Размещено на http://www.allbest.ru/

19

Мониторинг силовых трансформаторов в реальном времени на основе применения современных информационных технологий

Мониторингом называется процесс отслеживания состояния объекта (системы или явления) с помощью непрерывного или периодически повторяющегося сбора данных или измерения параметров, представляющих ключевые показатели состояния объекта. Хорошо известны мониторинги экологического состояния окружающей среды, мониторинги сердечно-сосудистой системы кардиологических больных, мониторинги безопасности; сейчас очень актуально внедрение мониторинга высшего образования Ниже будут рассмотрены две системы мониторинга для электротехнического оборудования электростанций, которые в последнее время принято считать одними из наиболее эффективных современных средств повышения надежности.

На втором научно-техническом семинаре "Современные методы и средства оценки технического состояния и продления сроков эксплуатации высоковольтного оборудования энергосистем", проходившем в Москве в ноябре 2001 г., фирма ALSTOM представила доклад о системе мониторинга технического состояния силовых трансформаторов, применяемой в ФРГ (аналогичные системы разрабатываются и внедряются в России). Согласно данным этой фирмы статистика аварий трансформаторов, показывает, что основными причинами долговременных отказов являются обмотки, вводы и переключатели ответвлений. Следовательно, для стратегически важных трансформаторов целесообразно применять полную систему мониторинга с целью оперативного обнаружения вероятных неисправностей и оповещения о них. Компания ALSTOM разработала предлагаемую систему мониторинга в реальном времени MONITORING SYSTEM MS 2000 для оптимизации работы силовых трансформаторов. Эта система построена по модульному принципу, имеет возможность контролировать до двадцати силовых маслонаполненных трансформаторов одновременно.

Датчики системы. Система мониторинга в реальном времени позволяет отслеживать самые разные измеряемые величины. Однако использование всего их спектра целесообразно лишь в единичных случаях. Поэтому набор датчиков должен быть переработан с учетом специфических требований к конкретному трансформатору или группе трансформаторов, их возраста и состояния.

Все богатство модулей системы MS 2000 позволяет легко приспособиться к потребностям заказчика. Заказчик может отслеживать множество индикаторов состояния или сосредоточиться на одном - двух.

Авторы разработки на основе опыта работы с самыми разнообразными системами рекомендуют (табл. 1) оптимизированные наборы датчиков. Возможно одновременное измерение

1. тока нагрузки и рабочего напряжения непосредственно на трансформаторе. Для измерения тока нагрузки используются проходные трансформаторы тока. Значение тока нагрузки является важной отправной точкой для вычисления температуры в наиболее нагретой точке, т.е. для определения старения изоляции активной части. Рабочее напряжение трансформатора снимается с измерительного вывода проходного изолятора конденсатора с помощью датчика напряжения. Таким образом, можно обнаружить изменение емкости проходного изолятора, являющееся первым признаком его износа. Перенапряжения означают существенную угрозу изоляции обмоток трансформатора. Поэтому очень важно своевременно обнаруживать и анализировать эти импульсы с помощью пикового дискретизатора.

2. Максимальная температура масла и температура внешней среды являются необходимыми входными значениями для контроля температуры, вычисления перегрузочной способности и управления системой охлаждения. Кроме того, в системе MS 2000 интегрированы датчики для измерения

3. содержания газа в масле (Hydran® 201 Ti) и

4. содержания воды в масле.

Эти датчики настраиваются, в частности, для работы с неновыми трансформаторами. Поскольку среди всех газов водород вызывает наибольшие проблемы в активной части, увеличение выходного сигнала датчика содержания газа в масле является признаком неполадок, таких как частичный разряд или перегрев.

Повышение содержания воды в масле может быть вызвано несколькими причинами. Поскольку образование воды является следствием и одновременно причиной износа масляно-бумажной изоляции, содержание воды в масле является важным показателем для кoнтроля состояния изоляции обмоток. Второй по важности причиной образования воды в масле является "дыхание" масла в расширительном баке.

Регистрируя

5. положения ответвлений вместе с током нагрузки, можно определить количество циклов переключения ответвлений и суммарный ток переключения, которые могут служить индикаторами выгорания контактов переключателя. Для контроля механического состояния устройства регулирования напряжения под нагрузкой (РПН) регистрируется и анализируется энергопотребление электропривода в ходе процесса переключения. Процессы переключения имеют специфические характеристики. Форма этих характеристик позволяет делать выводы о механическом состоянии переключателя ответвлений. Для этой цели весь процесс переключения ответвлений разбит на несколько интервалов времени, зависящих от длительности механических процессов, таких как опускание и подъем контактов селектора. Эти интервалы сопоставляются с граничными значениями, и при их превышении выдается сигнал.

Таблица 1

Набор датчиков для системы мониторинга трансформатора

Архитектура системы мониторинга. В традиционных системах датчики подключались проводами к клеммным колодкам, которые, в свою очередь, подключались к преобразователям, а те уже к промышленному персональному компьютеру для централизованного управления трансформатором. Этот метод очень труден и материалоемок, особенно в случае, когда подстанция содержит несколько трансформаторов. В частности, необходимо было прокладывать дополнительные провода (т. н. параллельную проводку) от преобразователей к шкафу управления.

Система MS 2000 (рис.2.1) использует технологию шин и потому отличается исключительно компактным дизайном. Датчики подключаются к децентрализованным распределительным коробкам шины. Каждая из распределительных коробок включает шинный соединитель и контакты шины, подключенные к соединителю и выполняющие аналого-цифровое преобразование аналоговых входных сигналов. Это позволяет значительно уменьшить размеры шкафа управления. Соединение с системой управления и распределительных коробок между собой осуществляется по шине, которая может быть выполнена либо из экранированного витого медного кабеля, либо из волоконно-оптического кабеля. Вместо множества кабельных соединений необходимо проложить только шину и кабели питания для распределительных коробок шин. Кроме того, не нужна параллельная проводка в шкафу управления, и значительно возрастает надежность сети.

Программные модули. Чтобы сделать возможной эксплуатацию трансформатора с нагрузкой, превышающей номинальную, в MS 2000 реализовано вычисление перегрузки. На основе алгоритма IEC 60354 и two-body equivalent circuit можно определить и сообщить оператору в реальном времени перегрузочную способность трансформатора, возникшую вследствие благоприятных условий внешней среды. Для перегрузок этого типа важно то, что время работы с высокой нагрузкой компенсируется периодами работы с малой нагрузкой с низким уровнем старения. Долгосрочный мониторинг скорости старения также реализован в системе. Перегрузки, при которых температура проводников выше номинальной, ведут к интенсивному старению изоляции, а следовательно, допустимы только в исключительных ситуациях, т.е. для предотвращения аварии в сети. Для таких исключительных случаев определена максимальная продолжительность перегрузки.

MS 2000 можно использовать для "интеллектуального" контроля вентиляторов системы охлаждения в зависимости от нагрузки, температуры масла и параметров внешней среды. Программное обеспечение определяет целевое значение температуры масла. В зависимости от температуры внешней среды включается определенное число вентиляторов для компенсации потерь тока. Так как каждый вентилятор включается и выключается отдельно, такой метод контроля обеспечивает меньшие колебания температуры, чем традиционный метод контроля по фиксированному температурному порогу.

трансформатор мониторинг датчик набор

В результате сокращаются колебания уровня масла в расширителе, что, в свою очередь, означает ослабление эффекта "дыхания" трансформатора и, следовательно, снижение уровня влажности в расширительном баке. Также можно оптимизировать температуру в наиболее горячей точке.

Интернет. Пользователю нужно, чтобы система мониторинга предоставляла ему возможность простого и безопасного доступа ко всей необходимой информации об установленном электрооборудовании. Диспетчер в центре управления должен знать информацию о нагрузочной способности. Отделы эксплуатации и технического обслуживания должны выполнять оценку условий эксплуатации и соответственно планировать процедуры техобслуживания. Такое широкое распространение информации обеспечивает решение на базе Web. Благодаря соединению сервера мониторинга с интрасетью, все отделы компании могут получать необходимую информацию. Парольная защита предоставляет доступ к данным только пользователям, имеющим соответствующие права доступа. Установка брандмауэра дает возможность доступа в Интернет.

Опыт практического применения. В последние годы система MS 2000 устанавливалась на трансформаторы всех основных производителей. Сначала целью установки являлось тестирование системы на трансформаторах связи с электросетью, где отказ не имеет разрушительных последствий. Система прекрасно себя зарекомендовала: общее количество трансформаторов, на которых используется система, составляет приблизительно 40. Большинство систем устанавливалось на местах для контроля смонтированных ранее и стареющих трансформаторов. Как правило, установка датчиков осуществляется без сварки на трансформаторе и занимает около 2 суток. При этом трансформаторы выводятся из эксплуатации всего на пол дня - для установки датчика напряжения и системы мониторинга переключателей ответвлений.

Системы мониторинга на трансформаторах ЕЭС России

Система мониторинга с функциональной точки зрения состоит из следующих подсистем:

блока измерения параметров - режима работы трансформатора и параметров, характеризующих его техническое состояние (блок измерения);

блока обработки измерений;

блока архивирования, форматирования и визуализации параметров;

блока управления;

блока обмена информацией с системами верхнего уровня.

Блок измерения состоит из совокупности датчиков, приборов и систем контроля и измерения, которые необходимы для полноценного функционирования системы мониторинга. Состав датчиков зависит от класса напряжения, мощности, срока эксплуатации трансформатора, его технического состояния и может меняться в зависимости от изменения указанных условий. Ниже приводится типовой набор датчиков.

Измерение температур. Для анализа температурного режима трансформатора выполняется измерение температур верхних слоев масла, температуры масла на входе и выходе из охладителей, температуры окружающей среды, температуры наиболее нагретой точки обмотки. Измерения температуры масла и окружающей среды выполняются датчиками РТ 100.

Температура наиболее нагретой точки обмотки измеряется косвенным путем с помощью известного устройства АКМ Oil или Winding Temperature Indicator производства фирмы Qualirol.

В настоящее время разработана методика расчета температуры наиболее нагретой точки по данным измерения в реальном масштабе времени в соответствии с рекомендациями МЭК 354-91.

По специальному заказу возможна установка оптоволоконных датчиков температуры типа WTS-22 производства фирмы LUXTRON для прямого измерения температуры наиболее нагретой точки обмотки трансформатора. Эти датчики устанавливаются в процессе изготовления обмоток.

Измерение электрических параметров. Для контроля электрических параметров работающего трансформатора (тока, напряжения, мощности, энергии и др.), необходимых для анализа работы трансформатора, применяется прибор РМ (Power Monitor) производства фирмы Allen Bradley. Это микропроцессорный прибор, выпускающийся в нескольких модификациях, позволяющий измерять, контролировать, накапливать и передавать измеряемую информацию.

Прибор спроектирован для работы в энергосистемах и позволяет:

измерять и сохранять в цифровом виде целый ряд специальных параметров, например, гармонический состав тока и напряжения (до 41-й гармоники включительно);

осциллографировать токи и напряжения;

по заданной уставке сохранять и передавать осциллограммы в цифровом виде,

выполнять гармонический анализ формы кривых тока и напряжения (согласно требованиям ШЕЕ).

Он снабжен комплектом программ RS Power, которые служат для настройки, контроля и управления модулями Power Monitor. По существу это подсистема сбора и обработки электрических параметров, которая может использоваться автономно или в составе более сложных систем.

Осциллографирование параметров в течение аварийных процессов дает возможность анализировать последующее техническое состояние трансформатора и принимать обоснованные решения об изменении его оперативного состояния. Особенно важно это для оценки возможности работы трансформатора после больших сквозных токов КЗ.

Контроль влажности масла. Выполняется подсистемой Domino (производства Doble Engineering Company). Подсистема снабжена датчиками влажности масла температуры, имеет две пары сигналов, которые настраиваются для срабатывания по заданным уставкам.

Контроль токов проводимости и тангенса угла потерь маслонаполпенных вводов. Повреждение вводов трансформаторов 110 кВ и выше является наиболее распространенным видом повреждения. В настоящее время эксплуатируются негерметичные и герметичные маслонаполненные вводы. В обоих типах вводов имеют место нарушения герметичности в зоне крепления верхней контактной шпильки, вследствие чего увлажняется изоляция трансформатора.

Контроль содержания газов в масле. Одним из самых эффективных способов контроля состояния трансформатора в эксплуатации является анализ газов, растворенных в трансформаторе. Значительная часть внутренних повреждений может быть определена проверкой состояния трансформаторного масла. Такие внутренние повреждения как местные перегревы, частичные разряды (в масле или твердой изоляции), незначительные искрения контактных соединений и т.п. так или иначе сказываются на состоянии трансформаторного масла. В настоящее время в качестве подсистем анализа газов, растворенных в трансформаторном масле, используется система Hydran (производства General Elecric) и Calisto (производства Morgan Shaffer).

Система контроля трансформаторного масла Hydran 20IK снабжена датчиком для определения количества растворенных газов в трансформаторном масле (водород, окись углерода, ацетилен, этилен). Датчик представляет собой устройство, выполненное на основе мембранной технологии и установленное на обратном трубопроводе охладителя в месте эффективного конвективного потока масла в специальном патрубке, ввариваемом в трубопровод. Датчик подключается к контроллеру Hydran 201 СП, который установлен на боковой поверхности бака трансформатора. Программное обеспечение контроллера позволяет настраивать выходные сигнальные контакты на определенные значения содержания газов в масле.

В апреле 2003 г. фирма GE анонсировала новый прибор Hydran M2, который измеряет влажность масла в дополнение к измерению содержания газов. Система состоит из датчиков, закрепляемых на вводах, микропроцессорного модуля в защитном корпусе и соединительных кабелей.

Три сигнала с датчиков внутри прибора объединяются на нагрузочных сопротивлениях, соединенных в звезду. Благодаря применению фильтров прибор не чувствителен к наличию высших "гармонических составляющих в напряжении датчиков.

Определение тангенса угла потерь и емкости выполняются в двух режимах: определяется истинное значение, если на вход прибора подается опорное напряжение; определяется разброс тангенсов вводов относительно друг друга.

Система Calisto 9 построена на основе непрерывного отбора части трансформаторного масла из бака трансформатора, прокачки его через внутреннюю систему прибора, в которой происходит определение содержания газа и влажности масла. Результаты измерения обрабатываются в контроллере устройства с встроенным программным обеспечением. На экран или в информационную подсистему выдаются уже обработанные данные содержания водорода и воды.

Система выполнена с возможностью выдачи выходных релейных сигналов, обеспечивающих контроль газосодержания и влагосодержания по заданным уставкам.

Блок обработки измеряемых параметров. Выходы вышеперечисленных датчиков и подсистем вводятся в модуль-концентратор, построенный на базе логического контроллера ControlLogix производства фирмы Allen Bradley. Программируемый логический контроллер открытой модульной архитектуры отличается повышенной надежностью, высоким быстродействием и широкими возможностями построения сетей сбора данных и управления различной структуры. Контроллеры комплектуются в виде набора модулей, включающих процессор, локальные модули ввода/вывода, адаптеры связи с удаленными устройствами ввода/вывода и другими устройствами в сети.

Программирование контроллеров осуществляется дистанционно с компьютера диспетчера.

В шасси контроллера установлен модуль 568АМ, являющийся PC совместимым контроллером с операционной системой Windows Embedded с установленным твердотельным флэш-диском объемом 512 MB. В памяти контроллера хранятся все данные измерений текущих параметров трансформатора.

В модуле контроллера работают программы:

определения временного превышения напряжения в соответствии с требованиями ГОСТ 1516.3-96;

постоянного расчета температуры наиболее нагретой точки обмотки в соответствии с ГОСТ 14209-97 (МЭК 354-91);

контроля состояния изоляции вводов (прогноз снижения характеристик изоляции);

контроля эффективности системы охлаждения по анализу температур на входе и выходе из охладителя;

расчета перегрузочной способности трансформатора по ГОСТ 14209-97 (МЭК 354-91);

оценки срока службы трансформатора.

Результаты расчетов в режиме реального времени накапливаются, анализируются и в случае превышения заданных пороговых значений выдают сообщения обслуживающему персоналу. При этом сигналы должны квитироваться оператором и автоматически записываются в оперативный журнал. Кроме измеряемых параметров в блок-концентратор вводятся все релейные сигналы штатного оборудования трансформатора: газового реле, отсечного клапана, датчика уровня масла в расширителе и РПН.

Эти сигналы хранятся с меткой времени и в случае превышения заданных пороговых значений выдают сообщения на экран монитора оператора и/на панель сигнализации (при необходимости).

Блок архивирования, обработки и визуализации параметров. Обработка сигналов с блока концентратора выполняется программой RSView - средством для создания человеко-машинного интерфейса производства фирмы Rocwell Software. RSView использует открытые технологии в рамках платформы Microsoft Windows, такие как ODBC, OLE и DDE, и поэтому является открытой платформой. RSView обеспечивает взаимодействие между продуктами серии WINIntelligent и продуктами Microsoft и обладает улучшенной функциональностью. Это обеспечивается за счет объектно-ориентированной анимационной графики, открытой базы данных в формате DBF с расширенными возможностями построения графиков (трендов) и детекторов событий.

RSView обладает способностью увязать в единое целое конфигурацию вводов/выводов для устройств, изготовленных другими фирмами. Для программируемых логических контроллеров Allen-Bradley RSView предлагает организацию связи через прямые драйверы устройств, обеспечивая наивысшую пропускную способность передачи данных.

RSView имеет уникальную систему драйверов связи. Она включает в себя динамическую оптимизацию обмена по сети и проверку ошибок индивидуально по каждому тегу. Важной особенностью является горячее резервирование драйверов связи. Все это создает надежную среду для гарантированного сбора данных.

Графические изображения также обладают способностью распознавать потери связи с драйвера устройств. Они отображают также ситуации пустыми полями данных, требуя вмешательства оператора.

RSView обеспечивает полную поддержку технологии OLE, которая позволяет свободно встраивать непосредственно в графические экраны RSView объекты, в качестве которых используют независимые приложения Windows. Все функции по редактированию такого объекта в полной мере доступны, т.к. они обеспечиваются не RSView, а встроенным приложением без каких-либо ограничений.

RSView поддерживает тревоги для цифровых и аналоговых тегов, которые можно поделить на 8 градаций по уровням и 8 категорий опасности. Аналоговые тревоги содержат механизмы для косвенных сравнений отношений тревог относительно других тегов RSView, устраняя трудности работы с тревогами только на уровне снимаемых сигналов.

RSView позволяет выводить свободную таблицу тревог, которая позволяет быстро просматривать и находить тревоги. Свободная таблица тревог может быть выведена как самостоятельная подсистема RSView или может быть встроена в графический экран пользователя как объект OLE.

RSView имеет гибкий и развитый механизм обработки трендов (графиков). Тренды могут сниматься непосредственно в реальном масштабе времени, когда данные берутся из базы данных (БД) тегов. Другой вид трендов - это исторический тренд, когда информация берется из архивных файлов, предварительно записанных регистратором данных.

Тренд может быть нарисован для 16-ти независимых сигналов на одном экране.

Блок управления. В блоке управления в настоящее время реализованы функции управления системой охлаждения и управления устройством регулирования напряжением. Управление системой охлаждения основано на анализе текущего температурного режима трансформатора и выполняется путем включения (отключения) охладителей (вентиляторов) с учетом реальной нагрузки трансформатора.

Кроме функции управления этой подсистемой осуществляется контроль эффективной работы охладителей, контроль времени и условной работы двигателей насосов и вентиляторов, контроль энергопотребления системы охладителей. Управление системой охлаждения может выполняться как в автоматическом, так и в ручном режимах.

Управление устройством регулирования напряжения реализовано пока для РПН типа MR производства фирмы REINHAUSEN. Функция управления фактически сводится к расширению возможностей контроллера VC1-00, применяемого в РПН типа MR в качестве штатного устройства. На экран оператора выводится текущее положение переключателя РПН, а также кнопки управления "вверх/вниз", позволяющие нажатием кнопки на экране выполнить переключение. Кроме того, реализована возможность передачи управления переключением РПН на дальний диспетчерский пункт энергосистемы.

В подсистеме управления РПН реализованы функции контроля работы: ведется учет числа переключений, контролируется пусковой ток двигателя привода РПН, выполняется контроль уровня масла и давление в баке РПН.

Ведется работа над возможностью установки устройства контроля газа и влаги и устройства очистки масла в баке РПН.

Блок обмена с системами верхнего уровня. Система мониторинга и управления трансформаторами является информационной подсистемой общей автоматизированной системы управления подстанцией, поэтому информация должна передаваться в АСУТП подстанции и на диспетчерский пункт энергосистемы. Для передачи информации в БД АСУ ХП в контроллере выделен порт для канала связи.

Опыт применения. Системы мониторинга установлены на автотрансформаторах класса напряжения 500 кВ. Первая очередь внедрения показала хорошие результаты, и были заказаны еще три системы.

По итогам двухлетней эксплуатации системы зарекомендовали себя как высоконадежные и эффективные. Опыт применения систем показал, что их аппаратная база (семейство контроллеров) выбрана правильно.

Обнаружение витковых замыканий в обмотке возбуждения по данным текущего режима синхронного генератора

В основе обнаружения витковых замыканий заложено сравнение измеренного значения тока ротора и значения тока ротора, полученного расчетным способом по измеренным значениям токов, напряжения и коэффициента мощности. Система работает непрерывно в процессе эксплуатации генератора.

Если измеренное значение тока ротора получается больше чем рассчитанное, это означает, что число витков, реально участвующих в возбуждении генератора, меньше чем у нормально работающей обмотки (для возбуждения машины до нормального уровня требуется больший ток возбуждения), т.е. имеет место замыкание некоторого числа витков в обмотке возбуждения.

Если измеренное значение тока ротора совпадает с рассчитанным значением, число витков обмотки возбуждения соответствует номинальному значению. Если измеренное значение тока ротора меньше рассчитанного, имеют место грубые погрешности в измерениях.

Это, на первый взгляд, довольно простое правило практически не просто реализовать по той причине, что определение тока ротора на работающей машине по параметрам режима статора нетривиально по двум причинам. Первая причина состоит в том, что параметры режима статора связаны с током ротора нелинейными соотношениями и уравнения связи параметров режима статора и тока ротора определяются насыщением магнитной системы машины; а вторая в том, что число витков обмотки ротора составляет около 100 единиц и замыкание одного витка снижает ЭДС в воздушном зазоре машины примерно на 1%, поэтому анализ должен проводиться на уровне точности порядка 0,1 %.

Процедура определения тока ротора по параметрам режима статора турбогенератора основана на так называемой диаграмме Потье. В ней исходными считаются: ток статора I; напряжение статора U; коэффициент мощности cosц; частота переменного тока f; сопротивление Потье х_п; ток ротора, соответствующий номинальному току статора по характеристике КЗ, I_{р. ном. кз}; ток ротора, соответствующий номинальному напряжению по характеристике холостого хода, I_{р. х. х. ном.}

По этим данным ЭДС в воздушном зазоре машины выражается формулой

E_д= v (Ucosц) ²+ (Usinц+Ix_пf/f_ном) ²

Чтобы определить ток ротора по ЭДС в воздушном зазоре необходимо задать характеристику холостого хода генератора.

Нам потребуется характеристика холостого хода, заданная не в виде функции Е= F (I_p), а обратная к ней функция I_р = I_р (E). I_р (Е) = a₀+a₁E+ a₂E² +…+a₆E⁶.

С помощью этой формулы по рассчитанной ЭДС E_д при частоте f получаем расчетное выражение для определения тока ротора:

I_p = a₀+a₁E_дf_ном/f+…+a₆ (E_дf_ном) ⁶;

I_{p. расч}=v (I_pcosш) ²+ [I_psinш+I (I_{р. ном. кз}-x_Р I_{р. х. х. ном})] ^2,где ш= arccos (Ucos/E_д).

Это значение тока ротора можно сравнивать с измеренным и на основании сопоставления получать указанные выше заключения. Однако х₁₁ зависит от насыщения машины, поэтому необходимо представленную процедуру добавить еще блоком корректировки сопротивления Потье.

Одним из возможных вариантов разрешения этой трудности может служить процедура построения кривой регрессии для сопротивления Потье по параметрам режима генератора. Например, уравнение регрессии принимается в виде

х_п=А+ВI_p+C (I_p) ²+DP+EP²+KI_pP.

Коэффициенты А, В, С, D, Е, К указанной квадратичной регрессии вычисляются по данным режимов на заведомо исправном генераторе. Согласно исследованиям, проведенным во ВНИИЭ, уравнение регрессии можно существенно упростить, хотя погрешность при этом заметная (порядка 0,00545). Например, для ТВВ 800-2 было получено уравнение регрессии в виде

x_п= 0,301 - 2,83•10^-5I_p+2•10^-4P,

где ток ротора выражается в амперах, а мощность в МВт.

Для определения коэффициентов необходимо в пределах Р_мин и Р_макс по активной мощности и в пределах от /_{р мин} до /_{р макс} получить несколько десятков измерений.

Итак, общий алгоритм решения задачи.

Стадия обучения. На заведомо исправной машине проводится построение кривой регрессии для сопротивления Потье по серии режимов работы генератора.

Стадия эксплуатации. В процессе работы генератора на нагрузке с периодом T_набл (период наблюдения за обмоткой ротора) по данным о токе ротора и активной мощности генератора вычисляется сопротивление Потье в соответствии с кривой регрессии.

По напряжению, току статора и коэффициенту мощности генератора вычисляется расчетный ток ротора, соответствующий текущему режиму генератора.

Для определения числа замкнутых витков обмотки принимается следующая гипотеза: поскольку на генераторе есть регулятор возбуждения, то даже при наличии короткозамкнутых витков обмотки возбуждения регулятор увеличит ток возбуждения так, чтобы напряжение на генераторе сохранялось близким к номинальному, т.е. имеет место равенство

I _{p. изм} (n_ов - n_змк) =I_{р. расч} n_ов

или

n_змк=n_ов (I _{p. изм} - I_{р. расч}) / I _{p. изм.}

Итак, в процессе работы генератора периодически проводится сравнение расчетного тока ротора с измеренным.

Если n_ов (I _{p. изм} - I_{р. расч}) / I _{p. изм} < 0,333, то принимается гипотеза "витковых замыканий в роторе нет".

Так, при п_ов = 100 получаем требование к точности выявления различий в токе возбуждения (I _{p. изм} - I_{р. расч}) / I _{p. изм} ^< 0,00333.

Из этого следует, что применяемый метод требует высокой точности определения токов ротора и сопротивления Потье.

В заключение отметим важные особенности рассмотренного подхода. Для обеспечения принятия решения предварительно для формирования решающих правил проводится "обучение" распознающей системы на данном конкретном оборудовании. По этому этапу работы формируется уравнение для определения параметра системы диагностики, входящего в решающее правило. Это уравнение затем применяется для составления критериального неравенства, по которому и принимается решение о наличии или отсутствии дефекта. Такой подход позволяет учитывать конкретные особенности диагностируемого устройства или машины и тем самым широко расширяет возможности технической диагностики.

Размещено на Allbest.ru