Электроэнергетический факультет Кафедра электроснабжения и эксплуатации электрооборудования Учебная дисциплина ДИАГНОСТИКАЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОГООБОРУДОВАНИЯ. - презентация

1 Электроэнергетический факультет Кафедра электроснабжения и эксплуатации электрооборудования Учебная дисциплина ДИАГНОСТИКАЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОГООБОРУДОВАНИЯ

2 ЛЕКЦИЯ 9 НЕПРЕРЫВНЫЕ ДИАГНОСТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ (ДМ)

3 Учебные цели 1. Знать диагностические модели (ДМ) распределительных сетей. 2. Знать диагностическую модель Тр. 3. Знать основы анализа ДМ.

4 Учебные вопросы Введение 1. Диагностические модели (ДМ) распределительных сетей. 2. Диагностическая модель Тр. 3. Анализ диагностических моделей.Заключение

5 Список рекомендуемой литературы 1. Хорольский В.Я. Эксплуатация электрооборудования: Учебное пособие/В.Я. Хорольский, М.А. Таранов, В.Н. Таранов; СтГАУ.- Ставрополь: АГРУС, с. 2. Калявин В.П., Рыбаков Л.М. Надежность и диагностика элементов электроустановок: Учебное пособие. – СПб: Элмор, – 336 с. 3. Гуменюк В.М. Надежность и диагностика электротехнических систем: Учебное пособие.- Владивосток: ДГТУ, – 218 с.

6 ВВЕДЕНИЕ. Требуемый уровень приспособленности объекта к диагностированию возможен, если при проектировании ЭУ учитывают требования нормативных документов. Для анализа ОД с целью определения его состояния строят математическую модель, которая абстрагирует выбранные свойства ЭУ. Реальный объект при этом заменяется непрерывной диагностической моделью (НДМ).

7 Оценку состояния ЭУ - по диагностическим признакам (ДП). В качестве диагностических параметров принимаются параметры ДМ. Нормативные документы определяют НДМ как формализованное описание ОД, необходимое для решения задач диагностирования, а описание ОД представляют в аналитической, табличной, векторной, графической форме.

8 1. ДМ распределительных сетей. НДМ - зависимость выходных сигналов ОД от его диагностических параметров и входных сигналов. Для описания НДМ: линейные алгебраические уравнения; дифференциальные уравнения (ДУ); передаточные функции; характеристические уравнения; графы; диаграммы прохождения сигналов.

9 При эксплуатации ВЛ кВ, к которым подключены Тр, выделяют два случая нарушения работоспособности: дефекты в изоляции ВЛ; дефекты в Тр - электрооборудовании (ЭО) понижающей ТП. Наименее надежными элементами ВЛ с железобетонными и металлическими опорами - изоляторы и провода, а из ЭО - силовые Тр в ТП.

10 Эксплуатация ЭУ - от начальных дефектов до частичных разрядов (ЧР) и при пробое изоляции в проводах ВЛ - высокочастотные колебания. Частота колебательного процесса вызвана колебаниями на собственной частоте элементов ВЛ или Тр, в которых происходят опасные для ЭУ возмущения. Гирлянда ВЛ с дефектным изолятором (рисунок 1).

11 а)б) Рисунок 1 – Схемы гирлянд с дефектными изоляторами ВЛ: а) - 35 кВ; б) - 10 кВ;

12 Z Л - волновое сопротивление ВЛ; С 1, С 2, C 3 - емкости изоляторов; С 4 - емкость ВЛ - 35 кВ; С 5 - емкость ВЛ - 10 кВ; Р - разрядный промежуток. В дефектной изоляции ЭО - серии импульсов, вдоль ВЛ в обе стороны от источника разряда. Опасно воздействуют на ближайшую ТП. Эквивалентная схема ВЛ - параллельный контур с сосредоточенными параметрами.

13 L - индуктивность рассеяния; U 1 - напряжение со стороны ВЛ на входной емкости Тр; Z 1 - волновое сопротивление фазы со стороны ВН;

14 Z 2 - волновое сопротивление фазы со стороны НН; С - входная емкость «дефектной фазы»; С Л - емкость линии. По параметрам эквивалентной схемы рассчитывают: частоту собственных колебаний; начальную амплитуду; скорость затухания.

15 Частота собственных колебаний: Оценивают параметр для системы «Линия-трансформатор-линия» при дефектном изоляторе в ВЛ кВ. В ЭО сети из-за дефектной изоляции ВЛ появляются высокочастотные колебания в широком диапазоне частот.

16 2. Диагностическая модель Тр. Для Тр кВ основные дефекты - увлажнение изоляции обмоток и повреждение токоведущих соединений. Дефектами для Тр 220 кВ и выше: развивающиеся повреждения из-за повышенного нагрева токоведущих со- единений, элементов конструкций, увлажнение и частичные разряды (ЧР).

17 Направлениями диагностирования для Тр кВ - увлажнения, старения и межвитковые замыкания. Для Тр 220 кВ - оценивание интенсивности ЧР и дефектов изоляции. Условия ухудшения состояния изоляции Тр делят на три группы: 1 - ухудшение состояния изоляции (разложение углеводородов масла под действием температуры, поля, катализаторов и молекул кислорода).

18 2. С образованием в масле активных химических соединений, т.к. при наличии молекул воды и активных радикалов образуются полярные соединения (свежее масло не полярно). 3. Вызывает изменения физических свойств и химического состава изоляции, (образуются шламы, изменяются цвет, падает температура вспышки масла, ускоряются процессы газообразования).

19 Параметры схемы замещения обмотки Тр изменяются при изменении частоты приложенного напряжения от 0 до : где R - активное сопротивление току утечки изоляции; L - индуктивность слоя катушки или всей обмотки; С - емкость изоляции. ΔСr - емкость и активное сопротивление (для оценки состояния неоднородной изоляции).

20 Схема замещения - матричная форма, состоящая из ячеек контуров RLC. При дефектах в Тр (витковые замыкания, однофазные замыкания) - внутренние перенапряжения (высокочастотные переходные процессы).

21 Эквивалентная схема состоит из Тр без потерь, эквивалентных емкостей обмотки ВН (С 1 ) и НН (С 2 ), а также сопротивления R 1, эквивалентного потерям ХХ.

22 3. Анализ диагностических моделей. Анализ ДМ - с формирования совокупности измеряемых ДП. Предположим, что ДМ содержит множество прямых ДП. В качестве прямых ДП - коэффициенты алгебраических или дифференциальных уравнений, операторы ветвей в графе присутствующие в ДМ. Алгоритм процедуры анализа ДМ.

23

24 Формируют совокупности условий работоспособности как области допустимых изменений признаков ЭО и признаков дефектов Тр. Условие работоспособности ЭУ - исходя из требований, предъявленных к ЭО при его применении по прямому назначению. Условие работоспособности формируется в области признаков функционирования ЭУ, а затем переносят в область работоспособности в пространстве оцениваемых ДП.

25 Таким же образом определяют признаки наличия дефектов в ЭО Тр. В отличие от условия работоспособности признаки наличия в ЭО дефекта не всегда определяют работоспособность Тр. Выбирают методы измерения прямых М ni и косвенных М кi ДП ЭО Тр.

26 Каждый из выбранных признаков в процессе диагностирования для оценки ЭО Тр может оцениваться различным методом, поэтому для диагностического обеспечения необходимо выбрать конкретный метод Мi(j) для оценивания каждого Выбор метода основывают на требуемой точности оценки с учетом условий, в которых выполняют диагностирование ЭО Тр.

27 Графические методы обладают наглядностью и служат для анализа и иллюстрации аналитических методов, а также полезны для исследования быстрых процессов и характеристик ЭО. Методы на теории ориентированных или неориентированных графов. При исследовании структурных свойств графов удобно использовать матричные представления.

28 В

29 В

30 В

31 В

32 В

33 В

34 В

35 В