РОЗДІЛ 2
РОЗРОБКА ТЕОРЕТИЧНИХ ЗАСАД АВТОМАТИЗОВАНОГО ДІАГНОСТУВАННЯ СИЛОВОГО ЕЛЕКТРООБЛАДНАННЯ
В результаті проведеного в першому розділі аналізу відомих методів діагностування та контролю залишкового робочого ресурсу силового електрообладнання, а саме: високовольтних вимикачів, високовольтних вводів силового електрообладнання, силових статичних конденсаторів, високовольтних розрядників та ОПН, встановлено, що існуючі засоби діагностування непридатні для неперервного контролю за витрачанням робочого ресурсу зазначеного силового електрообладнання. Ця непридатність пояснюється, перш за все, потенціальними можливостями методів, які використовуються і в теперішній час.
Так, наприклад, залишковий робочий ресурс комутаційних апаратів, в тому числі і повітряних високовольтних вимикачів (ПВВ), обраховують ручними методами за даними, отримуваними при фіксації параметрів режиму роботи електричної мережі в аварійній ситуації. Кожна подібна ситуація фіксується в журналі оперативного персоналу і по загальній кількості записів приймається рішення про виведення в ремонт одиниці обладнання.
Залишковий робочий ресурс високовольтних вводів силового електрообладнання визначається в процесі періодичного зняття цілого ряду контрольованих параметрів по певних їх значеннях, процес знаходження яких поєднується з ремонтом або профілактичними випробуваннями силового електрообладнання при виведенні його з роботи.
Такі ж обмеження мають і методи, які дозволяють контролювати залишковий робочий ресурс силових статичних конденсаторів на стадії їх проектування, введення в експлуатацію та профілактичних і поточних ремонтів з виведенням їх з роботи.
Залишковий робочий ресурс високовольтних розрядників та ОПН визначається тільки шляхом підрахунку кількості їх спрацювань по записах в журналі оперативного персоналу факту спрацювань високовольтних розрядників або ОПН.
Для підвищення точності контролю залишкового робочого ресурсу силового електрообладнання пропонується розробити відповідні методи контролю.
Як відомо, моделювання є універсальним інструментом дослідження складних систем. Використання математичного моделювання для створення автоматизованих систем діагностування дозволяє вибрати раціональні структури на початкових стадіях їх створення і тим самим знижує витрати матеріальних ресурсів. Система діагностування є складною динамічною, а тому при проектуванні таких систем необхідно враховувати різноманіття їхніх структур і можливість використання різноманітних математичних моделей для їхнього опису. Очевидно, що в рамках однієї моделі важко врахувати всі чинники, що характеризують фізичні процеси, які протікають в об'єктах діагностування, а тому доцільно застосовувати сукупність математичних моделей, що описують вплив окремих чинників.
Стан електроенергетичних об'єктів залежить від великої кількості чинників, які складно враховувати, причому не всі характеристики в достатній мірі вивчені. Тому узагальнений параметр стану об'єкта в конкретний час не може бути точно визначений. Для судження про стан тих чи інших об'єктів діагностування можуть бути використані лише окремі параметри, що відображають прямо або опосередковано цей стан у момент контролю.
Таким чином, дуже важливою задачею на шляху створення систем діагностування електроенергетичних об'єктів є задача побудови їх математичних моделей, придатних для оцінки технічного стану.
Виходячи з постановки задачі досліджень, синтезуємо ряд математичних моделей для діагностування високовольтного силового електрообладнання.
2.1. Метод неперервного діагностування повітряних високовольтних вимикачів
З метою підвищення точності контролю залишкового робочого ресурсу ПВВ автором запропоновано метод неперервного контролю залежності залишкового робочого ресурсу ПВВ від струму, що протікає через вимикач в момент комутації, та тиску стисненого повітря.
Суть методу полягає в тому, щоб в момент комутації ПВВ вимірювати значення струму, що протікає через вимикач, та значення тиску стисненого повітря з наступним перерахуванням їх в певну кількість комутацій вибраного (базового) значення струму при певному значенні тиску стисненого повітря і тим самим визначати спрацювання робочого ресурсу при кожній комутації.
Для здійснення даного методу запропонована структурна схема засобу автоматичного діагностування, що наведена на рис. 2.1.
Рис. 2.1. Узагальнена структурна схема засобу неперервного
автоматичного діагностування ПВВ
На контрольований ПВВ (однополюсний чи триполюсний) встановлюються на кожну фазу сенсори струму та тиску стисненого повітря. Для триполюсного ПВВ із загальним резервуаром стисненого повітря встановлюється один сенсор тиску стисненого повітря. Кожен вимикач споряджається сенсором комутації.
Метод здійснюють у відповідності з таким алгоритмом. При комутації вимикачем кола електричної мережі сигнали з сенсорів струму, тиску стисненого повітря та комутації поступають в обчислювач ресурсу, в якому враховуються значення параметрів комутації. При цьому з врахуванням вагових коефіцієнтів після кожної комутації обчислюється спрацювання робочого ресурсу при цій комутації та знаходиться залишковий робочий ресурс. При вичерпанні початкового (закладеного) робочого ресурсу оперативному персоналу подається сигнал попередження.
Представлену схему та підхід до автоматичного контролю можна застосувати і для діагностування інших типів високовольтних вимикачів.
2.2. Розробка математичних моделей для діагностування високовольтних вимикачів
2.2.1. Математична модель ресурсної характеристики повітряного високовольтного вимикача
В роботі [249] запропонована математична модель для діагностування високовольтного вимикача. Ця модель передбачає врахування впливу на можливу кількість комутацій вимикача і, відповідно, на швидкість вичерпування його комутаційного ресурсу одного параметра - значення струму в момент комутації. Але комутаційний ресурс ПВВ з