Система автоматической диагностики оборудования электроэнергетических систем

Введение 5
1 Особенности проведения диагностики технических систем 7
1.1 Анализ нормативной базы по проведению контроля параметров электрооборудования 9
1.3 Система сопровождения жизненного цикла электрооборудования (PLM система) 21
2 АНАЛИЗ ХАРАКТЕРИСТИК ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ТРАНСФОРМАТОРНЫХ ПОДСТАНЦИЙ 24
2.1 Анализ видов отказов трансформатора 24
2.2 Методы оценки состояния силовых трансформаторов 28
3Расчет цифровой подстанции 32
3.1 Характеристика объекта исследования 32
3.2 Выбор электрических аппаратов 35
3.3 Выбор КРУЭ 110 кВ 35
3.2.3 Микропроцессорная релейная защита КРУЭ 110 кВ 38
3.2.5 Токовая защита нулевой последовательности 39
3.2.6 Дистанционная защита линии 43
3.2.7 Дифференциальная токовая защита шин 47
3.2.8 Устройство резервирования при отказе выключателя 53
3.2.9 Выбор уставок реле напряжения 55
3.2.10 Выбор уставок по выдержкам времени 56
3.2.11 Реле контроля исправности цепей переменного тока 56
3.2.12 Реле чувствительного токового органа 57
3.3Проектирование РУ 0,4 кВ в ПО nanoCAD 58
3.3.1 Что такое Платформа nanoCAD 59
3.3.2 Модули Платформы nanoCAD 59
4. Разбор алгоритмов и интеллектуальной системы на примере мониторинга системы SPD 63
4.1 Применение и развитие Интернета вещей в энергосистеме 66
4.2 Прогноз безопасности системы на основе регрессионного анализа 66
4.3 Раннее предупреждение системы безопасности на основе различных алгоритмов 70
4.3.1 Алгоритм фильтрации Калмана 70
4.3.2 Алгоритм нейронной сети BP 73
4.3.3 Алгоритм нейронной сети Kalman-BP 74
5. Анализ результатов моделирования, разработка научных положений 76
5.1 Экспериментальное сравнение и анализ 76
5.2 Для значения ошибки прогноза 76
5.3 Скорость расчета 80
6.Выбор оптимального набора модулей и приборов 83
6.1TDM – комплексная система мониторинга и диагностики состояния силовых трансформаторов 83
6.1.1 Система TDM – интеллектуальный элемент общей системы управления эксплуатацией высоковольтного оборудования энергосистемы 83
6.1.2 Перечень и основные функции модулей системы TDM 83
6.1.3 Диагностические модели, реализованные в системе TDM 87
6.2 СИСТЕМА МОНИТОРИНГА КРУЭ 93
6.2.1 Система мониторинга КРУЭ 110 кВ 93
6.3 Технико-экономическое сравнение и выбор устройств диагностики и мониторинга основного оборудования 99
6.3.1 Экономическая выгода от внедрения системы мониторинга и анализ повреждения трансформатора после ее введения 101
Заключение 104
Список используемых источников 105

Весь текст будет доступен после покупки

Основным направлением разработки и применения методов диагностики и мониторинга энергетических объектов является снижение (устранение) наиболее частых повреждений оборудования и повреждений, связанных с внезапными перебоями в подаче электроэнергии. Однако, как показал мировой и российский опыт, существующие автоматизированные системы управления технологическими процессами (АСУ ТП) электростанций не могут обеспечить комплексную диагностику узлов и агрегатов станции. Недостатки и ограничения существующих автоматизированных систем управления технологическими процессами, а также развитие вычислительной техники, методов обработки данных и алгоритмов обучения сформировали основные направления развития мониторинга и диагностики:
- системы оперативного мониторинга и диагностики - создание и фактическое выполнение комплекса взаимосвязанных аналитических мероприятий на основе непрерывного мониторинга и диагностики технических параметров интересующего объекта;
- Системы обработки баз данных способны обрабатывать объемы данных любого размера, от объектов до реализации различного содержания приложений, включая конечных пользователей;

Весь текст будет доступен после покупки

1 Особенности проведения диагностики технических систем
Диагностика представляет собой ряд мероприятий, которые позволяют выявить признаки отказ оборудования (работоспособности), а также определить средства и способы окончательного определения наличия или отсутствия отказа. Диагностика позволяет оценить состояние изучаемого объекта. Этот вид диагностики в основном направлен на выявление и исследование внутренних причин неисправностей (отказов) оборудования.
Внешние причины неисправностей определяются визуальным осмотром. Основной целью диагностики является прежде всего определение состояния оборудования при ограниченной информации с целью повышения надежности и оценки остаточного ресурса оборудования. Разные технические системы имеют разную структуру и назначение, и невозможно провести одинаковый тип диагностики для всех системах.
Контролеспособность – это свойство изделия, обеспечивающее достоверную оценку его технического состояния и раннее выявление неисправностей и отказов. Основной задачей управляемости является изучение средств и методов получения диагностической информации. Применение видов технической диагностики зависит от следующих условий:
• Назначение объекта управления (область применения, условия эксплуатации и т.п.);
• Сложность объекта управления (сложность конструкции, количество контролируемых параметров и т.д.);
• Степень опасности аварии и последствия выхода из строя объекта управления. Состояние системы описывается некоторыми параметрами, которые она задает. В системной диагностике они называются диагностическими параметрами.
При выборе диагностических параметров приоритет отдается параметрам, отвечающим требованиям надежности и избыточности информации о техническом состоянии системы в реальных условиях эксплуатации.
На практике принято использовать несколько диагностических параметров одновременно. Диагностическими параметрами могут быть измерительные параметры (мощность, напряжение, ток и т.д.), сопутствующие процессы (вибрация, шум, температура и т.д.) и геометрические величины (зазор, концентричность и т. д.). Количество измеряемых диагностических параметров также зависит от типа оборудования, используемого для диагностики (процесса сбора данных) и уровня развития методов диагностики. Например, количество измеряемых диагностических параметров для силовых трансформаторов может быть до 38, масляных выключателей – 29, газовых выключателей – 25, молниеотводов – 10, изолирующих выключателей (с приводом) – 14, датчиков маслозаполнения и муфт, конденсаторов – 9.
Оценка технического состояния электрооборудования является важной частью всех основных аспектов эксплуатации электростанций и подстанций. Одной из основных его задач является определение ремонтопригодности или отказоустойчивости оборудования. Ремонтопригодным считается оборудование, состояние которого соответствует всем требованиям нормативного документа, иначе оно выходит из строя.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Л. Ян, С. Х. Ян и Л. Плотник, «Как технология Интернета вещей улучшает операции по реагированию на чрезвычайные ситуации», Технологическое прогнозирование и социальные изменения, том. 80, нет. 9, стр. 1854–1867, 2013.
2. М. Эль Арас, И. Тикито и Н. Суисси, «Анализ жизненного цикла данных: переход к интеллектуальному циклу», Материалы интеллектуальных систем и компьютерного зрения 2017 г. (ISCV), стр. 1–8, IEEE, Фес, Марокко, Апрель 2017.
3. Цифровая подстанция [Электронный ресурс]: электронный журнал. URL: http://digitalsubstation.com (дата обращения 07.02.22)
4. Системы мониторинга высоковольтного энергетического оборудования [Электронный ресурс]: URL:https://energybase.ru/news/articles/monitoring-systems-for-high-voltage-power-equipment-2020-03-16 (дата обращения 07.02.22)
5. Фильтр Калмана [Электронный ресурс]: URL: https://www.hmong.press/wiki/Kalman_filter (дата обращения 07.03.22)
6. Е.Ф. Макаров Обслуживание и ремонт электрооборудования электростанций и сетей 2003 г.
7. Г. М. Михеев, И. А. Корабельникова Цифровая диагностика высоковольтного электрооборудования 2017 г. Стр-126.
8. Ю. Р. Копылов, С. В. Макаров “Основы компьютерных цифровых технологий машиностроения 2019 г.

Весь текст будет доступен после покупки