Введение к работе
Актуальность темы. Передача электрической энергии от источников к потребителям по кабельным линиям широко используется как в народном хозяйство так и на оборонных объектах. В большинстве случаев кабели прокладываются такиа образом, что имеется доступ только к их концевым участкам, присоединенным к устройствам отбора энергии. Известно, что при изготовлении, транспортировке, укладке и монтаже в кабелях возникают участки с ослабленной изоляцией, дефектность которі : усиливается в процессе эксплуатации вследствие значительных перепадов теыпеоатур, обусловленные перепадами электрических нагрузок " перегрузками в течение суток. На участках с ослабленной изоляцией концентрируются и усиливаются токи утзчки, играюзще роль по отношений к объему изоляции внутренних. Усиление этих токов приводит к ускорению разрушения изоляции, что в свою очередь привода? к дальнейшему увеличению токов утечки - и так до полного ев раз-руления. Особенно эти процессы опасны на участках, доступ к которым невозможен. Поэтому своевременное выявление внутреннего источника, действующего в изоляции недоступного для проведения измерений участка кабеля позволяет вовремя принять меры по предотвращению разрушения или неожиданного отключения кабельной линии. В связи с этим разработка математической модели кабельной линии, с помощью которой можно выявить появление внутреннего источника в изоляции участка кабеля, недоступного для непосредственного контроля, используя измерительную информацию о его тепловом состоянии только на концах, является актуальной научной задачей, имеющей важное народнохозяйственное и оборонное значение.
Целью работы является разработка математической модели и алгоритмов тепловизконного контроля кабольной линии. Для достижения этой цели поставлены и решены следующие задачи:
-
Определен класс задач поиска «ест повреждений кабельных линий, которые не решаются на основе известных моделей.
-
Предложен новый аналитический метод решения неоднородного уравнения теплопроводности с ненулевыми граничными и на -чальными условиями.
-
Разработана математическая модель контроля теплового состояния кабельной линии.
-
Предложен способ контроля теплового состояния кабельных линий, аварийные участки которых недоступны для непосредственных измерений.
-
Синтезированы и программно реализованы алгоритмы'предложенного способа контроля теплового состояния кабельных линий и произведена оценка точности восстановления фикции мощности внутреннего источника тепла, обусловленного повреждением изоляции кабеля и координат места повреждения.
Методы исследования основаны на использовании методов двумерного анализа Фурье, математической физики, теории теплопроводности, теории алгоритмов, а также понятий теории диагностики.
Научная новизна. Новыми научными результатами являются:
новый аналитический метод решения неоднородного уравнения теплопроводности с ненулевыми граничными и начальными условиями, удобный для решения задач контроля теплового состояния кабельных линий;
математическая модель контроля теплового состояния кабельной линии;
способ контроля.теплового состояния кабеля, описываемый с помощью предложенной математической модели, аварийный участок которого недоступен для проведения непосредственных измерений, позволяющий без отключения кабеля определить место возможного теплового пробоя;
расчетные алгоритмы предложенного метода и их программное обеспечение.
Практическая ценность работы заключается в создании метода контроля теплового состояния кабельных линий, аварийные участки которых недоступны для непосредственных измерений, позволяющего определить без отключения кабеля участок с ослабленной изоляцией, а следовательно, место возможного теплового пробоя. Исследования проводились в рамках работ, заполняемых по научно-технической программе Гособразования СССР "Автоматизация научных исследований в Высшей школе на базе проблемно-ориентированных измерительно-вычислительных комплексов,научных приборов, испытательных стендов и тренажеров" (шифр " АСНИ "), приказ ГК по НО К 282 от 24.04.1990 г.
Реализация результатов работы. Результаты, полученные в
диссертационной работе, использованы при выполнении научно-исследовательской работы "Исследование и разработка методов и ИИС для технической диагностики электрических сетей и их элементов" (№ гос.регистрации 0I87009GJ26), и Енедренн в 1989 году в Винницкой Центральном предприятии электрических сетей ПЭО "Винницаэнерго". Годовой экономический эффект от внедрения результатов работы составил 3000 рублей.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на: Всесоюзной научно-технической конференции "Актуальные проблемы управления системами с распределенными параметрами" (Одесса, 1987); Всесоюзной конференции "Моделирование электроэнергетических систем" (Рига, 1987); Межвузовской научно-методической конференции "Проблемы создания и применения автоматизированных обучающих комплексов в курсах высшей и прикладной ыатеыатики" (Винница, 1989); У Всесоюзном симпозиуме "Методы теории идентификации в задачах измерительной техники и метрологии (Новосибирск, 1989); заседаниях постоянно действующего республиканского семинара АН УССР "Техническая диагностика, идентификация и автоматическое управление в электрических сетях" (Винница, 1987-1990)ежегодных научно-технических конференциях профессорско-преподаоате-льского состава ВПИ (Винница, 1986-1990).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 печатных работ, в том числе получено авторское свидетельство на изобретение.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, перечня литературы и восьми приложений. Объем диссертации составляет 127 страниц основного текста, 8 таблиц, 19 рисунков, список литературы из 109 наименований.
