборудования, с недостаточностью
уровней временного ряда на основе выбранной функции. Для колебательных процессов применяют тригонометрические функции, ряды Фурье.
В качестве прогнозирующей функции в основном используют 3 частных случая: линейную модель, параболу и полином третьего порядка.
Коэффициенты в однофакторных прогнозирующих функциях а0 и а/ определяются с помощью метода наименьших квадратов. Он заключается в минимизации суммы квадратов отклонений фактических значений от расчетных:
'Yfit - -> (1.10)

где yt- вид исследуемой функции.
Если фактором-аргументом является время t, то прогнозируемые значения показателя у определяется по формуле:
yl+L=a0+a,(t+L), где L=l,2,... (1.11)
Фактор-аргумент - независимая переменная (любой показатель х):
y*t+i =a0+a,xt+L, где L= 1,2,... (1.12)
Метод считается статистически надежным.
Именно его мы будем использовать в дальнейшем, т.к. он обладает простотой, использует минимум априорной информации об объекте, все данные для расчета находят в результате диагностики. Данный метод широко применяется в области электротехники и заслужил доверие [38, 62].
Подводя итоги, отметим, что для нашего исследования наиболее подходящим является применение метода однофакторной прогнозирующей функции, в качестве аппроксимирующей которой используется степенная функция [105].