Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Диагностика оборудования систем электроснабжения. Учебное пособие
.pdf
102
Рисунок 2.14 – Алгоритм расчета теплового старения изоляции
объекта диагностики
103
Затем проводятся расчеты температуры масла, обмоток, нагрузки на
ближайший час и предельно допустимая длительность I
МАКС
фактической
нагрузки трансформатора по условию недопущения тепловой перегрузки.
Расчет фактического относительного теплового износа F изоляции
обмоток Тр за прошедший интервал времени:
exp 0,1115 23,1 98
y
M П П ДОП
F t K t t t
, (2.49)
где
ДОП
- дополнительный перегрев обмотки Тр из-за увеличения ее
сопротивления при перегрузке.
Таким образом, значение суммарного теплового старения изоляции
силового трансформатора за весь период наблюдения
1
F F F
, (2.50)
что позволяет сделать достоверный прогноз состояния его изоляции, ресурса
и возможности дальнейшей эксплуатации.
104
ГЛАВА 3
СИСТЕМЫ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ
ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ
Система диагностирования электроэнергетического оборудования
(СДЭО) включает в себя три элемента:
объект диагностирования (ОД) – электроустановку;
средства технического диагностирования (СТД);
человека-оператора (ЧО).
В зависимости от вида диагностирования СДЭО бывают тестового и
рабочего диагностирования; от степени участия в диагностировании ЧО:
ручные (более 90% времени участвует ЧО), автоматические (меньше 10%) и
автоматизированные.
В зависимости от назначения, специфики использования и
расположения электроустановки (ЭУ) такая система может иметь различную
структуру.
Структура системы - устойчивая упорядоченность в пространстве и во
времени ее элементов и связей.
Все возможные структуры с использованием технических средств
диагностирования (ТСД) можно свести к небольшому числу типовых
структур СДЭО.
3.1 Структурные схемы системы диагностирования
Рассмотрим некоторые структурные схемы систем диагностирования
электроэнергетического оборудования. Одна из типовых структур приведена
на рисунке 3.1.
105
Рисунок 3.1 – Структурная схема 1 системы диагностирования
Диагностирование в этом случае осуществляется в период выполнения
ОД его рабочих функций, т.е. является рабочим. ТСД играют пассивную роль
при диагностировании: они только воспринимают от ЭУ и перерабатывают
информацию, характеризующую качество выполнения им рабочих функций.
Оператор не имеет непосредственного контакта с ОД. ЧО лишь
взаимодействует с ТСД, воспринимает информацию, управляя
диагностированием, и принимает решения об использовании ЭУ.
Такую структуру СДЭО имеет в тех случаях, когда по характеру
использования прерывать работу ЭУ для выполнения диагностирования
невозможно, когда ОД расположен в труднодоступных местах и когда
введение в него тестовых воздействий с целью диагностирования
недопустимо.
Электроэнергетическое оборудование и системы автоматики,
используемые периодически (электроприводы различного назначения),
диагностируются, как правило, в специальном режиме.
В этом случае диагностирование выполняется обычно перед или после
использования ОД по назначению. Кроме того, подобное диагностирование
может выполняться в интервале времени между использованием ОД.
Структура такой СДЭО приведена на рисунке 3.2.
ТСД выполняют те же функции, что и в предыдущем случае:
воспринимают с ОД и перерабатывают информацию о его состоянии.
106
Рисунок 3.2 - Структурная схема 2 системы диагностирования
Оператор имеет доступ к ЭУ для ее включения и выключения, а также
при необходимости соответствующих переключений при диагностировании.
Эта особенность и отличает структурную схему 2 от предыдущей схемы
1. Оператор, как и в первом случае, имеет двухстороннюю связь с ТСД:
воспринимает информацию и управляет диагностированием.
Такая структура СДЭО отличается от предыдущей еще и тем, что ОД
при диагностировании не участвует в рабочем процессе.
Типовые структурные схемы систем тестового диагностирования.
При тестовом диагностировании структура СД существенно
изменяется, что объясняется разделением ТСД па две части.ТСД1 - активные
средства, представляющие собой генераторы тестовых воздействий, которые
по команде или по заданной Ч0 программе вырабатывают специальные
сигналы - тесты, поступающие в ОД и вызывающие его реакцию.
Тестовые воздействия могут копировать рабочие сигналы,
поступающие обычно в ОД при его использовании, или быть
специфическими, предназначенными только для диагностирования ОД.
ТСД2 - пассивные средства, которые выполняют функции восприятия и
переработки информации о состоянии ОД, заключенной в его реакции на
тестовые воздействия.
107
На рисунке 3.3 приведена структурная схема СДЭО для этого случая.
Рисунок 3.3 - Структурная схема 3 тестовой системы
диагностирования.
На рисунке 3.3 показано, что ТСД1 и ТСД2 связаны между собой для
согласования режимов их работы. Операциям согласования подлежат время
включения и выключения, параметры тестовых сигналов, уровни схем
сравнения и т.п.
При диагностировании оператор не имеет контакта с ОД, его функции
сводятся к управлению ТСД 1 и к восприятию с ТСД 2 информации о
состоянии ОД. Такая структура характерна для СД, предназначенных для
объектов, допускающих перевод в специальный режим диагностирования, но
расположенных в труднодоступных местах.
На рисунке 3.4 приведена разновидность структуры СДЭО при
тестовом диагностировании ЭУ.
Рисунок 3.4 - Структурная схема 4 тестовой системы
диагностирования
В этом случае оператор может управлять ОД в процессе
диагностирования (сплошная линия). Такая возможность у ЧО открывается
только тогда, когда к ОД имеется свободный доступ.
108
Возможность доступа к ОД позволяет устранить связь между ТСД1 и
ТСД2. Штрих - пунктирной стрелкой на рисунке 3.4 указана еще одна
возможная связь между ОД и Ч0. Подобная связь обеспечивает
непосредственный съем информации о состоянии ОД, что может повысить
достоверность диагноза и в ряде случаев позволяет упростить ТСД.
Описанная структура возможна только в том случае, когда ОД
размещен в таком месте, в котором Ч0 может свободно наблюдать за ним.
Рассмотренные выше структуры СД охватывают практически все
случаи, когда ОД рассматривается как единое целое. Однако в некоторых
структурах ЭУ разделяется на отдельные части, которые диагностируются
при эксплуатации электроэнергетического оборудования разными
средствами и в разное время (рисунок 3.5).
Рисунок 3.5 - Структурная схема 5 системы диагностирования
В качестве примера на рисунке 3.5 приведена схема СДЭО, для ОД
состоящего из двух частей. ОД 1 - (микропроцессорная система управления
электростанции) представляет собой часть, которая диагностируется
тестовым способом с помощью ТСД 1 и ТСД 2.
Структурные блоки представляют: ТСД 1 - активные средства,
вырабатывающие тестовые воздействия; ТСД 2 - средства обработки
выходной реакции; ОД 2 - генераторный агрегат и распределительный щит,
диагностируемые в рабочем режиме с помощью ТСД З, которые
109
обрабатывают информацию о состоянии ОД 2 и выдают информацию
оператору.
Функции ЧО в этой СДЭО сложны и разнообразны. Оператор при
диагностике ЭУ работает с большой нагрузкой.
В-первых, управляет и наблюдает за работой ОД 2, а также включает
ТСД З и воспринимает информацию с этих средств о состоянии ОД 2.
Во-вторых, вводит в специальный контрольный режим ОД 1, управляет
(включает и выключает) ТСД 1 и воспринимает информацию с ТСД 2 о
состоянии ОД 1. Если степень автоматизации ОД повысить, то функции
оператора изменятся и соответственно изменится структура СДЭО.
В общем случае структура СДЭО сложного ОД зависит от его
специальных функций. Однако не всегда возможно разбить ЭУ на части,
соответствующие рассмотренным типовым структурам, или свести к одной
из них.
3.2 Электроустановка как объект диагностирования
Рассмотрим некоторые характеристики электроустановок. Одним из
основных элементов СДЭО является электроустановка - объект
диагностирования.
В зависимости от характера описания процессов, протекающих во
времени в электроэнергетическом оборудовании, ОД подразделяются на
непрерывные, дискретные и гибридные.
Непрерывные - ОД, изменение состояния которых может быть описано
непрерывно во времени (дифференциальные или алгебраические уравнения).
Изменение состояния дискретных ОД описывается дискретно во
времени (аппарат булевой алгебры).
110
Гибридные ОД представляют собой комбинацию непрерывных и
дискретных устройств.
К непрерывным ОД относят энергетические установки,
электроэнергетические системы России, регионов областей и районов,
электроприводы различного назначения; к дискретным» - цифровые системы
управления, ЭВМ и релейно-контактные устройства; к гибридным автоматические системы управления энергетическими объектами и др.
Объект диагностирования используется непрерывно или периодически.
Периодическое использование может иметь постоянный период (регулярнопериодическое использование) или случайное значение периода (случайнопериодическое использование).
Объекты непрерывного использования диагностируют в основном в
рабочем режиме или для их диагностирования включают и переводят на
незначительное время в специальный режим диагностирования. К этой
категории относятся элементы ЭУ.
Объекты периодического использования применяются по целевому
назначению периодически, а в перерывах между использованиями (рабочими
режимами) выключаются или находятся в дежурном режиме ожидания
прихода заявки на использование.
В этот интервал времени обычно осуществляют диагностирование и
восстановление. К подобным объектам могут быть отнесены
электроприводы, общие энергетические системы и др.
Элементы ЭУ диагностируются непрерывно или периодически. В свою
очередь, периодическое диагностирование выполняют с постоянным
(регулярно-периодическое) или случайным (случайно-периодическое)
периодом.
Для диагностирования элементы ЭУ переводят в специальный режим
или диагностируют в рабочем и дежурном режимах.
111
Система диагностирования должна учитывать возможные ситуации,
возникающие в зависимости от соотношения между величинами периодов
диагностирования и использования оборудования.
Если элемент ЭУ используется с постоянным периодом, а
диагностируется случайно-периодически, то заявка на диагностирование,
пришедшая во время рабочего режима, теряется.
С другой стороны, заявка на использование элемента ЭУ, поступившая
в то время, когда он находится в специальном режиме диагностирования,
прерывает его без последующего возобновления.
Естественно, что подобных ситуаций не может возникнуть, если
элемент ЭУ используется и диагностируется регулярно-периодически,
поскольку период диагностирования, длительность использования и
перерывы между последовательными использованиями постоянны.
В зависимости от назначения, конструктивных особенностей и условий
использования, ЭУ может рассматриваться как единое целое или как
совокупность взаимосвязанных элементов - структурных единиц.
Разделение ЭУ на СЕ определяется конструктивным исполнением,
неодинаковыми значениями показателей надежности, диагностированием
отдельных частей оборудования в различные моменты времени и
необходимостью использования различных методов диагностирования.
Приспособленность электроэнергетического оборудования к
диагностированию. Приспособленность оценивают следующими
показателями:
1. Коэффициент полноты проверок, рассчитываемый разными способами:
П
ПП
О
К
, (3.1)
где
П
- сумма интенсивностей отказов проверяемых частей ЭУ;
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]