Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ 4
ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ 10
1.1. Современное состояние jnepi охозяйства промышленных предприятий 11
1.2. Существующие формы техническою обслуживания и ремонта элек грооборудования 13
1.3. Техническая диаі поетика и мониторинг электрооборудования 17
1.4. Системы непрерывно! о контроля состояния и диаі нос і ики С Г 19
1.4.1. Способы выявления дефектов в системах контроля 20
1.4.2. Ал і оритмы обработки диагностируемой информации 23
1.5. Факторы, влияющие на возникновение ЧР 24
1.6. Выводы 30
ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ФАКТОРОВ, ВЛИЯЮЩИХ НА ТЕХНИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ 32
2.1. Основные положения іеории планирования эксперимента 32
2.2. Методика исследования диэлектрических свойств и характеристик и юляционных жидкостей силовых трансформаторов
2.3. Методика определения влаюсодержания трансформаторної о масла 38
2.4. Исследование ЧР в лабораторной модели силовою ірансформагора, аходящем ося в СЭС 41
2.4.1. Устройсию для измерения характеристик часшчных разрядов 41
2.4.2. Проверка и градуировка измерительною устройства 45
2.5. Исследование харакіеристик внутренних повреждений СТ методом тенловизорною наблюдения 51
2.6. Методика определения развивающихся дефекюв СТ но результатам хрома іоі рафическог о анализа і азов, растворенных в масле 54
2.7. Выводы 58
ГЛАВА 3. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТЕОРИИ НЕЧЕТКИХ МНОЖЕСІВ В МОДЕЛИРОВАНИИ ДИАГНОСТИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ И ВЫВОДА РЕШЕНИЯ 60
3.1. Основные положения іеории нечетких МНОЖЄСІВ 61
3.2. Нечеткие числа, уравнения и аппроксимация липівисіических значений 65
3.3. Принципы построения нечетких алгоритмов вывода решений 68
3.4. Определение достоверности экспертных заключений в системе принятия решений в условиях нечеткой среды 72
3.5. Выводы 87
4. ОРГАНИЗАІ \№ ПОДРАЗДЕЛЕ! ІИЯ ТЕХІІИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ В ОТДЕЛЕ ГЛАВНОГО ЭНЕРГЕТИКА 88
4.1. Структура отдела главною энергетика промышленного предпри ятия 88
4.2. Организация подразделения диагностики в сгрукіуре о і дела главною энергетика промышленного предприятия 93
4.3. Оріанизация экспертной диагностики силовых трансформаторов промышленных предприягий 97
4.4. Технико-экономическое обоснование целесообразности продления срока эксплуатации и шошенных С Г 105
4.5. Выводы 112
Заключение 114
Библиографический список 116
І Іриложения 130
Введение к работе
Акіуалміосп, рабоїьі. Организационная сгруктура промышленною предприятия представляет собой сложную динамическую сисіему, сосюяіцую из взаимосвязанных и функционально обособленных иодсисіем, стремящихся к постоянному развитию и совершенствованию в соответствии со своими основными целями и задачами. Центральной подсистемой такой системы является основное производство с инфраструк турой, обеспечивающей ею комплексом работ и услуг, направленных на обеспечение эффективною функционирования предприятия. Энерютическое хозяйство иредприяшя должно оріанизовьівать снабжение технолоіическою оборудования и машин всеми видами потребляемых энерюресурсов и злекірознері ИИ.
Силовые трансформаторы (СТ) являются связующим звеном между электростанцией и электрическими сетями предприятия, в шачителыюй мере определяющим надежность работы знергосисіемьі и подачи злекірознеріии. В.;е-шшый выход из строя трансформатора причиняє і особенно большой ущерб, так как при зі ом убьпки связаны не только с необходимое і ыо восстановления трансформа юра, но и, прежде всею, с перерывом в производстве. Однако, в настоящее время уірожаюіцими темпами растет ишос производственных основных фондов практически на всех промышленных предприятиях. Доля электрооборудования (ЭО), выработавшею свой ресурс, составляет от 30% и более, а для силовых трансформаторов доходит до 70%. Нарастание объема изношенно-ю оборудования и отсутствие возможности ею восстановления вводит знеріе-іическое обеспечение в зону повышенною риска, технолоіических отказов и аварий не только электрооборудования, систем автоматического реіулирова-ния, релейной защиты и нротивоаварийною управления, но и технолої ическою оборудования промышленных предприятий. В тоже время функционирование ЭО за рамками своею жишенноїо цикла имееі іехнические, методолої ические, экономические и другие особенности. Специфичность повреждений изношенных СТ, повышенная чувствительность к факторам износа, увеличение скоро сти развития повреждений в СТ - все это приводит к повышению фактора риска повреждения ИЭО в процессе ею зксплуаіации, а также к затруднению в проїпозировании продолжительности безаварийной работы ИЭО при сущесі-вующих формах техническою обслуживания, реализованных в виде системы планово-предупредительных ремонтов (ППР).
Система техническою обслуживания и ремонта силовых ірансформаго-ров по текущему состоянию электрооборудования (ТОР СЭО) являє і ся наиболее эффективной, однако требует детальной проработки и совершенствования оріанизации техническою обслуживания и ремонтов ИЭО. Средства мониго-риша и диагностики состояния ЭО, а также применение экспертных систем в оріанизации производственных процессов позволяют изменить сгратеїию организации периодически проводимых профилактических работ на более эффективную систему обслуживания, зависящую от состояния объекта.
Переход от системы ППР к системе техническою обслуживания и ремонтов но состоянию электрооборудования требует также реструктуризации иод-разделений предприятия. Сущееівующие формы оріанизации ремонтных работ промышленных предприятий направлены в основном на проведение ППР, поэтому необходимы совершенствование структуры отдела главною знері етика и оріанизация новой производственной единицы - подразделения технической диаі носійки.
В современных условиях прослеживается іенденция соизмерять затраты и прибыль от любых технических мероприятий, поэтому замена существующей системы предупредительно-плановых ремонтов на более эффективную систему с учетом контроля и ранней диаіпоетики будет иметь значительный экономический эффекг.
Целью работы является оріанизация мониторинга, экспертной диагностики и прогнозирования техническою состояния силовых трансформаторов путем разработки методов для эффективного функционирования при совершенствовании структуры энергохозяйства на промышленных предприятиях.
В соответствии с посіавленной целью необходимо решение следующих задач:
1. Определить основные направления организации и совершенствования энергохозяйства промышленных предприятий.
2. Выяви п. наиболее информативные диаіносіические факторы, влияющие на техническое состояние и срок дальнейшей эксплуатации высоковолы-ных силовых трансформаторов.
3. Формализовать нечеткие факторы состояния СТ и их отношения;
4. Определить достоверность экспертных заключений в сисіеме принятия решений в условиях нечеткой среды.
5. Разработать прототип экспертной сисіемьі для мониюриша, диагностики и прогнозирования сосгояния высоковольтных силовых трансформаторов при выявлении развивающихся дефектов или опасных режимов работы до тою, как они вызову і повреждение, для продления срока службы С Г промышленных предприятий.
6. Разработать структуру подразделения технической диагностики в производственной схеме отдела главною энергегика предприятия для перехода от системы ТОР ПНР к техническому обслуживанию электрооборудования но ею состоянию.
Меюдьі исследовании. В работе использовались положения системною анализа, теории верояшости, нечетких множеств, меюды математической статистики, диагностики, методы планирования активною эксперимента, математическое и компьютерное моделирование.
Обоснованное!г» и досювсрносіь научных положений и выводов подтверждается корректным использованием математического аппарата и результатами лабораторных и эксплуатационных испытаний. Достаточное условие основано не на противоречии выдвинутых положений известным и достоверно изученным закономерностям, выдвигаемые научные положения аргументированы известными научными положениями, исіинносіь которых доказана или самоочевидна.
Па защиту вынося і сн полученные лично автором следующие научные положения:
1) обоснование информативносш основных диаіносіических факюров техническої о состояния С Г;
2) разработанные модели и методы формализации неопределенной информации с помощью теории нечетких множесів;
3) меюдика определения достоверности принимаемою экспертного заключения при информационной поддержке принятия решения;
4) методика доопределения типовых ситуаций до принятия экспертного заключения;
5) предложенная производственная структура подразделения технической диагностики с использованием экспертной поддержки нриняіия решений.
Научная новизна работы заключается в следующем:
1) выявлены наиболее информативные факторы, влияющие па возникновение часшчных разрядов в изоляции силовых трансформа і оров, как основного диаіностическої о признака техническою сосюяния СТ;
2) проведена классификация типовых ситуаций, в соответствии с ко юрой возможны проектирование и разработка систем автоматизированной диагностики СТ;
3) разработана меюдика формирования экспертных заключений и определение степени достоверности на основе нечеткомножесівенных правил и выводов;
4) разработан прототип экспертной системы поддержки принятия решений по результатам моииториніа для прогнозирования техническою состояния силовых трансформаторов;
5) разработана структура подразделения технической диагностики в отделе главною энергетика предприятия для оріанизации обслуживания и ремонтов ИЗО промышленных предприятий.
Практическая ценность рабо і ы. Разработан прототип экспертной системы моииториніа и диагностики техническою сосюяния силовых транс форматоров, предложена структура подразделения іехнической диагностики в производственной схеме оїдела главною знеріетика, позволяющая перейти от существующей формы обслуживания ЭО, реализованной в виде ПНР, к сисіеме обслуживания по состоянию. Данная диаіносіическая сірукіура позволяет осуществлять пропюз техническою состояния силовых ірансформагоров на следующий временной интервал, а соответственно иозволяеі продлить срок эксплуапщии изношенною электрооборудования.
Реализация полученных резулыаиж. Полученные в работе резулыапл исследований доведены до инженерных решений, иракіических рекомендаций и конкретною внедрения. Подразделение іехнической диаіпоетики, как оі-дельная производственная структура, образовано в управлении їлавною энер-і етика ОАО «Порильскіазпром», являющемся основным поставщиком ЗФ ОАО «ГМК «Норильский Никель», на базе учасіка по наладке, испытаниям и из;.е-рениям электротехнической лаборатории.
Материалы диссертационной рабо і ы используются в учебном процессе Норильскою индустриалыюю института в дисциплинах специальности 100400 «Злекіроснабжение (по отраслям)» и 071900 «Информационные системы в знеріеіике».
Апробация рабои.к Основные резулыапл рабо і ы и материалы исследований докладывались на:
• Всероссийской научной конференции студентов и аспирантов «Молодые исследователи - реї ионам» (Вологда, 2005);
• VII Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов, докторантов и молодых ученых «Наука XXI веку» (Майкой, 2005);
• Всероссийской научной конференции молодых ученых «Наука. Техноло-іии. Инновации» (Новосибирск, 2006);
• Всероссийской научно-иракіической конференции аспирантов и молодых ученых (Екатеринбург, 2006);
• HI Всероссийской научно-практической конференции (с международным участием) «Безопасность жизнедеятельности в іретьем гьісячелеіии» (Челябинск, 2006);
• Региональной научно-технической конференции «Молодые ученые Норильскою промышленною района- Российскому северу» (2005-2006).
Также материалы диссертации докладывались и получили одобрение на ежеюдных научно-технических конференциях Норильскою индустриальной) института (2003-2006).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 рабої общим объемом 1,9 печатных листов.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четыреч тлав, заключения, списка литературы и приложений.
Похожие диссертации на Организация мониторинга, экспертной диагностики и прогнозирования технического состояния силовых трансформаторов электроснабжения промышленных предприятий
