Автоматизированный контроль и управление режимами работы трансформаторов тяговых подстанций

• Автор: Сузгаев, Максим Валерьевич
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Иркутск
• Количество страниц: 151 с. : ил.

Введение

Глава 1. Мониторинг режимов работы и технического состояния трансформаторов

1.1. Необходимость мониторинга оборудования систем тягового электроснабжения.

1.2. Анализ методов комплексного обследования и использования стационарной системы мониторинга.
1.3. Возможности снижения аварийности трансформаторов на основе использования результатов комплексного обследования или

внедрения системы мониторинга

1.4. Экономическая эффективность комплексного обследования трансформаторов

1.5. Комплексные системы непрерывного контроля трансформаторов

1.6. Основные задачи мониторинга тяговых трансформаторов.

1.7. Методы исследований состояния изоляции трансформаторов и формирование системы мониторинга.

Глава 2. Разработка аналитической модели старения изоляции и

методов теплового контроля трансформаторов.
2.1. Факторы, определяющие тепловое старение изоляции трансформаторов
2.2. Влияние коротких замыканий и токов нагрузки на старение изоляции обмоток трансформаторов
2.3. Учет влияния высших гармоник на тепловое старение витковой изоляции трансформаторов.
2.4. Контроль остаточного ресурса обмоток трансформатора на основе обобщенной модели износа.
2.5. Оптимизация периода дискретизации при аппаратном контроле трансформаторов по тепловому критерию
Глава 3. Формирование ретроспективной модели старения изоляции трансформаторов
3.1. Обоснование закона распределения токов тяговых подстанций.
3.2. Учет внутрисуточной неравномерности тяговой нагрузки для оценки износа изоляции.
3.3. Определение эффективных нагрузок для оценки износа изоляции на основании данных АСКУЭ.
3.3.1. Алгоритм расчета эффективных нагрузок по получасовым
значениям расхода электроэнергии.
3.4. Алгоритм восстановления графика изменения тока и расчета отработанного ресурса тяговых трансформаторов
3.5. Расчет стартового числа отработанного ресурса
трансформатора.
Глава 4. Аппаратная реализация теплового контроля трансформаторов тяговых подстанций.
4.1. Выбор основных элементов системы контроля.
4.2. Описание работы системы.
4.3. Управление режимами работы трансформаторов
4.4. Защита от высоковольтных помех
4.5. Принцип измерения температуры.
4.6. Канал связи измерительной системы с компьютером
4.7. Программирование микроконтроллера
Заключение
Библиографический список
Приложение 1 Программа теплового старения тяговых трансформаторов
Приложение 2 Результаты расчета стартового числа отработанного
ресурса изоляции трансформатора.
Приложение 3 Программа расчета стартового числа отработанного
ресурса изоляции
Приложение 4 Принципиальная схема микропроцессорного устройства
контроля параметров трансформатора.
Приложение 5 Блоксхема работы микропроцессорного устройства. Схема
управления режимами работы трансформаторов.
Приложение 6 Программа микропроцессорного устройства контроля параметров трансформатора
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


В последние годы все отчетливее прослеживается переход от плановопредупредительного ремонта ППР к обслуживанию оборудования по его фактическому состоянию. Теоретической и методической базой ППР являлись методы и средства, отраженные в нормативных документах на конкретные виды электрооборудования, а для планирования ремонтнопрофилактических работ оборудования по его фактическому состоянию требуегся новый подход. Анализ публикаций 1,2,3,5,6,8,,,,,,,,,,,4,2 показывает, что на протяжении последних лет ведется интенсивный поиск способов продления сроков службы электрооборудования. Большое внимание уделяется контролю и диагностированию электрооборудования тяговых подстанций 4,,,,,,,,8,9. Выявление дефектов в работе оборудования на ранней стадии их развития, своевременное принятие решений по ликвидации дефектов до возникновения аварийных ситуаций не только предотвращает значительные ущербы, но и сокращает время простоя, снижает затраты на ремонты и продляет срок службы. Обычно под диагностированием понимается процедура получения и обработки информации о состоянии технических систем или объектов с целью обнаружения их неисправностей и выявления тех элементов, ненормальное функционирование которых может привести к возникновению аварий. При этом решается задача определения технического состояния объекта на настоящий момент времени. Решение задачи диагностирования, предполагает построение математической модели объекта, выбор и оптимизацию диагностических процедур и их реализацию аппаратным или программным путем ,. Для рациональной, безопасной и эффективной эксплуатации электрооборудования и перехода к планированию его ремонтов по фактическому состоянию требуются дополнить существующие системы диагностирования рядом специальных методов и технологий, позволяющих учитывать статистику состояний конкретного оборудования. При этом необходимо иметь в виду конечные цели определение фактического износа и оценку остаточного ресурса для составления прогноза и выработки стратегии эксплуатации и ремонта 3,,,7. При диагностировании модель составляется в виде функционального или структурного описания объекта для различных состояний исправное или неисправное, работоспособное или неработоспособное, функционирующее правильно или неправильно. При прогнозировании нужна модель процесса эволюции технических характеристик объекта во времени. Одним из эффективных подходов к решению проблемы продления срока службы оборудования является внедрение высокоэффективных методов и средств обнаружения дефектов на ранней стадии их развития 5,8,. Эффективный контроль, оптимизация профилактических мероприятий и своевременный вывод оборудования в ремонт зачастую позволяет отказаться от закупки нового оборудования . Переход от простых технологий контроля и диагностирования, позволяющих локализовать дефекты, к системе мониторинга как средству прогноза безаварийной работы оборудования, является объективным процессом, подготовленным уровням современного состояния компьютерных технологий, а также успешным применением экспертных систем 3,5,,,,,,,7. Особенно остро стоит проблема безопасной эксплуатации формально неисправного, но сохраняющего работоспособность оборудования в определенных режимах. Традиционная система профилактического контроля, закрепленная в действующих нормативных документах не позволяет решать подобные задачи, так как по своей идеологии относится к системам тестового диагностирования. В настоящее время согласно Нормам испытания электрооборудования и инструкциям заводовизготовителей электрооборудование подвергается большому количеству различных проверок и испытаний, как при монтаже, так и в период текущей эксплуатации. Сроки проведения этих проверок, профилактических мероприятий и ремонтов жестко устанавливаются практически независимо от фактического состояния оборудования. Учет динамики развития дефектов, полученной при мониторинге, позволяет отказаться от задаваемых рафиком сроков обслуживания и ревизии электрооборудования и перейти к установке этих сроков па основе оценки его фактического состояния.