6.3 Оценка неслучайных отклонений по контрольным уровням

В практических задачах для оценки неслучайных отклонении при непрерывной или дискретной записи значений параметров часто используются заранее назначаемые контрольные уровни. В сущности, большинство сигнализирующих устройств диагностического назначения выдают сигналы о достижении определенного (опасного) уровня. Достижение предельного уровня при единичном выбросе еще не служит достаточно обоснованным свидетельством опасного состояния, так как возможны случайные помехи.

Часто для повышения достоверности оценки используется предупредительный и предельный уровни. Например, при достижении параметром х(t) отклонения Δ₁ сверх нормального уровня x₀ загорается сигнальная лампочка, после превышения х₀ + Δ₂ происходит автоматическое отключение системы. Уровни Δ₁ и Δ₂ определяются па основании специальных испытаний и анализа последствий дефектов. Если учесть случайную нестабильность параметра, то следует принимать

Δ₁ ≥ k₁σ_x, Δ₂ ≥ k₂σ_x, (6.32)

где: σ_x – среднеквадратичное отклонение параметра.

При контроле технологических процессов производства часто принимают k₁ =2; k₂ =3. Ограничение по контрольным уровням является более грубым, чем ограничение по методу средних, так как часто параметр не достигает предельного уровня, но его отклонения свидетельствуют о возникновении неисправности.

При диагностике состояния изоляции электроэнергетического оборудования, аналогом контрольных уровней могут являться граничные значения диагностических показателей [6.8].

Например, система контроля состояния трансформаторных масел, существующая в Украине, позволяет выделить две характерные области:

1) область нормальных значений показателей качества – масло годно к эксплуатации, значения показателей качества не выходят за границы допустимых;

2) область браковочных значений, когда один или несколько показателей качества масла вышли за граничные значения.

Используемые за рубежом различными энергетическими компаниями более сложные многоуровневые системы контроля [6.9] – более совершенны, однако также не лишены недостатков. Так система контроля состояния трансформаторного масла, принятые в компании S.D. Myers (США), которая проводит обследования трансформаторов с 1965 г., имеет три характерные области: область приемлемых значений показателей качества масла, область ухудшенных значений показателей качества и область неприемлемых показателей качества.

Основным недостатком такого подхода, является то, что граничные значения показателей качества масла никак не связаны с продолжительностью эксплуатации и одинаковы на всем временном промежутке, поэтому невозможно определить состояние масла в интервале допустимых значений. На ранней стадии эксплуатации значения показателей будут ниже граничных значений, поэтому в данной области какую-либо оценку произвести не возможно. С другой стороны, дрейф значений показателей будет происходить с разной скоростью, и зависеть от условий эксплуатации. Но граничные значения показателей не только постоянны на всем интервале эксплуатации, но и никак не связаны с режимами работы трансформаторов.

Таким образом, существующая система диагностики не позволяет выявить трансформаторы с аномальным старением масла на ранней стадии, т.е. еще до того, как эти показатели достигли своих граничных значений, что является существенным недостатком.

Наглядно этот недостаток иллюстрируют рис. 6.4 и 6.5, на котором приведены зависимости кислотного числа масла от длительности эксплуатации для трансформаторов ПС «Селекционная» АК «Харьковоблэнерго».

Несмотря на то, что значения кислотного числа находятся в пределах допустимых значений, в трансформаторе «Селекционная» Т-2 происходит ускоренное старения масла. Однако выявить его, особенно на ранней стадии ни одна из рассмотренных систем оценки не позволяет.

1 – трансформатор подстанции «Селекционная» Т-1, 25 МВА, 110/6;

2 – трансформатор подстанции «Селекционная» Т-2, 25 МВА, 110/6,

3 – граничное значение показателя, принятое в Украине.

Рисунок 6.4 – Зависимости кислотного числа трансформаторного масла от длительности эксплуатации трансформаторов подстанции «Селекционная» АК «Харьковоблэнерго».

1 – трансформатор подстанции «Селекционная» Т-1, 25 МВА, 110/6;

2 – трансформатор подстанции «Селекционная» Т-2, 25 МВА, 110/6,

3, 4 – граничные значения показателя, используемые компанией S.D. Myers (США).

Рисунок 6.5 – Зависимости кислотного числа трансформаторного масла от длительности эксплуатации трансформаторов подстанции «Селекционная» АК «Харьковоблэнерго».