СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ
DIAGNOSTICS METHOD OF TECHNICAL STATE OF POWER EQUIPMENT

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для оценки технического состояния работающего длительное время силового высоковольтного энергетического оборудования.
Известен способ контроля ресурса изоляции (Патент РФ №2422966, H02H 9/04, 2011 г.), который включает измерение с высокой частотой мгновенных значений напряжений на энергетическом оборудовании, выявление перенапряжения, определение допустимой длительности перенапряжения и расчет израсходованного ресурса изоляции.
Недостатком данного способа являются отсутствие контроля всех основных диагностических параметров, что не позволяет объективно описать техническое состояние энергетического оборудования.
Наиболее близким к заявляемому является «Способ определения остаточного ресурса высоковольтного оборудования в условиях комплекса эксплуатационных воздействий» (Патент РФ №2403581, G01R 31/00, 2010 г.), принятый за прототип, заключающийся в измерении и регистрации диагностических параметров в условиях комплекса эксплуатационных воздействий, а также в сопоставлении измеренных диагностических параметров с их нормируемыми значениями и в последующем расчете остаточного ресурса энергетического оборудования.
Недостаток указанного способа заключается в неполном контроле диагностических параметров, что снижает точность диагностики технического состояния энергетического оборудования, а также в отсутствии возможности прогноза параметров теплового режима энергетического оборудования при изменении диагностических параметров, что ухудшает надежность диагностики технического состояния энергетического оборудования.
Технический результат предлагаемого способа заключается в обеспечении точности и надежности диагностики технического состояния энергетического оборудования.
Технический результат достигается тем, что в способе диагностики технического состояния энергетического оборудования, заключающемся в измерении и регистрации диагностических параметров в условиях комплекса эксплуатационных воздействий, устанавливают реперные точки контроля теплового режима энергетического оборудования, моделируют зависимость теплового режима энергетического оборудования в реперных точках от измеряемых диагностических параметров и атмосферных условий, адаптируют модель теплового режима энергетического оборудования в реперных точках при несовпадении в реперных точках параметров теплового режима энергетического оборудования и параметров модели теплового режима энергетического оборудования в реперных точках, используя модель теплового режима энергетического оборудования в реперных точках, прогнозируют параметры его теплового режима в реперных точках при изменении диагностических параметров, а в случае отклонения прогнозируемых параметров теплового режима энергетического оборудования в реперных точках за нормируемые пределы формируют технические мероприятия по стабилизации теплового режима энергетического оборудования и оценивают техническое состояние энергетического оборудования.
На фиг.1 приведена блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ диагностики технического состояния энергетического оборудования.
Устройство содержит метеостанцию 1, n выходов которой подключены к соответствующим «n» входам измерительного блока 2, а к m входам (с (n+1)-го по (n+m)-й) измерительного блока 2 подсоединены соответствующие m информационных выходов энергетического оборудования 3, при этом n+m выходов измерительного блока 2 связаны с соответствующими n+m входами модели теплового режима энергетического оборудования в реперных точках 4. Все k информационных выходов энергетического оборудования 3 (с (m+1)-го по (m+k)-й) соединены с соответствующими k входами блока сравнения 5, а k выходов модели теплового режима энергетического оборудования в реперных точках 4 подключены к соответствующим k входам (с (k+1)-го по 2k-й) блока сравнения 5. Выход блока сравнения 5 подсоединен через блок коррекции 6 к (n+m+1)-му входу модели теплового режима энергетического оборудования в реперных точках 4, k выходов которой (с (k+1)-го по 2k-й) связаны с соответствующими k входам входами информационного блока 7.
Способ осуществляется следующим образом.
Предварительно устанавливают k реперных точек контроля теплового режима (измерения температуры) энергетического оборудования, достаточных для объективной оценки теплового режима энергетического оборудования в целом.
Метеостанция 1 измеряет n параметров (атмосферные условия), например, температуру, влажность, давление наружного воздуха, направление и скорость ветра, и направляет их для регистрации в измерительный блок 2.
Измерительный блок 2 осуществляет также измерение и регистрацию m диагностических параметров энергетического оборудования 3 в условиях комплекса эксплуатационных воздействий. Например, для высоковольтного силового трансформатора основными диагностическими параметрами приняты следующие:
1. токи нагрузки высоковольтного силового трансформатора;
2. температура масла в верхней части бака;
3. уровень масла в баке;
4. давление масла в баке;
5. газосодержание масла в баке;
6. влагосодержание масла в баке;
7. температура обмоток;
8. температура масла на входе и выходе системы охлаждения;
9. длительность перегрева обмоток (превышения тока в обмотке нормируемым значением);
10. интенсивность частичных разрядов (ЧР);
11. токи короткого замыкания;
12. напряжения на обмотках высоковольтного силового трансформатора;
13. значение тангенса угла диэлектрических потерь изоляции высоковольтных вводов;
14. давление масла в высоковольтных вводах;
15. емкость изоляции высоковольтных вводов;
16. количество переключений регулятора напряжения под нагрузкой (РПН);
17. температура масла в РПН;
18. давление масла в РПН;
19. уровень масла в РПН;
20. токи двигателей маслонасосов системы охлаждения;
21. токи двигателей вентиляторов системы охлаждения;
22. количество пусков двигателей маслонасосов системы охлаждения;
23. количество пусков двигателей вентиляторов системы охлаждения;
24. соответствие номера контактов РПН их положению при переключениях РПН;
25. уровень вибрации обмоток высоковольтного силового трансформатора.
Зависимость теплового режима энергетического оборудования 3 в реперных точках от измеряемых m диагностических параметров и n атмосферных условий описывается с помощью математической, имитационной (алгоритмической), экспериментальной (таблично-графической) или комбинированной моделей.
На основе информации, получаемой от измерительного блока 2, модель теплового режима энергетического оборудования в реперных точках 4 осуществляет расчет температуры энергетического оборудования 3 в k реперных точках.
Блок сравнения 5 непрерывно анализирует соотношение реальных и расчетных температур энергетического оборудования 3 в k реперных точках и при несовпадении в реперных точках параметров теплового режима энергетического оборудования и параметров модели теплового режима энергетического оборудования в реперных точках через блок коррекции 6 производит адаптацию модели теплового режима энергетического оборудования в реперных точках 4.
При изменении атмосферных условий или диагностических параметров энергетического оборудования 3 модель теплового режима энергетического оборудования в реперных точках 4 осуществляет прогноз параметров его установившегося теплового режима в k реперных точках и направляет сведения в информационный блок 7, что позволяет в случае отклонения прогнозируемых параметров теплового режима энергетического оборудования 3 в реперных точках за нормируемые пределы сформировать технические мероприятия по стабилизации теплового режима энергетического оборудования 3 и обеспечить их оперативное выполнение, например заблаговременно улучшить охлаждение энергетического оборудования 3.
Кроме того, осуществляют объективную оценку технического состояния энергетического оборудования 3, а именно исправности системы охлаждения энергетического оборудования 3, наличия недопустимой перегрузки по току, состояния магнитопровода, повышения уровня вибрации энергетического оборудования 3 и т.д.
Таким образом, реализация предложенного способа позволяет обеспечить высокую точность и надежность диагностики технического состояния энергетического оборудования.