Обзор интеллектуальных систем диагностики силового трансформаторного оборудования

Введение 3
1 Краткий обзор силового трансформаторного оборудования 6
1.1 Особенности силового трансформаторного оборудования 6
1.2 Дефекты силового трансформаторного оборудования 9
1.3 Мониторинг технического состояния силового трансформаторного оборудования 15
1.4 Выводы по разделу 1 19
2 Обзор интеллектуальных систем диагностики силового трансформаторного оборудования 21
2.1 Обзор известных интеллектуальных систем диагностики силового трансформаторного оборудования 21
2.2 Обзор датчиков и преобразователей, используемых в интеллектуальных системах диагностики силового трансформаторного оборудования 29
2.3 Критический анализ известных интеллектуальных систем диагностики и выбор рабочего варианта 36
2.4 Выводы по разделу 2 39
3 Разработка интеллектуальной системы диагностики силового трансформаторного оборудования 40
3.1 Разработка структурной схемы интеллектуальной системы диагностики 40
3.2 Выбор и расчет компонентов разрабатываемой интеллектуальной системы диагностики 42
3.3 Алгоритмы работы разрабатываемой интеллектуальной системы диагностики 76
3.4 Выводы по разделу 3 82
Заключение 84
Список используемых источников 86

Весь текст будет доступен после покупки

С увеличением возраста основного оборудования электрических сетей растёт необходимость знать его внутреннее техническое состояние. Для этой цели в последние годы были разработаны офлайн и онлайн методы диагностики систем силовых трансформаторов. Онлайн мониторинг проводится непрерывно во время работы и дает возможность записывать соответствующие параметры, которые могут повлиять на продолжительность работы трансформатора. Оценка этих данных дает возможность обнаружения неисправности трансформатора на ранней стадии, что имеет важное значение при эксплуатации электрических сетей. По сравнению с этим, офлайн методы требуют отключения трансформатора от электрической сети и используются во время плановых проверок или, когда трансформатор уже отказал и был отключен. Материалы, представленные в данной выпускной квалификационной работе, отражают современное состояние и передовые тенденции развития различных методов диагностики силовых трансформаторов. Рассматриваются известные системы диагностики, их теоретические основы, подкрепленные тематическими исследованиями, результаты и анализ методик. Предложено усовершенствование известных диагностических систем и методик, по которым они функционируют. Это позволяет более точно и своевременно оценить техническое состояние силового трансформатора, выработать более эффективную стратегию его эксплуатации, профилактических осмотров, технического обслуживания и ремонта.

Весь текст будет доступен после покупки

1 Краткий обзор силового трансформаторного оборудования


1.1 Особенности силового трансформаторного оборудования

Развитие электроэнергетики, строительство мощных электростанций, «электрификация всей страны» потребовало создание разветвленной электрической сети. С самого начала остро встал вопрос снижения потерь электрической энергии по пути от места производства до точки потребления. Наиболее оптимальным решением, в том числе и по экономическим показателям, было выбрано значительное повышение напряжения (до сотен киловольт) для его передачи по линиям электропередач (ЛЭП). При этом ток должен быть минимальным, т.к. потери пропорциональны квадрату тока. Для этого было создано высоковольтное оборудование, главным из которых является силовой трансформатор (см. рисунке 1). Уровни электроэнергии приведены в таблицу 1.


Рисунок 1- Трансформатор ТД-40000/110-У1 (верхний ряд) и силовые распределительные трансформаторы (нижний ряд)

Таблица 1- Уровни напряжения, применяемые в электрических сетях
Выработка электроэнергии Передача электроэнергии Потребление электроэнергии
Предприятие Уровни напряжения, кВ Устройство Уровни напряжения, кВ Уровни напряжения, кВ
Атомная электростанция 3,15; 6,3; 10,5; 18,0; 20,0; 21,0; 24 ЛЭП Высокий: 110, 150, 220, 330, 500, 750, 1150 Высокий: 10, 6, 3.
Низкий: 0,66; 0,38; 0,22
Гидроэлектростанция
Теплоэлектроцентраль

Принцип действия всех трансформаторов основан на свойствах переменного магнитного поля. Конструкция трансформаторов имеет много общего, но при этом в зависимости от их габаритов есть конструктивные отличия. Основные элементы трансформатора показаны на рисунке 2. Номенклатура силовых высоковольтных трансформаторов разделена на классификационные признаки в зависимости от уровня напряжения – на габариты. Всего восемь габаритов. Самый маленький, первый габарит до 100 кВА (номинальная мощность) и до 35 кВ (класс напряжения обмотки), самый высоковольтный – более 200000 кВА и свыше 330 кВ. Для охлаждения трансформаторов используют различные способы, естественные и принудительные. Способы охлаждения шифруются с помощью букв [3]:
- С, СЗ, СГ и СД (сухие трансформаторы);
- М, МЗ, Д, ДЦ, Ц (масляные трансформаторы);
- естественное Н;
- с дутьем НД.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Алиев И. И. Электротехника и электрооборудование. Справочник : учебное пособие для вузов. : Саратов : Вузовское образование, 2014. 1199 с.
2. Бубенчиков А.А., Нурахмет Е.Е. Наиболее характерные неисправности в силовом оборудовании. Международный научно-исследовательский журнал. Выпуск №5. Часть 3. 2016 г. С. 56-58.
3. Костинский С.С. Обзор состояния отрасли трансформаторного производства и тенденций развития конструкции силовых трансформаторов. Журнал Известия высших учебных заведений. Энергетика, №1, 2018
4. Москаленко В. В. Электрический привод: учебник. - Москва: ИНФРА-М, 2015. 400 с.
5. Промышленный сервис [Электронный ресурс] / Информационный портал. URL: http://ac.vaz.ru/services/ (дата обращения 31.03.2019 г).
6. Расчет производственной мощности промышленного предприятия [Электронный ресурс] / Электронное профессиональное издательство «Справочник экономиста» URL: https://www.profiz.ru/se/ 3_2016/prom_moschnost/ Дата обращения 10.02.2018 г.
7. Сетин С.А. Интеллектуальное хранение данных с использованием новых технологий. Сборник научных трудов по материалам Международной научно-практической конференции «Человек и научное познание. Социокультурные аспекты науки» (31 июля 2018 года, г. Смоленск) / МНИЦ «Наукосфера». Смоленск, 2018. с. 106-108.
8. Сетин С.А. Интеллектуальная классификация сигналов, используемых в электротехнике. Сборник научных трудов по материалам Международной научно-практической конференции «Человек и научное познание. Социокультурные аспекты науки» (31 июля 2018 года, г. Смоленск) / МНИЦ «Наукосфера». Смоленск, 2018. с. 103-105.

Весь текст будет доступен после покупки