АНАЛИЗ МЕТОДОВ ДИАГНОСТИКИ АППАРАТОВ ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ
Аннотация
Статья посвящена вопросу обеспечения работоспособности выполняющих важные функции электротехнических устройств, установленных на промышленных объектах Российской Федерации. Показано, что основные проблемы приходятся на высоковольтное оборудование, отказ и некорректная работа которого ведет к большим экономическим затратам, а зачастую является причиной аварийных ситуаций на производстве. В статье представлены состав и принцип работы автоматизированной системы контроля и мониторинга электрооборудования подстанции. Приведен принцип внедрения автоматизированной системы контроля и мониторинга как на новое электрооборудование, так и на оборудование, находящееся в эксплуатации. Представлен метод бесконтактного мониторинга, который заключается в использовании закономерностей изменения внешних магнитных полей, сопровождающих процесс его токопотребления. Рассмотрены нейронные сети, используемые в качестве дефаззификатора при создании гибридных сетей и оценке технического состояния высоковольтного оборудования на подстанциях. Показано, что одним из возможных методов определения характеристических функций принадлежности аппаратов высокого напряжения является метод с использованием лингвистических переменных, т. е. с использованием качественных оценок состояния оборудования. В работе приводится краткая характеристика аппаратов высокого напряжения как части высоко-вольтного оборудования. Выполнен анализ отказов аппаратов высокого напряжения. Рассмотрен метод контроля сопротивления изоляции, метод ультрафиолетового контроля, тепловизионный метод, метод акустической эмиссии, газохроматографический метод, метод испытания повышенным напряжением с регистрацией параметров частичных разрядов, оптический метод индикации дефектов. Сделан вывод о необходимости создания систем, включающих в себя все современные методы диагностики аппаратов высокого напряжения, позволяющих выполнять анализ и контроль состояния данных аппаратов в реальном времени.
Ключевые слова
методы диагностики, аппараты высокого напряжения, отказы электрооборудования, нейронные сети
Читать полный текст статьи: PDF
Список литературы
Сви П. М. Методы и средства диагностики оборудования высокого напряжения / П. М. Сви. - М.: Энергоатомиздат, 1992. - 240 с.
Саушев А. В. Основы управления состоянием электротехнических систем объектов водного транспорта / А. В. Саушев. - СПб.: Изд-во ГУМРФ им. адм. С. О. Макарова, 2015. - 215 с.
Кудаярова А. А. Повышение надежности работы электрооборудования путем применения методов диагностики / А. А. Кудаярова, Л. Н. Хузина, А. О. Дорофеев // Электротехнические комплексы и системы: матер. междунар. науч.-практ. конф. - Уфа: ГОУ ВПО «Уфимский государственный авиационный технический университет», 2016. - С. 244-247.
Чичев С. И. Система контроля и управления электротехническим оборудованием подстанций / С. И. Чичев, В. Ф. Калинин, Е. И. Глинкин. - М.: Спектр, 2011. - 140 с.
Генин В. С. Диагностика электрооборудования подстанций распределительных сетей / В. С. Генин, С. И. Копылов // Международный научный журнал. - 2012. - № 2. - С. 106-110.
Баширов М. Г. Интегральный критерий оценки технического состояния силовых масляных трансформаторов / М. Г. Баширов, А. С. Хисматуллин, Р. У. Галлямов // Энергетик. - 2016. - № 7. - С. 24-26.
Дарьян Л. Автоматизированная система мониторинга и диагностики оборудования подстанций / Л. Дарьян, Р. Образцов, Е. Ильина, К. Сипачёв // Электроэнергия. Передача и распределение. - 2015. - № 1 (28). - С. 82-88.
Женихов М. А. Повышение эффективности диагностики электрооборудования путем применения данных автоматизированной системы диспетчерского управления / М. А. Женихов // Электро. Электротехника, электроэнергетика, электротехническая промышленность. - 2010. - № 1. - С. 36-39.
Будейкин В. П. Перспективы внедрения автоматизированной системы диагностики и мониторинга электрооборудования подстанций / В. П. Будейкин, А. Г. Хисматуллин, Е. И. Буланкин, А. Р. Мусин // Наука. Технология. Производство - 2016: современные методы и средства диагностики электроэнергетического и электротехнического оборудования, средств и систем автоматики: матер. Всероссийской науч.-техн. конф., посвященной 60-летию филиала УГНТУ в г. Салавате. - Уфа: Уфимский государственный нефтяной технический университет, 2016. - С. 51-55.
Алешиков П. А. Обзор методов и приборов для диагностики высоковольтного электрооборудования / П. А. Алешиков // Сб. матер. I Всероссийской молодежной науч.-практ. конф. - 2014. - С. 32-34.
Будко П. А. Метод бесконтактного мониторинга технического состояния электрооборудования систем энергоснабжения промышленных комплексов / П. А. Будко // XII Всеросийское совещание по проблемам управления ВСПУ. - 2014. - С. 7001-7011.
Хальясмаа А. И. Предпосылки и причины применения методов искусственных нейронных сетей для анализа данных технической диагностики электрооборудования на ПС 35 - 110 кВ / А. И. Хальясмаа, С. А. Дмитриев, С. Е. Кокин // Научное обозрение. - 2013. - № 2. - С. 126-131.
Калявин В. П. Надежность и диагностика элементов электроустановок / В. П. Калявин, Л. М. Рыбаков. - СПб.: Элмор, 2009. - 336 с.
Саушев А. В. Структура процесса управления состоянием сложных электротехнических систем / А. В. Саушев // Надежность и качество сложных систем. - 2013. - № 3. - С. 23-30.
Саушев А. В. Области работоспособности электротехнических систем / А. В. Саушев. - СПб.: Политехника, 2013. - 412 с.
Саушев А. В. Математическое описание областей работоспособности электромеханических систем / А. В. Саушев // Мехатроника, автоматизация, управление. - 2013. - № 6. - С. 7-13.
Хальясмаа А. И. Принцип формирования оценки технического состояния электрооборудования на подстанциях / А. И. Хальясмаа, С. А. Дмитриев, С. Е. Кокин [и др.] // Электричество. - 2014. - № 10. - С. 22-27.
Flores W. C. Expert system for the assessment of power transformer insulation condition based on type-2 fuzzy logic systems / W. C. Flores, E. E. Mombell, J. A. Jardini, G. Rattá, A. M. Corvo // Expert Systems with Applications. - 2011. - Vol. 38. - Is. 7. - Pp. 8119-8127. DOI: 10.1016/j.eswa.2010.12.153.
Помогаев Ю. М. Диагностика изоляции электрооборудования / Ю. М. Помогаев, В. В. Картавцев, Ю. В. Лакомов // Вестник Воронежского государственного аграрного университета. - 2016. - № 1 (48). - С. 98-104. DOI: 10.17238/issn2071-2243.2016.1.98.
Chen H. C. A novel extension neural network based partial discharge pattern recognition method for high-voltage power apparatus / H. C. Chen, F. C. Gu, M. H. Wang // Expert Systems with Applications. - 2012. - Vol. 39. - Is. 3. - Pp. 3423-3431. DOI: 10.1016/j.eswa.2011.09.030.
Поляков Д. А. Регистратор характеристик частичных разрядов / Д. А. Поляков, Н. О. Голубятникова, К. И. Никитин [и др.] // Россия молодая: передовые технологии - в промышленность! - 2015. - № 1. - С. 254-258.
Беспрозванных А. В. Анализ структуры поля и обоснование напряжений диагностики по частичным разрядам изоляции экранированных витых пар / А. В. Беспрозванных, А. Г. Кессаев // Електротехнiка i електромеханiка. - 2014. - № 6. - С. 61-65.
Исмагилов Ф. Р. Математическое моделирование развития частичных разрядов в процессе старения диэлектрика / Ф. Р. Исмагилов, Д. В. Максудов // Вестник Уфимского государственного авиационного технического университета. - 2011. - Т. 15. - № 3 (43). - С. 98-100.
Моногаров О. И. Способ повышения достоверности селекции сигналов частичных разрядов / О. И. Моногаров // Достижения вузовской науки. - 2013. - № 2. - С. 97-103.
Ильина Е. В. Опыт диагностики электрооборудования методом ультрафиолетового контроля / Е. В. Ильина // Русский инженер. - 2015. - № 4 (47). - С. 16-18.
Уразов Д. Ю. О преимуществах тепловизионного метода анализа работы электрооборудования / Д. Ю. Уразов // Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. - 2012. - № 3 (53). - С. 51-53.
Лисина Л. Ф. Методы испытания и диагностики изоляции высоковольтного оборудования / Л. Ф. Лисина // Вестник Ангарского государственного технического университета. - 2014. - № 8. - С. 61-65.
Карташова А. А. Перспективные направления в совершенствовании диагностики маслонаполненного электрооборудования хроматографическими методами / А. А. Карташова, В. Ф. Новиков // Вестник Казанского государственного энергетического университета. - 2014. - № 3 (23). - С. 7-18.
Тюрюмина А. В. Современное состояние вопроса диагностики силовых трансформаторов / А. В. Тюрюмина, В. С. Секацкий, А. П. Батрак // Современные материалы, техника и технологии. - 2015. - № 3 (3). - С. 245-250.
Балобанов Р. Н. Особенности диагностирования высоковольтного оборудования с элегазовой изоляцией / Р. Н. Балобанов, Ю. Н. Зацаринная // Вестник Казанского технологического университета. - 2015. - Т. 18. - № 2. - С. 257-258.
Базыль И. М. Прогнозирование технического состояния электрооборудования систем электроснабжения / И. М. Базыль // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. - 2011. - № 6-1. - С. 89-93.
Об авторах
Саушев Александр Васильевич - доктор технических наук, профессор
ФГБОУ ВО «ГУМРФ имени адмирала С. О. Макарова»Шерстнев Денис Александрович - аспирант
ФГБОУ ВО «ГУМРФ имени адмирала С. О. Макарова»Широков Николай Викторович - кандидат технических наук, доцент
ФГБОУ ВО «ГУМРФ имени адмирала С. О. Макарова»
