Разработка проектно-диагностического комплекса для оптимизации жизненного цикла силовых трансформаторов с принудительным охлаждением

• Автор: Комков, Евгений Юрьевич
• Шифр специальности: 05.13.12, 05.14.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Иваново
• Количество страниц: 178 с. : ил.

Оглавление
Введение
1. Анализ проблемы оптимизации жизненного цикла трансформатора с принудительным охлаждением
1.1. Постановка задачи
1.1.1. Понятие оптимального жизненного цикла силового трансформатора с принудительным охлаждением
1.1.2. Понятие проектно-диагностической модели силового трансформатора с принудительным охлаждением
1.1.3. Требования к подсистеме мониторинга
1.1.4. Требования к организации системы оптимизации жизненного цикла силовых трансформаторов
1.2. Характеристика объекта
1.3. Математическое моделирование процессов в силовом трансформаторе
1.3.1. Проектная модель силового трансформатора
1.3.2. Расчет тепловых процессов в трансформаторе
1.3.3. Средства и методы поиска оптимального решения
1.3.4. Использование нейронных сетей и методов нелинейного программирования в математическом моделировании
1.4. Системы поддержки жизненного цикла силовых трансформаторов
1.4.1. Современное состояние мониторинга и диагностики силовых трансформаторов
1.4.2. Современное состояние систем поддержки жизненного цикла трансформаторов
1.4.3. Информационный обмен в системах управления техническими устройствами
1.5. Проблема замены оборудования
Выводы по первой главе
2. Разработка диагностической модели силовых трансформаторов

2.1. Разработка модели информационного обмена в системе оптимизации жизненного цикла силовых трансформаторов
2.1.1. Анализ модели информационного обмена в системах управления техническими устройствами
2.1.2. Разработка структуры многоуровневой модели информационного обмена в системе оптимизации жизненного цикла силового трансформатора
2.1.3. Формализация информационного обмена в системе оптимизации жизненного цикла силового трансформатора
2.2. Характеристика элементов подсистемы мониторинга силовых трансформаторов
2.2.1. Общая характеристика подсистемы мониторинга силовых трансформаторов
2.2.2. Аналоговый уровень подсистемы мониторинга
2.2.3. Цифровой уровень подсистемы мониторинга
2.2.4. Системный уровень подсистемы мониторинга
2.2.5. Информационный уровень подсистемы мониторинга
2.2.6. Аналитический уровень подсистемы мониторинга
2.2.7. Уровень принятия решений подсистемы мониторинга
2.3. Диагностические алгоритмы в подсистеме мониторинга силовых трансформаторов
2.3.1. Контроль повышений напряжения
2.3.2. Контроль температуры наиболее нагретой точки обмотки
2.3.3. Контроль содержания влаги в изоляции
2.3.4. Старение изоляции
2.3.5. Контроль состояния и оценка эффективности работы системы
охлаждения
2.3.6. Расчет предельной температуры ННТ по критерию образования пузырьков
2.3.7. Контроль состояния высоковольтных вводов
2.3.8. Контроль температуры верхних слоев масла
Выводы по второй главе

3. Разработка проектной модели силового трансформатора
3.1. Математический аппарат системы поиска решений трансформатора с заданными свойствами
3.2. Программная реализация системы поиска решений трансформатора с заданными свойствами
3.3. Алгоритм теплового расчета силового трансформатора с принудительным охлаждением

3.3.1. Постановка задачи разработки подсистемы теплового расчета силового трансформатора с принудительным охлаждением
3.3.2. Тепловой расчет обмоток
3.3.3. Расчет системы охлаждения
3.3.4. Расчет коэффициента теплоотдачи со стороны масла
3.3.5. Расчет коэффициента теплоотдачи со стороны воздуха
3.3.6. Гидравлический расчет малогабаритных теплообменников
3.4. Тепловая динамическая модель трансформатора
3.4.1. Формирование системы дифференциальных уравнений
3.4.2. Расчет коэффициентов уравнений динамики тепловых процессов в трансформаторе
3.4.3. Коррекция коэффициента ЬЗ по данным подсистемы мониторинга
Выводы по третьей главе
4. Разработка проектно-диагностической модели для управления охлаждением силовых трансформаторов
4.1. Разработка базовых элементов подсистемы управления охлаждением трансформаторов
4.1.1. Аппаратное обеспечение подсистемы управления охлаждением трансформатора
4.1.2. Программное обеспечение подсистемы управления охлаждением трансформатора
4.2. Разработка алгоритма управления охлаждением трансформатора на основе динамической тепловой модели
4.2.1. Постановка задачи и обоснование пути ее решения

имеющегося оборудования, что позволяет минимизировать инвестиционные вложения. В основе новых, формирующихся в настоящее время методов управления и принятия решений лежит анализ рисков эксплуатации стареющего оборудования или оборудования с определенными дефектами [66]. В результате подсистемы непрерывного автоматизированного контроля и диагностики состояния оборудования в мировой практике стали обязательным компонентом при реконструкции или новом строительстве энергообъектов.
Современные системы мониторинга должны обеспечивать решение следующих задач [38]:
- создание предпосылок для снижения числа технологических нарушений и предотвращения крупных аварий;
- получение и обработка массива диагностической информации о состоянии электрооборудования подстанций, необходимого и достаточного для ремонтно-эксплуатационного обслуживания по техническому состоянию и управлению ресурсом электрооборудования;
- сокращение инвестиционных затрат на необоснованное обновление оборудования и его комплексное обследование;
- сокращение численности персонала в результате автоматизированных методов диагностики.
В настоящий момент мониторингу подлежит только основное оборудование, такое как трансформаторы, силовые выключатели, трансформаторы тока и напряжения. Оценку состояния этого оборудования осуществляют, как правило, различные системы.
1.4.2. Современное состояние систем поддержки жизненного цикла трансформаторов
Снижать издержки на эксплуатацию оборудования, направлять инвестиции на объекты, нуждающиеся в ремонте или замене, сокращать количе-