Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ 4
1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ 7
Обзор литературных источников 7
Цели и задачи исследования 23
2. ДИАГНОСТИКА СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ И ИХ
ОБОРУДОВАНИЯ 24
Система электроснабжения производств металлургических заводов 24
Формирование отказов систем электроснабжения 28
Возможные методы оценки безотказности систем электроснабжения и
их оборудования 33
2.4. Особенности определения технического состояния силового
электрооборудования 34
3. ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС «СИСТЕМА
ДИАГНОСТИКИ- СИСТЕМА ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ» 83
Разработка методики технической диагностики электрооборудования 83
Методы поиска дефектов оборудования систем электроснабжения 86
Определение нечетких множеств состояния узлов электрооборудования системы электроснабжения 94
Формирование правил для принятия решения о техническом состоянии электрооборудования 99
Разработка информационно- диагностического комплекса 107
4. ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РАЗРАБОТАННЫХ
СРЕДСТВ И МЕТОДОВ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ ОТКАЗОВ СИСТЕМ
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ 113
Дефектологическая оценка состояния систем электроснабжения 113
Сопоставление результатов эксплуатации высоковольтного электрооборудования 118
Технико-экономическая эффективность применения электротехнического комплекса «система диагностики- система электроснабжения» 121
Построение системы электроснабжения с учетом предупреждения отказов электрооборудования 127
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 140
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 142
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 - Однолинейная схема главной понизительной
подстанции «Металлургическая» 157
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 - Акт внедрения информационно-диагностического комплекса для оценки функциональности системы электроснабжения
металлургических производств на ОАО «Липецкэнерго» 159
ПРИЛОЖЕНИЕ 3 - Акт внедрения методики оценки работоспособности
электрооборудования систем электроснабжения на ОАО «Инженерно-
производственный центр Липецкэнерго» 161
ПРИЛОЖЕНИЕ 4 - Акт промышленного опробования результатов
диссертационной работы на ОАО «Липецкий металлургический завод
«Свободный Сокол» 163
Введение к работе
Одним из важнейших условий эффективной работы металлургических производств является безотказное функционирование их систем электроснабжения. Для таких электрических систем характерно вредное воздействие коротких замыканий, перегрузок, перенапряжений, которые существенно ухудшают условия эксплуатации электрооборудования. Это повышает риск его выхода из строя. Одним из возможных способов поддержания высокого уровня функционирования систем электроснабжения является использование методов и средств комплексной технической диагностики. Однако, на сегодняшний день, в литературных источниках отсутствуют сведения о работах, посвященных анализу такого класса систем с точки зрения установления взаимосвязи между комплексом диагностической информации и техническим состоянием электротехнического комплекса. Поэтому разработка комплексных методов оценки работоспособности электрооборудования и их техническая реализация является актуальной задачей, так как ее решение позволит повысить в целом эффективность функционирования металлургических предприятий.
Целью работы является создание комплекса диагностирования системы электроснабжения металлургических предприятий, позволяющего производить оценку работоспособности ее электрооборудования без вмешательства в технологический цикл производства.
Идея работы заключается в определении концепции и технической реализации системы диагностического обслуживания силового электротехнического оборудования посредством связи задач диагностики и анализа физических процессов (или возмущающих факторов), вызванных появлением и развитием дефектов электрооборудования.
Научная новизна заключается: - в установлении классификации средств технической диагностики по способу воздействия их на объект, связывающей отказы элементов системы электроснабжения во время эксплуатации и параметры диагностирования;
в определении комплекса диагностических параметров, характеризующих техническое состояние электрического оборудования, без вывода его в ремонт;
в математическом описании функционального состояния системы электроснабжения по имеющейся диагностической информации, основанном на локализации источников, снижающих ее работоспособность;
в разработке структуры комплекса диагностирования, позволяющей без нарушения технологического цикла производства осуществлять прогнозирование дефектов электрооборудования, выдачу рекомендаций по их своевременной локализации, путем обработки первичной информации по алгоритму сопоставления с базой критичных дефектов.
Практическая ценность. Разработан и реализован комплекс диагностирования, позволивший решить задачи: раннего выявления дефектов электрооборудования с оценкой его общего технического состояния; прогнозирования развития дефектов, оценки их опасности и локализации; оптимизации ремонтно-технического обслуживания электрооборудования. Разработаны мероприятия по повышению эффективности функционирования систем электроснабжения металлургических предприятий, позволяющие учитывать все виды возможных отказов электрооборудования указанного класса электротехнических комплексов. Оценки показывают, что использование разработанных методик раннего выявления дефектов, реализованных с помощью диагностического комплекса, уменьшает количество отказов в системе электроснабжения не менее чем на 30%.
Методы и объекты исследования. В работе использован комплексный подход исследования, включающий теорию математического моделирования, теорию нечетких множеств, математической логики и инженерного эксперимента. Экспериментальные исследования проводились в реальных производственных условиях на действующем электрооборудовании системы электроснабжения металлургических производств.
Достоверность результатов. Теоретические исследования диагностирования подтверждены экспериментальными данными и диагностическими обсле-
дованиями с использованием разработанного диагностического комплекса, при этом обеспечена сходимость результатов с погрешностью не более 7 %.
Реализация работы. Научные и практические результаты диссертационной работы внедрены на объектах ОАО «Липецкэнерго», осуществляющих электроснабжение ОАО «Новолипецкий металлургический комбинат», в виде информационно—диагностического комплекса и рекомендаций по ремонтно-техническому обслуживанию электрооборудования. Ожидаемый годовой экономический эффект за счет сокращения эксплуатационных и аварийно-восстановительных затрат составляет около 750 тыс. руб. в год. Проведено промышленное опробование комплекса на ОАО «Липецкий металлургический завод «Свободный сокол». Предложены мероприятия по повышению работоспособности системы электроснабжения. Экономическая эффективность которых составляет 200 тыс. руб.
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались: на международной научно-технической конференции «Теория и практика производства листового проката», г. Липецк, 2005 г.; на всероссийской научно-технической конференции "Электроэнергетика и энергосберегающие технологии", г. Липецк, ЛГТУ, 2004 г.; на всероссийской научно-технической конференции "Энергосбережение и энергоэффективные технологии - 2004" г. Липецк, ЛГТУ, 2004 г.; на научно-практической конференции «Молодые ученые центра России», г. Тула, 2003 г.; на ежегодной научно-технической конференции студентов и аспирантов ФАИ ЛГТУ, г. Липецк, 2003 г.; на заочной электронной конференции «Новые информационные технологии и системы», вебсайт Академии Естествознания (), 2004 г. За разработку информационно-диагностического комплекса в 2004 г. был получен диплом лауреата областного конкурса «Инженер года» в номинации «Электроэнергетика».
Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 печатных работ.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографического списка использованной литературы. Общий объем диссертации 164 с, в том числе 141 с. основного текста, 44 рисунка, 41 таблица, список литературы из 146 наименований.
