автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.03, диссертация на тему:Методика диагностирования силовых трансформаторов на основе оперативного контроля частичных разрядов

МОСТОВОЙ Сергей Евгеньевич

МЕТОДИКА ДИАГНОСТИРОВАНИЯ СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ НА ОСНОВЕ ОПЕРАТИВНОГО КОНТРОЛЯ ЧАСТИЧНЫХ РАЗРЯДОВ

Специальность 05.09.03 - Электротехнические комплексы и системы

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

2 4 ОЕЗ

Магнитогорск - 2011

4854517

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова»

Научный руководитель: < доктор технических наук, профессор

КАРАНДАЕВ Александр Сергеевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

САРВАРОВ Анвар Сабулханович

кандидат технических наук КОПЦЕВ Алексей Леонидович

Ведущее предприятие: ГОУ ВПО «Самарский государствен-

ный технический университет»

Защита состоится 11 марта 2011 г. в

ш!

часов на заседании диссертационного совета Д 212.111.04 при ГОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова» по адресу: 455000, Челябинская обл., г. Магнитогорск, пр. Ленина, 38, ауд. 227.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова».

Автореферат разослан 08 февраля 2011г.

Ученый секретарь диссертационного совета канд. техн. наук, доцент

К.Э. Одинцов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Внедрение средств диагностирования технического состояния маслонаполненного электрооборудования и в первую очередь силовых трансформаторов является актуальной и остро востребованной задачей. Это обусловлено рядом объективно сложившихся причин, основной из которых является физический износ оборудования, достигающий в Российской энергетике 50-70%. Сложившаяся ситуация в полной мере характерна для ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат» (ОАО «ММК»), трансформаторный парк которого в значительной степени выработал нормативный ресурс. В этих условиях актуальность диагностирования технического состояния электрооборудования обусловлена следующими причинами:

- необходимостью продления срока эксплуатации сверх нормативного, вплоть до выработки реального, заложенного изготовителем ресурса;

- необходимостью предотвращения аварий энергоблоков собственных электростанций, убытки от которых исчисляются миллионами рублей;

- общемировой тенденцией перехода от системы планово-предупредительных ремонтов к ремонтам по состоянию.

В условиях ОАО «ММК» оснащение основного оборудования средствами технического диагностирования включено в перечень приоритетных направлений. Соответственно возрастает роль методов диагностирования в режиме реального времени.

Работы по диагностированию состояния трансформаторов ведутся МЭИ (ТУ), ИГЭУ, СамГТУ, КГЭУ, НГТУ, Сибирским НИИ Энергетики и другими организациями. Широко известны труды Аксенова Ю.П., Алексеева Б.А., Вдовико В.П., Гольдштейна В.Г., Голеншцева-Кутузова A.B., Львова М.Ю., Назарычева А.Н., Русова В.А., Салтыкова В.М., Хренникова А.Ю.

Одним из перспективных и интенсивно развивающихся методов контроля технического состояния без снятия напряжения (в режиме on-line) является метод локации частичных разрядов (4P). Регистрация 4P в высоковольтном оборудовании используется для целей диагностики в течение последних 15-20 лет. Однако в настоящее время данный метод применяется в основном для контроля оборудования энергосистем, крупных электростанций, в том числе АЭС. Для контроля состояния оборудования генерирующих электростанций промышленных предприятий данный метод обследования практически не применяется. Это вызвано техническими трудностями, а также проблемами научного и методического характера. К ним относятся:

- сложность выявления диагностических признаков и идентификации неисправностей по контролируемым параметрам 4P;

- отсутствие четких диагностических критериев оценки технического состояния по диагностическим признакам;

- отсутствие методик диагностирования технического состояния трансформаторов на основе обработки и анализа результатов периодических замеров интенсивности 4P.

Целью диссертационной работы являются разработка h практическое применение методики локализации и идентификации неисправностей силовых маслонаполненных трансформаторов без снятия напряжения на основе оперативного контроля частичных разрядов и анализа результатов их периодической акустической локации.

Для достижения цели поставлены следующие задачи:

1. Анализ характерных неисправностей силовых трансформаторов, диагностических признаков, методов локализации и идентификации неисправностей. Анализ методов регистрации частичных разрядов, обоснованный выбор диагностического оборудования.

2. Разработка комплексной методики диагностирования технического состояния трансформаторов, включающей исследование характеристик разрядов, полученных в результате индивидуальных замеров акустических сигналов, и анализ динамики изменения показателей разрядной активности, полученных в результате периодической объемной локации 4P.

3. Разработка алгоритмов и программы автоматизированной обработки статистических данных о состоянии электрооборудования. Применение для анализа технического состояния трансформаторов центральной электростанции (ЦЭС) ОАО «ММК».

4. Проведение экспериментов по акустической локации 4P в трансформаторах энергоблоков ЦЭС. Оценка технического состояния по результатам замеров и сопоставления показателей разрядной активности с нормативными.

5. Разработка и практическое применение методики и алгоритма обработки результатов периодической акустической локации 4P на основе метода субтрактивной (горной) кластеризации, обеспечивающих локализацию и идентификацию неисправностей, а также оценку динамики их развития.

Методика проведения исследований. Теоретические исследования основаны на положениях теории надежности, спектрального анализа, статистических методах обработки информации. Экспериментальные исследования выполнены методом акустической локации с помощью прибора анализа частичных разрядов и локации зон дефектов в изоляции высоковольтного оборудования AR-700. Обработка данных осуществлялась с использованием методов кластерного анализа с помощью приложения Fuzzy Logic Toolbox системы Matlab, реализующего метод субтрактивной кластеризации. При разработке программы обработки статистических данных о состоянии электрооборудования использован язык программирования Turbo Pascal 7.0.

Основные положения и результаты, выносимые на защиту:

1. Методика диагностирования технического состояния трансформатора по результатам акустической локации 4P, основанная на комплексном исследовании параметров отдельных разрядов, полученных в результате индивидуальных замеров, и динамических изменений показателей разрядной активности, полученных в результате периодической объемной локации 4P.

2. Алгоритмы и программа статистической обработки данных об отказах трансформаторов, обеспечивающие классификацию отказов по времени, но-

меру объекта, месту и периодичности возникновения, а также расчет показателей надежности.

3. Теоретическое обоснование и применение методов кластерного анализа массивов данных для локализации очагов возникновения ЧР и их распределения в структуре трансформатора. Обоснование применения геометрических координат частичных разрядов в качестве элементов матрицы наблюдений.

4. Методика и алгоритм локализации неисправностей на основе метода субтрактивной кластеризации. Принцип идентификации неисправностей путем сопоставления центров кластеров ЧР с конструктивным расположением узлов трансформатора и использования потенциалов кластеров для оценки динамики развития дефекта.

5. Результаты применения разработанной методики для диагностирования технического состояния трансформаторов энергоблоков ЦЭС ОАО «ММК», подтвердившие достоверность основных теоретических положений и высокую эффективность ее использования для локализации неисправностей на ранней стадии развития.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается правомерностью принятых исходных положений и предпосылок, корректным применением математического аппарата и методов программирования, комплексным характером экспериментов, повторяемостью измерений и их соответствием результатам, опубликованным в научной литературе, использованием опыта длительной эксплуатации силовых трансформаторов на промышленном предприятии.

Научная новизна. В процессе решения поставленных задач получены следующие новые научные результаты:

1. Разработана методика диагностирования технического состояния трансформатора по результатам акустической локации ЧР, принципиальным отличием которой является комплексное исследование характеристик индивидуальных разрядов, и динамических изменений показателей разрядной активности, полученных в результате периодической объемной локации ЧР.

2. Предложены алгоритмы и программа статистической обработки данных об отказах трансформаторов, обеспечивающие классификацию отказов по времени, месту и периодичности возникновения.

3. Обосновано применение методов кластерного анализа для локализации очагов возникновения ЧР с использованием геометрических координат частичных разрядов в объемной зоне трансформатора в качестве элементов матрицы наблюдений.

4. Впервые обоснован принцип идентификации неисправностей путем сопоставления центров кластеров ЧР с конструктивным расположением узлов трансформатора и использования потенциалов вновь образовавшихся кластеров для оценки динамики развития неисправностей.

Практическая ценность и реализация работы состоит в том, что

1. Разработанная методика применена для диагностирования технического состояния трансформаторов энергоблоков ЦЭС ОАО «ММК». По результатам комплексного диагностического обследования, выполненного методом акустической локации, даны рекомендации обслуживающему персоналу по режимам эксплуатации трансформаторов, отработавших нормативный срок, и дополнительным диагностическим обследованиям.

2. С использованием разработанной программы статистической обработки данных выполнена оценка повреждаемости трансформаторов электростанций ОАО «ММК», дано распределение повреждений по основным узлам с учетом срока эксплуатации.

3. Аппаратно-программный комплекс на базе прибора AR-700 внедрен в промышленную эксплуатацию на центральной электростанции ОАО «ММК». Экономический эффект за счет сокращения времени простоев энергосистемы ЦЭС превышает 1 млн. руб./год.

4. Алгоритмы диагностирования технического состояния трансформаторов и разработанные программы переданы разработчику прибора AR-700 ООО «Димрус» (г. Пермь), где используются при совершенствовании программного обеспечения приборов акустической локации 4P.

5. Разработанная методика замеров акустических сигналов и обработки результатов кластерным методом рекомендуется для расширенного применения при диагностировании технического состояния высоковольтного электротехнического оборудования.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались: на I международном промышленном форуме «Реконструкция промышленных предприятий - прорывные технологии в металлургии и машиностроении» (г. Челябинск, 2007, г.), I международной научно-практической конференции «ИНТЕХМЕТ-2008» (г. Санкт-Петербург, 2008 г.); 9-й Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и специалистов «Энергетики и металлурги настоящему будущему России» (г. Магнитогорск, 2008 г.); международной научно-технической конференции специалистов ОАО «ММК» (г. Магнитогорск, 2009 г.), международной научно-технической конференции «Проблемы электротехники, электроэнергетики и электротехнологии» (г. Тольятти, 2009 г.); V международной молодежной научной конференции «Тинчуринские чтения» (г. Казань, 2010), ежегодных научно-технических конференциях ГОУ ВПО «МГТУ им. Г.И. Носова» (г. Магнитогорск, 2008,2009 гг.).

Публикации. Основное содержание диссертационной работы опубликовано в 13 печатных трудах, в числе которых 4 статьи в рецензируемых изданиях и одно свидетельство РФ об официальной регистрации программы для ЭВМ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 148 наименований. Работа изложена на 158 страницах основного текста, содержит 40 рисунков, 16 таблиц и приложения объемом 9 страниц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении рассмотрено состояние проблемы, обоснована актуаль-. ность темы, сформулированы цель и основные задачи работы, кратко изложено содержание диссертации.

Первая глава посвящена анализу причин возникновения неисправностей в силовых трансформаторах и методов контроля их технического состояния. Показаны преимущества методов диагностирования, основанных на контроле частичных разрядов, их диагностическая ценность в сравнении с другими применяемыми методами. Выполнен анализ известных способов регистрации ЧР (электрического, электромагнитного, акустического).

Показано, что преимущественным направлением диагностирования технического состояния трансформаторов 35-И0 кВ является оценка состояния изоляции (увлажнения, старения), по интенсивности ЧР как источников разрушения изоляции. Перспективным и интенсивно развивающимся методом контроля без снятия напряжения (в режиме on-line) является метод акустической локации ЧР.

Частичным разрядом называется электрический разряд, который шунтирует лишь часть изоляционного промежутка (рис. 1). Увеличение интенсивности ЧР является сигналом зарождающихся неисправностей, кроме того, сами ЧР вызывают процессы разрушения изоляции. При этом размер дефектной области и интенсивность разрядов увеличиваются. Когда дефектная зона достигает достаточно больших размеров, возникает опасность пробоя изоляции. Частичные разряды достигают контролируемого уровня уже на ранней стадии развития дефекта. Поэтому их возникновение и интенсивность являются важными диагностическими признаками, а метод контроля, основанный на регистрации ЧР, обладает высокой диагностической ценностью.

Рис. 1. Частичные разряды в изоляции трансформатора (по материалам Claude Kane, Alexander Golubev)

Выполнен анализ параметров 4P, используемых при диагностировании. Они могут быть условно разделены на две группы: это характеристики индивидуального разряда и параметры, характеризующие разрядную активность.

К первой группе относятся амплитуда ЧР, его фаза (расположение) относительно приложенного напряжения, кажущийся заряд. Вторая группа параметров может быть получена путем вычислений по результатам замеров. К ним относятся интенсивность разрядов: количество ЧР в единицу времени, средний ток, мощность разрядов и т.д.

Известны следующие методы регистрации ЧР:

• электрический, основанный на измерении сигналов в электрических цепях, связанных с контролируемым объектом;

• электромагнитный, основанный на дистанционной регистрации электромагнитного излучения ЧР в СВЧ-диапазоне;

• акустический метод, основанный на измерении акустических колебаний, образующихся при ЧР, с помощью датчиков контактного типа.

Дана характеристика каждого из перечисленных методов, а также устройств, обеспечивающих их техническую реализацию. Показано, что наиболее приемлемым является метод трехмерной акустической локации, позволяющий определить наиболее точное расположение дефектов. Этот способ основан на определении запаздывания акустической волны, возбуждаемой частичным разрядом, или разности времен прохождения волны до соответствующих датчиков, установленных в различных точках стенки бака.

Основные преимущества метода акустической локации ЧР:

1. Применение этого метода, обладающего высокой чувствительностью, позволяет выявлять образование ЧР в дефектных местах на ранних стадиях.

2. Характеристики ЧР позволяют производить многостороннюю оценку свойств дефектов и характера процесса ЧР.

3. Метод позволяет определять как интегральные характеристики множества разрядов, так и свойства единичных разрядов.

4. Метод позволяет безынерционно отражать разрядные явления в изоляции.

По результатам сравнительного анализа характеристик приборов обосновано использование прибора анализа частичных разрядов и локации зон дефектов в изоляции высоковольтного оборудования А11-700, выпускаемого фирмой «Димрус» и ее партнером - ПВФ «Вибро-Центр» (г. Пермь). Он позволяет выполнять периодические замеры на нескольких трансформаторах, осуществлять оперативный контроль и накопление диагностической информации. Представлены технические характеристики прибора, дано описание

базы данных АНа^сПЗ.

Показано, что имеющееся программное обеспечение прибора А11-700, как и других известных переносных приборов, не позволяет осуществлять математическую обработку данных, полученных в результате периодической акустической локации ЧР. В результате обоснована необходимость создания алгоритмов оценки изменения разрядной активности, локализации очагов возникновения ЧР и их распределения в структуре трансформатора.

Во второй главе представлены основные положения разработанной методики диагностирования технического состояния трансформатора по параметрам частичных разрядов. В отличие от известных, предлагаемая методика основывается на результатах двух экспериментальных обследований:

- индивидуальной локации ЧР, по результатам которой дается оценка параметров единичных импульсов (амплитуды, кажущегося заряда), а также показателей разрядной активности (интенсивности ЧР Щц)). Это дает возможность оценки технического состояния по анализу графиков И(д) и соответствия показателей нормативным критериям;

- периодической объемной локации ЧР, результаты которой позволяют выявить очаги разрядной активности, их расположение, динамику развития и тем самым косвенно оценить степень их опасности. Рекомендуется проводить периодические замеры в ходе пассивного эксперимента при изменившихся исходных условиях: нагрузке и температуре.

Разработанная методика включает следующие основные этапы:

1. Оценка текущего состояния трансформатора. Обоснование проведения диагностических обследования методом регистрации ЧР..

2. Измерение характеристик ЧР на рабочем напряжении.

3. Определение технического состояния. Выполняется в соответствии с РД ЭО-0188-00 «Методические рекомендации по диагностике электрических аппаратов, распределительных устройств электростанций и подстанций».

4. Проведение объемной локации при различных исходных условиях (нагрузке и температуре).

5. Обработка результатов замеров с применением алгоритмов кластерного анализа:

- выявление очагов ЧР путем определения геометрического расположения центров кластеров, а также показателей разрядной активности путем оценки их потенциалов;

- сопоставление мест возникновения кластеров ЧР с расположением узлов и блоков трансформатора;

- локализация неисправностей и их идентификация.

6. Рекомендации по дальнейшей эксплуатации:

- эксплуатация без увеличения объема обследований при уменьшении числа кластеров, либо снижении их потенциалов;

- выполнение повторных измерений, при появлении дополнительных кластеров, либо увеличении потенциалов ранее обнаруженных;

- эксплуатация с увеличенным объемом обследований, если произошло значительное увеличение количества и потенциалов кластеров. В этом случае определяются конкретные виды дополнительных диагностических обследований.

В соответствии с первым пунктом методики необходимо выполнить анализ состояния трансформаторов до начала периодического контроля. Применительно к трансформаторам ЦЭС и другому оборудованию, находящемуся в эксплуатации длительное время, целесообразно использовать статиста-

ческий метод. Для оптимизации процесса сбора и обработки информации об отказах оборудования электростанций была разработана программа для ЭВМ, которая позволяет формировать архив отказов, выполнять статистическую обработку архивных данных, рассчитывать среднее время наработки на отказ и другие показатели надежности. Основной алгоритм представлен на рис. 2. Программа официально зарегистрирована Государственном реестре программ для ЭВМ.

С применением программы выполнен анализ повреждаемости трансформаторов и другого оборудования энергоблоков трех главных электростанций ОАО «ММК». Из диаграммы, приведенной на рис. 3, следует, что процент технологических нарушений, вызванных неисправностями силовых трансформаторов значителен и составляет 12,8%. Доля экономического ущерба превышает 12%. Это подтверждает необходимость внедрения систем мониторинга технического состояния трансформаторов,

Устройства вторичной коммутации и РЗА

Турбогенераторы 30,5%

Рис. 3. Распределение технологических нарушений электрооборудования электростанций ОАО «ММК»

Проведено исследование причин возникновения повреждений трансформаторов электростанций за период с 2000 по 2009 год. Результаты распределения повреждений по основным узлам с учетом срока эксплуатации представлены в табл. 1.

Рассмотрена методика экспериментального обследования трансформаторов, рекомендованная фирмой-разработчиком прибора А11-700, включающая акустическое обследование с помощью одного датчика и акустическую

Ввод данных об отказе 1

1

Вывод данных об архиве отказов 2

Сортировка данных по дате

I

Обработка и статистика по времени

Статистика по номеру энергоблока

Детализация

выбранного года

Статистика по месту возникновения отказов

Расчет среднего времени р наработки на отказ__

Построение гистограмм

С

Конец

Рис. 2. Основной алгоритм программы сбора и статистической обработки данных об отказах

выработавших нормативный ресурс.

Коммутационное оборудование

локацию с помощью четырех датчиков, устанавливаемых на поверхности бака в зоне повышенной активности ЧР. Показано, что нагрузка трансформатора и температура масла в баке являются наиболее значимыми факторами, оказывающими влияние на интенсивность ЧР. Обоснован вывод о целесообразности диагностических обследований методом пассивного эксперимента при изменении этих параметров.

Таблица 1

Распределение повреждений силовых трансформаторов по основным узлам

Узел Распределение повреждений с учетом срока эксплуатации

10 лет 10-20 лет 20-30 лет более 30 лет

Обмотка 14,7% 15,9% 14,7% 18%

Магнитопровод 3,6% 0% 0% 0%

Система охлаждения 1,2% 9% 8% 0%

РПН 7,5% 18% 13,5% 6%

Течь масла 7,8% 10,2% 12% 6,9%

Высоковольтные вводы 9,6% 23,4% 24% 19,8%

В третьей главе рассмотрены результаты экспериментов по акустической локации ЧР на шести трансформаторах энергоблоков ЦЭС. Мощность трансформаторов составляет: 40 МВА (Тр. № 1), 63 МВА (Тр. №№ 2 - 6). Продолжительность эксплуатации от 8 лет (Тр. № 5) до 40 лет (Тр. № 4).

На рис. 4 показано расположение датчиков и подключение прибора AR-700. На рис. 5 представлены результаты замеров ЧР на трансформаторе № 1. Точки внутри объемной зоны, наглядно представляют количество и месторасположение разрядов, зафиксированных в течение 1 мин. В правой части рис. 5 приведены геометрические координаты (х„ у„ zi) разрядов по осям, показанным на рисунке. В результате эксперимента при относительно высоких порогах шумов (0,45 В) зафиксировано значительное количество разрядов, распределенных практически по всему объему бака. Аналогичные результаты были получены для остальных трансформаторов энергоблоков ЦЭС.

С целью оценки процессов развития разрядной активности выполнено сравнение объемных схем ЧР, полученных по результатам замеров, выполненных с разницей в 6 месяцев (23.10.07 и 23.04.08). В результате установлено, что для всех трансформаторов при более поздних замерах визуально наблюдается увеличение разрядной активности, что свидетельствует об изменении их технического состояния. При этом изменяется распределение ЧР в отдельных зонах бака, что говорит о возможном развитии дефектов в этих зонах.

При обработке результатов замеров визуально подсчитывалось количество разрядов с амплитудой, превышающей заданный порог 50 мВ. Предварительно выделялся спектр сигнала, осуществлялись фильтрация и обратное преобразование Фурье (рис. 6). Данные операции выполняются с помощью программного обеспечения AtlantdB прибора AR-700. По сигналам от каждо-

го из четырех датчиков построены диаграммы распределения числа ЧР N по их зарядам д, пример представлен на рис. 7. При подсчете ограничивались учетом только тех ЧР, которые повторяются не менее 10 раз за секунду.

Рис. 4. Установка датчиков на баке трансформатора № 2

Размеры бака (н.к.-юг-право): Х=550 см; У=500 см; г=200 см.

Координаты датчиков (см):

Канал

Порог сигнала: 50%

Рис. 5. Объемная схема результатов акустической локации ЧР

Выполнено сравнение полученных распределений Щд) с критериальными кривыми, представленными в методических указаниях МУ 0634-2006, утвержденных «Роэяергоатом». Сделан вывод о соответствии состояния всех трансформаторов критерию «НОРМА». Рекомендована дальнейшая эксплуатация без ограничений.

XIOCMe.lUB MoxY-0,127

-KKi.axi I

Рис. 6. Характерная осциллограмма и выделение спектра акустического сигнала

О 100 200 300 400 500 600 700 q. пКя

Рис. 7. Распределение числа 4P в зависимости от заряда (замер 23.04.08 трансформатор № 5, измерительный канал № 1)

Очевидно, что обработка результатов путем визуальной оценки числа импульсов и их амплитуд не может обеспечить высокой точности. Вместе с тем, по полученным диаграммам можно судить о частоте возникновения 4P, амплитудах разрядов и делать предварительные выводы о техническом состоянии объекта. С целью идентификации повреждений целесообразно более точно локализовать места повышенной разрядной активности (скопления 4P) и прослеживать динамику их развития. Для этого необходимо применить методы математической обработки динамически изменяющихся данных, наиболее приемлемым из которых является метод кластерного анализа*.

Применение метода кластерного анализа для исследования ЧР в электрических машинах впервые предложено Агамаловым О.Н.

Четвертая глава диссертации посвящена разработке методики локализации неисправностей на основе алгоритма нечеткой кластеризации, а также внедрению результатов работы.

Методы кластерного анализа позволяют разделить изучаемую совокупность объектов на группы схожих объектов (кластеров) и могут использоваться в условиях отсутствия информации о законах распределения данных. Разбиение выборки на группы позволяет упростить дальнейшую обработку данных и принятие решений. Алгоритм кластеризации - это функция а: X -»У, которая любому объекту хеХ ставит в соответствие номер кластера yeY. Множество У в некоторых случаях известно заранее (алгоритмы четкой кластеризации), однако чаще ставится задача определения числа кластеров непосредственно в ходе анализа (при нечеткой кластеризации).

На основе анализа основных теоретических положений метода кластерного анализа обосновано применение для обработки результатов акустической локации ЧР метода субтрактивной (горной) кластеризации. Согласно алгоритму метода, каждая точка массива данных предполагается центром потенциального кластера, для которого вычисляется целевая функция - плотность других точек вокруг рассматриваемой.

В качестве элементов матрицы наблюдений впервые предложено использовать координаты ЧР (х„ yh z,) в объемной зоне трансформатора, полученные по результатам акустической локации (см. рис. 4). Эти координаты сохраняются в базе данных прибора AR-700 и могут быть легко выведены в виде числовых массивов для обработки в пакете Fuzzy Logic Toolbox системы Mat-lab. Этот пакет является наиболее удобным для обработки массивов экспериментальных данных.

Разработана методика анализа ЧР на основе метода субтрактивной кластеризации, включающая следующие позиции:

1. В качестве исходных параметров принимаются координаты ЧР (х,у, y,h z„) для каждого из обследуемых трансформаторов. Формируются матрицы наблюдений XTj размерности [ nj * 3 ]:

Здесь гу - количество зарегистрированных импульсов ЧР на уровне частоты повторения 10 имп./с дляу'-го трансформатора, г - номер разряда.

2. Рассчитываются потенциалы «-центров кластеров, в соответствии с зависимостью

x(Tj) 1 У( Tj)\ z(Tj)\ X(Tj)2 У(Т])2 Z(Tj)1

(1)

x(Tj)nj y(Tj)nj z(Tj)nj

k=\M

где Zh = (zlh z2>..., z„ih) - потенциальный центр h-го кластера; h= 1, S; a -положительная константа; D(Zh XK) - расстояние между потенциальным центром кластера Zh и объектом кластеризации^

3. Выполняется перерасчет потенциала по зависимости

Р2 (Zh) = Px (Zh )-Px(VO- ехр(-Р ■ D(Zh, V,)) (3)

где Px0, P20 - потенциалы на 1-й и 2-й итерациях;

Kj - центр первого найденного кластера:

V, = argZh22.....2q тах(Р(Zl),P1(Z2).....PX(ZQ));

р - положительная константа. Перерасчет выполняется пока расчетное значение потенциала выше некоторого заданного порогового значения Рцт.

4. Для каждого из исследуемых трансформаторов формируются матрицы FTj обнаруженных центров кластеров ЧР, соответствующие первому нагрузочному режиму. Отдельно формируются векторы соответствующих потенциалов кластеров STJ = [F^ P(Tj)2 ••• P(Tj)L) ] ■

5. При изменении нагрузочного режима трансформатора, в соответствии с (1) формируются новые матрицы наблюдений XV;-

6. Выполняются расчеты по пп. 2, 3 данного алгоритма и определяются матрицы F'Tj обнаруженных центров кластеров ЧР для нового режима и соответствующие им векторы потенциалов кластеров S'jj.

7. Для каждого трансформатора выполняется сравнение размерности М) строк (числа обнаруженных кластеров) матриц FV/ с размерностью М/ строк матриц FTj предыдущего режима. Определяется число дополнительно образовавшихся кластеров ДМ, = М)-М/. В случае если АМ,<0, делается вывод о нормальном техническом состоянии изоляции трансформатора.

8. В случае AMj>0 определяются координаты X(Tjjk, y(Tj)k > z(Tj)k и век"

торы потенциалов SjТ} дополнительно образовавшихся кластеров ЧР (здесь к - номер образовавшегося кластера).

9. По значениям потенциалов оценивается степень опасности вновь возникших источников ЧР, а по координатам центров кластеров делается вывод о месте расположения и соответственно о причинах и механизме зарождающегося повреждения.

Алгоритм анализа состояния трансформатора, составленный в соответствии с рассмотренной методикой, представлен на рис. 8. С использованием алгоритма с помощью приложений Fuzzy Logic Toolbox выполнено исследование технического состояния трансформаторов ЦЭС. На примере двух замеров для трех трансформаторов, определены координаты центров и потенциалы кластеров. На рис. 9 показаны координаты кластеров для трансформатора №5. Для первого замера (рис. 9, а) явно выражены 4 кластера, для второго замера - 6 кластеров (рис. 9, б). В качестве примера на обоих рисунках показано построение центра кластера №1 по координатам строк матриц FTj, F'Tj.

Начало

п-количество трансформаторов РИт~ пороговое значение

X

¿-Л п; вР[!]тах~0

Ввести Щр]- количество зарегистрированных импульсов для [¡] трансформатора

X

¿[¿] "О обнаруженных кластеров

X

Формирование матриц наблюдений размерности

Ыою: Хх[1Мх(Ш*оМШ;

5<3[(]тах=Хх[1]

X

Пересчет ХХЩ, F[i],S[¡] Сравнение размерности

Р[1].-0;

х

^ Да

Нормальное

техническое

состояние изоляции

Да

РЩ'РШ+'чК'У- ЧФОМФ

•юлу-тшш.*т

{координаты повреждения/

Нот:*)', {номер образовавшегося кластера}

РЩ>РПт

Да

Л.

Формирование матрицы /*/// размерностью ¡[¡]- ¡[¡] По числу обнаруженных кластеров формирование векторов потенциалов 5[1] размерностью I • 1{(]

X

I.Оценка динамики развития частичных разрядов.

2. Определение характера (месторасположение) неисправности по расположению кластеров внутри бака трансформатора.

3. Определение динамики развития и степени опасности неисправности по факту возникновения дополнительных кластеров и уровню их потенциалов

Изменилась интенсивность ЧР в изоляции трансформатора Ввод интенсивности /Л'///

Рис. 8. Алгоритм анализа технического состояния трансформатора на основе метода субтрактивной кластеризации

В результате обработки данных по предложенному алгоритму установлено, что для трансформатора № 1 количество кластеров не изменилось, для трансформатора № 3 произошло уменьшение числа кластеров, а для трансформатора № 5 (рис. 9) - их увеличение (образовалось два дополнительных кластера). По координатам вновь образовавшихся кластеров сделан вывод о развитии разрядных процессов вблизи высоковольтных вводов фаз В и С трансформатора № 5. Определено, что вновь образовавшиеся кластеры ЧР имеют достаточно высокие потенциалы (высокую плотность ЧР относительно центра). Этот вывод послужил рекомендацией персоналу ЦЭС для продолжения сбора и обработки информации и дополнительных обследований трансформатора другими методами.

Рис. 9. Объемные схемы распределения ЧР в трансформаторе №5: а-замер №6 от 23.10.07; б-замер № 8 от 23.04.2008

Из приведенного примера следует, что разработанная методика позволяет сопоставить очаги разрядной активности (центры кластеров) непосредственно с конструктивным расположением узлов трансформатора (обмоток, высоковольтных вводов, РПН и т.д.) и тем самым локализовать и идентифицировать неисправность. Очевидно, что сделать однозначные выводы о техническом состоянии трансформаторов по результатам двух замеров затруднительно. Однако полученные результаты позволяют продемонстрировать работу предлагаемого алгоритма и эффективность его использования при диагностике в условиях эксплуатации.

Преимуществом разработанной методики по сравнению с известными, основанными на накоплении данных о параметрах ЧР, является возможность проведения оперативной, объективной оценки состояния трансформаторов за относительно короткое время.

Результаты промышленного внедрения:

Итогом выполненных исследований является разработанная и практически апробированная методика локализации неисправностей силовых трансформаторов на основе внедрения методов оперативного контроля частичных разрядов и анализа результатов их периодической акустической локации.

1. Аппаратно-программный комплекс на базе прибора АР-700 внедрен в промышленную эксплуатацию на центральной электростанции ОАО «ММК», что подтверждено соответствующим актом.

Основные технические эффекты от эксплуатации системы диагностирования:

- возможность непрерывного контроля технического состояния работающих силовых трансформаторов;

- обнаружение признаков неисправностей на ранних стадиях;

- возможность локализации неисправностей в конструкции трансформаторов;

- эффективное планирование профилактических и ремонтных работ.

Экономический эффект за счет разницы цены закупа электроэнергии у

внешней энергосистемы и стоимости производимой электроэнергии во время

простоев энергосистемы ЦЭС составляет более 1 млн. руб./год. Ожидаемый эффект, в случае своевременного предотвращения аварий энергоблоков, может составлять миллионы рублей, в зависимости от последствий.

2. Алгоритмы диагностирования технического состояния трансформаторов и разработанные программы переданы разработчику прибора А11-700 ООО «Димрус», где используются при совершенствовании программного обеспечения приборов акустической локации ЧР в силовом электрооборудовании, что подтверждено соответствующим актом.

3. Разработанная методика замеров акустических сигналов и обработки результатов кластерным методом рекомендуется для расширенного применения при диагностировании технического состояния высоковольтного электрооборудования: реакторов, генераторов, электродвигателей и др.

4. Результаты диссертационной работы могут быть использованы в учебном процессе при подготовке магистров и специалистов электротехнических направлений.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Для диагностирования технического состояния трансформаторов собственных электростанций промышленного предприятия обосновано применение переносного прибора АК-700, позволяющего осуществлять оперативный контроль, сбор и накопление диагностической информации.

2. Предложена методика диагностирования технического состояния силовых трансформаторов, основанная на комплексном исследовании показателей разрядной активности, полученных в результате индивидуальных замеров, и интегральных характеристик, полученных в результате периодической объемной локации ЧР.

3. Предложены алгоритмы обработки данных об отказах трансформаторов, обеспечивающие классификацию отказов по времени, номеру объекта, месту и периодичности возникновения. Разработана и официально зарегистрирована программа дня ЭВМ, осуществляющая формирование архива отказов, статистическую обработку данных и расчет среднего времени наработки на отказ.

4. По результатам диагностического обследования трансформаторов энергоблоков ЦЭС ОАО «ММК», выполненного методом акустической локации, произведена оценка показателей интенсивности ЧР. В результате их сопоставления с нормативными показателями сделан вывод об удовлетворительном техническом состоянии трансформаторов.

5. Для исследования изменения разрядной активности, локализации очагов возникновения ЧР и их распределения в структуре трансформатора обосновано применение методов кластерного анализа. В качестве элементов матрицы наблюдений впервые предложено использовать геометрические координаты частичных разрядов внутри бака трансформатора.

6. На основе метода субтрактивной кластеризации предложены методика и алгоритм определения параметров разрядной активности по геометриче-

скому расположению центров кластеров. Показано, что расположение кластеров позволяет сопоставить место возникновения очагов 4P с конструктивным расположением узлов трансформатора и за счет этого локализовать и идентифицировать неисправности. Потенциалы вновь образовавшихся кластеров позволяют оценить степень опасности зарождающегося дефекта.

7. С использованием разработанного алгоритма с помощью приложений Fuzzy Logic Toolbox системы Matlab выполнена обработка данных акустической локации 4P для трех трансформаторов ЦЭС, по результатам которой сделаны уточненные выводы об их техническом состоянии.

8. Аппаратно-программный комплекс на базе прибора АР-700 внедрен в промышленную эксплуатацию на ЦЭС ОАО «ММК». Экономический эффект от внедрения составляет более 1 млн. руб./год.

9. Алгоритмы диагностирования технического состояния трансформаторов и разработанные программы переданы разработчику прибора AR-700 ООО «Димрус» (г. Пермь), где используются при совершенствовании программного обеспечения приборов акустической локации 4P в силовом электрооборудовании.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

Научные статьи, опубликованные в изданиях по списку ВАК:

1. Контроль технического состояния силовых трансформаторов методом акустического диагностирования / A.C. Карандаев, С.А. Евдокимов, О.И. Ка-рандаева, С.Е. Мостовой // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия «Энергетика». Вып. 10. - Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2008.№26(126). -С. 26-31.

2. Совершенствование автоматизированных электроприводов и диагностика силового электрооборудования / И.А. Селиванов, A.C. Карандаев, С.А. Евдокимов, С.Е. Мостовой и др. // Изв. вузов. Электромеханика. 2009. № 1. -С. 5-11.

3. Внедрение систем диагностирования технического состояния высоковольтных силовых трансформаторов / A.C. Карандаев, С.А. Евдокимов, С.Е. Мостовой и др. //Сталь. 2009, № 3. - С. 94.

4. Методика прогнозирования остаточного ресурса электрооборудования при эксплуатации / К.Э. Одинцов, Ю.Н. Ротанова, О.И. Карандаева, С.Е. Мостовой и др. // Известия ТулГУ. Технические науки. Вып. 3: в 5 ч. Тула: Изд-во ТулГУ, 2010. 4. 1. - С. 192-198.

Публикации в других изданиях:

5. Мостовой С.Е., Карандаев A.C., Евдокимов С.А. Методы регистрации частичных разрядов в силовом маслонаполненном оборудовании // Энергетики и металлурги настоящему и будущему России: Материалы 9-й Всерос. науч.-практ. конф. студентов, аспирантов и специалистов. - Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ», 2008. - С. 61- 63.

6. Диагностирование технического состояния силовых трансформаторов энергоблоков центральной электростанции ОАО «ММК» / A.C. Карандаев, С.А. Евдокимов, С.Е. Мостовой и др. // Сб. докл. I междунар. научно-практ. конф. «ИНТЕХМЕТ-2008» - Санкт-Петербург, 2008. - С. 113- 117.

7. Причины возникновения и методы локации частичных разрядов в силовых трансформаторах / A.C. Карандаев, С.А. Евдокимов, С.Е. Мостовой и др. // Электротехнические системы и комплексы: Межвуз. сб. науч. трудов. -Магнитогорск: МТУ, 2008. Вып. 15. - С. 258-262.

8. Анализ повреждений силовых трансформаторов ЦЭС ОАО «ММК» / A.C. Карандаев, С.А. Евдокимов, С.Е. Мостовой и др. //Материалы 66-й на-учно-техн. конф.: Сб. докл. - Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ», 2008. - Т.2. - С. 57-60.

9. Карандаев A.C., Мостовой С.Е. Оценка технического состояния трансформаторного оборудования электростанций ОАО «ММК». Методы и устройства диагностирования //Материалы 67-й научно-техн. конф.: Сб. докл. -Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ», 2009. - Т.2. - С. 55-56.

10. Мостовой С.Е. Внедрение систем диагностирования технического состояния высоковольтных силовых трансформаторов как средство повышения энергетической безопасности металлургического предприятия //Тезисы докл. междунар. научно-техн. конф. молодых специалистов. - Магнитогорск: ОАО «ММК», 2009. - С. 104-105.

11. Мостовой С.Е., Евдокимов С.А., Карандаева О.И. Методика оценки технического состояния трансформатора на основе анализа параметров частичных разрядов // Проблемы электротехники, электроэнергетики и электротехнологии: Сб. трудов междунар. науч.-техн. конф. - Тольятти: ТГУ, 2009. -Ч. 2. - С. 212-215.

12. Мостовой С.Е. Диагностирование технического состояния и оценка остаточного ресурса силовых трансформаторов электростанции металлургического предприятия //Материалы докладов V Междунар. молодежной научной конф. «Тинчуринские чтения». Т. 1- Казань: Казан, гос. энерг. ун-т, 2010.-С. 43-44.

13. Расчет показателей надежности электротехнического оборудования на основе статистических методов анализа / И.Ю. Андрюшин, А.Ю. Юдин, A.A. Шеметова, В.Р. Храмшин, С.Е. Мостовой и др./ Свидетельство РФ №2008614089 об официальной per. Программ для ЭВМ // Оф.Бюл. «Программы для ЭВМ, БД, ТиМС». - М.:ФИПС. 2008. №4.

Подписано в печать 4.02.2011. Формат 60x84 1/16. Бумага тип.№ 1.

Плоская печать. Усл.печ.л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ 105.

455000, Магнитогорск, пр. Ленина, 38 Полиграфический участок ГОУ ВПО «МГТУ»

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. ХАРАКТЕРИСТИКА НЕИСПРАВНОСТЕЙ СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ. МЕТОДЫ И ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ОПЕРАТИВНОГО ДИАГНОСТИРОВАНИЯ

1.1. Основные причины возникновения неисправностей в силовых трансформаторах.

1.2. Методы диагностирования технического состояния силовых трансформаторов без снятия напряжения.

1.3. Метод диагностирования, основанный на контроле частичных разрядов.

1.3.1. Возникновение частичных разрядов.

1.3.2. Характерные виды дефектов, развивающиеся под действием

1.4. Характеристики частичных разрядов, используемые при диагностировании.

1.5. Методы регистрации частичных разрядов.

1.5.1. Электрический (цифровой) метод регистрации.

1.5.2. Метод электромагнитной локации.

1.5.3. Метод акустической локации.

1.6. Описание прибора АЛ

1.6.1. Назначение прибора.

1.6.2. Устройство и характеристики прибора.

1.6.3. База данных по акустическим сигналам.

1.7. Задачи разработки методики анализа технического состояния по результатам акустической локации ЧР.

1.8. Выводы и постановка задачи исследований.

Глава 2. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ

ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ТРАНСФОРМАТОРОВ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ АКУСТИЧЕСКОЙ ЛОКАЦИИ ЧАСТИЧНЫХ РАЗРЯДОВ.

2.1. Основные положения методики.

2.2. Обоснование параметров ЧР для диагностирования неисправностей в трансформаторах.

2.3. Разработка программного модуля, реализующего методику идентификации неисправностей.

2.3.1. Основной алгоритм программы сбора и статистической обработки данных об отказах.

2.3.2. Алгоритм обработки данных об отказах по фактору времени и номеру трансформатора.

2.3.3. Алгоритм обработки данных об отказах по месту возникновения отказа.

2.4. Применение разработанных алгоритмов для анализа повреждаемости электрооборудования электростанций ОАО

ММК».

2.5. Методика экспериментального обследования трансформатора методом акустической локации ЧР.

2.6. Контроль уровня электроразрядной активности при изменениях нагрузки и температуры.

ВЫВОДЫ.

Глава 3. АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ

ТРАНСФОРМАТОРОВ ЭНЕРГОБЛОКОВ ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ ОАО «ММК».

3.1. Экспериментальные исследования ЧР в трансформаторах ЦЭС.

3.1.1. Расположение датчиков.

3.1.2. Результаты замеров частичных разрядов.

3.1.3. Протоколы измерения разрядной активности.

3.1.4. Выводы по результатам замеров.

3.2. Обработка результатов замеров.

3.3. Критерии оценки технического состояния трансформаторов по результатам измерения разрядной активности.

ВЫВОДЫ.

Глава 4. МЕТОДИКА ЛОКАЛИЗАЦИИ НЕИСПРАВНОСТЕЙ НА ОСНОВЕ АЛГОРИТМА НЕЧЕТКОЙ КЛАСТЕРИЗАЦИИ.

ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ.

4.1. Методы кластерного анализа.

4.1.1. Задачи кластеризации.Д

4.1.2. Нечеткие системы классификации.

4.1.3. Математические основы метода кластеризации.

4.1.4. Алгоритмы нечеткой кластеризации.

4.2. Метод субтрактивной (горной) кластеризации.

4.3. Алгоритм кластерного анализа в среде MATLAB.

4.3.1. Функция определения центров кластеров.

4.3.2. Функция расчета потенциалов кластеров.

4.4. Обоснование применения метода субтрактивной кластеризации для анализа частичных разрядов в трансформаторах.

4.5. Методика и алгоритм анализа ЧР по методу субтрактивной кластеризации.

4.6. Исследование состояния трансформаторов ЦЭС методами кластерного анализа.

4.7. Внедрение результатов работы.

4.8. Оценка технико-экономической эффективности.

ВЫВОДЫ.

В современных условиях, когда более 50% силового электрооборудования объектов Российской энергетики и большинства промышленных предприятий достигло нормативного срока эксплуатации, а его обновление происходит низкими темпами, основной задачей становится продление срока службы оборудования вплоть до выработки реального, заложенного при изготовлении, ресурса [1].

При этом на первый план выходят методы контроля состояния оборудования на месте его установки под рабочим напряжением. Внедрение средств диагностирования технического состояния маслонаполненного электрооборудования (трансформаторов, автотрансформаторов, реакторов) является актуальной и остро востребованной задачей [2-6]. Это обусловлено рядом объективно сложившихся причин, основной из которых является физический износ, достигающий 50-70% [7-9]. Тенденция старения парка силовых трансформаторов является характерной не только для России, но и для большинства развитых стран, в том числе США, Канады, Германии, Франции и др. [9-12]. Эта тенденция прослеживается как на энергетических объектах (тепловые и атомные электростанции, системы передачи электроэнергии), так и на промышленных и, в том числе, металлургических предприятиях [13— 17].

Сложившаяся ситуация в полной мере характерна для ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат» (ОАО «ММК»), трансформаторный парк которого также в значительной степени выработал нормативный ресурс [18]. Это относится как к оборудованию цеха сетей и подстанций, входящего в структуру Управления главного энергетика (УГЭ), так и к трем основным электростанциям: центральной (ЦЭС), теплоэлектроцентрали (ТЭЦ) и паро-воздуходувной (ПВЭС). В этих условиях задачей диагностирования, наряду с продлением срока эксплуатации, является предотвращения аварий энергоблоков собственных электростанций, убытки от которых на металлургических предприятиях измеряются миллионами рублей.

Второй причиной, определяющей повышенное внимание к развитию и внедрению средств диагностирования, является современная тенденция к переходу от системы планово-предупредительных ремонтов (ППР) к ремонтам по состоянию [19-25]. Данная тенденция является общемировой и в полной мере касается ОАО «ММК», в структуре которого создан и функционирует центр технического обслуживания и ремонта (ТОиР), в функции которого входит осуществление перехода на прогрессивные формы технического обслуживания. В условиях ОАО «ММК» оснащение основного оборудования средствами технического диагностирования включено в перечень приоритетных направлений. Соответственно возрастает роль методов диагностики в режиме реального времени.

Известны научные школы и ведущие ученые, работающие в направлении диагностирования технического состояния силового маслонаполненного оборудования. Следует отметить школы ИГЭУ [15, 42, 43], МЭИ (ТУ) [28, 22, 44-46], НГТУ (г. Новосибирск) [47, 48], КГЭУ (г. Казань) [49, 50], Сам-ГТУ (г. Самара) [51-53], УГАТУ [53], НПО «Техносервис-Электро» [38, 41, 54], Сибирского НИИ Энергетики (г. Новосибирск) [31, 48, 55] и др. Широко известны научные труды авторов Аксенова Ю.П. [2, 40, 56-59], Алексеева Б.А. [3, 4, 22, 40, 60, 61], Вдовико В.П. [31, 62-65], Гольдштейна В.Г. [6, 53, 66, 67], Салтыкова В.М. [7, 52], Голенищева-Кутузова A.B. [49, 51, 68, 69], Львова М.Ю. [5, 20, 21, 70-76], Назарычева А.Н. [15, 66, 77-80], Русова В.А. [81, 82], Хренникова А.Ю. [6, 52, 66, 83-86] и других ученых.

Дефекты трансформаторов могут быть вызваны естественными факторами: рабочими токами и токами к.з., рабочими напряжениями и перенапряжениями, воздействиями окружающей среды, спровоцированы развитием других дефектов, а также «человеческим фактором»: ошибками при конструировании, монтаже и ремонтах [26-29]. Основными механизмами искусственного старения изоляции в процессе эксплуатации являются перегрев, циклические нагрузки, истирание полупроводникового покрытия витков катушек в результате вибрации, расслоение, утечки в результате загрязнения.

Полный пробой изоляции электрической машины в обычных условиях эксплуатации возникает не сразу. Как правило, ему предшествуют частичные разряды (ЧР), перекрывающие часть изоляционного промежутка [30-34]. Частичные разряды сопровождаются короткими импульсами тока и напряжения, параметры которых зависят от типа изоляции, степени ее старения, рабочего напряжения, нагрузки, температуры и др. [35, 36]. Они могут регистрироваться датчиками емкостного типа, соединенными с высоковольтной шиной через конденсатор связи (или его эквивалент) [37, 38], электромагнитными датчиками, использующими внешние антенны специальной конструкции [39, 40], и акустическими датчиками, регистрирующими звуковые эффекты от ЧР [1-3, 41].

Время от возникновения первичных ЧР до полного пробоя изоляции в большинстве случаев составляет от нескольких недель до нескольких лет. Поэтому параметры ЧР и в особенности динамика их развития, являются важными диагностическими признаками для оценки состояния изоляции. Их фиксация дает возможность обнаруживать дефекты на ранней стадии развития, планировать и осуществлять оптимальные ремонтные работы.

Регистрация ЧР в высоковольтном оборудовании в условиях эксплуатации используется для целей диагностики в течение последних 15-20 лет. Однако в настоящее время данный метод применяется в основном для контроля оборудования энергосистем, крупных электростанций, в том числе АЭС [57, 87-89]. Для контроля состояния оборудования генерирующих электростанций промышленных предприятий метод обследования на основе локации ЧР практически не применяется. Первоначально это объяснялось следующими причинами: высокой стоимостью и низкой распространенностью диагностического оборудования; слабой заинтересованностью менеджмента предприятия в его приобретении, отчасти вызванной отсутствием видимых результатов использования; низкой заинтересованностью обслуживающего персонала в использовании высокочувствительного оборудования, требующего высокой культуры обслуживания.

Вместе с тем, в последние годы ситуация значительно изменилась. Известны десятки фирм, выпускающих приборы и оборудование для регистрации ЧР как в стационарных условиях (в испытательных лабораториях либо в условиях эксплуатации в закрытых помещениях), так и в уличных (полевых) условиях. Среди производителей следует отметить компании: ПВФ «ВиброЦентр» [90], ООО «Димрус» (г. Пермь) [91], Iris Power Ingeniring [92], ДИАКС (г. Москва) [93], НТЦ «Электроинжиниринг, диагностика и сервис» (НТЦ «ЭДС» г. Москва), [94], СТЭЛЛ (г. Брянск) [95], Энергопроект (г. Санкт-Петербург) [96], МАКДЕМ (г. Москва) [97] и др.

При этом определяющую роль играет именно развитие отечественной конкурентоспособной базы оборудования, имеющего, как правило, в несколько раз меньшую стоимость по сравнению с импортным. Для диагностирования состояния трансформаторов энергоблоков электростанций относительно малой мощности (единичная мощность исследуемых трансформаторов ЦЭС ОАО «ММК» 63 МВА) данный аргумент имеет важное значение.

Проведенный анализ рынка позволил обосновать для диагностики трансформаторов ЦЭС применение приборов регистрации ЧР электрическим и акустическим методами, выпускаемых фирмой «Димрус» и ее партнером -производственно-внедренческой фирмой (ПВФ) «Вибро-Центр» (г. Пермь). Применение портативных приборов, осуществляющих акустическую локацию ЧР, обеспечивает возможность оперативного сбора и обработки информации одновременно с нескольких объектов, накопление опыта идентификации неисправностей, уточнение взаимного соответствия диагностических признаков и критериев технического состояния.

Измерение ЧР при контроле силового оборудования в условиях эксплуатации связано с серьезными трудностями и в первую очередь — с наличием разного рода помех, уровень которых на действующих электростанциях значительно выше, чем при стендовых испытаниях [1,2].

Наряду с техническими трудностями, имеется ряд проблем научного и методоческого характера. К ним относятся: сложность выявления диагностических признаков и идентификации неисправностей по контролируемым параметрам ЧР [62-65, 98, 99]; отсутствие четких диагностических критериев оценки технического состояния по диагностическим признакам [56, 57, 100, 101]; на большинстве промышленных предприятий отсутствует опыт практического применения высокочувствительного диагностического оборудования.

Кроме того, практически отсутствуют методики диагностирования технического состояния трансформаторов на основе обработки и анализа результатов периодических замеров интенсивности ЧР. Статистические методы требуют длительного сбора информации, ее последующей обработки на основе априорного знания закона распределения данных. От этих недостатков в значительной степени свободны методы кластерного анализа, получившие в последнее время распространение для обработки массивов данных, полученных в ходе обследований и опросов [102]. Применение метода субтрактивной (горной) кластеризации представляется целесообразным для обработки числовых массивов результатов периодических замеров ЧР [103, 104].

Целью диссертационной работы являются разработка и практическое применение методики локализации и идентификации неисправностей силовых маслонаполненных трансформаторов без снятия напряжения на основе оперативного контроля частичных разрядов и анализа результатов их периодической акустической локации.

Для достижения поставленной цели в работе решаются следующие задачи:

1. Анализ характерных неисправностей силовых трансформаторов, диагностических признаков, методов локализации и идентификации неисправностей. Анализ методов регистрации частичных разрядов, обоснованный выбор диагностического оборудования.

2. Разработка комплексной методики диагностирования технического состояния трансформаторов, включающей исследование характеристик разрядов, полученных в результате индивидуальных замеров акустических сигналов, и анализ динамики изменения показателей разрядной активности, полученных в результате периодической объемной локации ЧР.

3. Разработка алгоритмов и программы автоматизированной обработки статистических данных о состоянии электрооборудования. Применение для анализа технического состояния трансформаторов центральной электростанции (ЦЭС) ОАО «ММК».

4. Проведение экспериментов по акустической локации ЧР в трансформаторах энергоблоков ЦЭС. Оценка технического состояния по результатам замеров и сопоставления показателей разрядной активности с нормативными.

5. Разработка и практическое применение методики и алгоритма обработки результатов периодической акустической локации ЧР на основе метода субтрактивной (горной) кластеризации, обеспечивающих локализацию и идентификацию неисправностей, а также оценку динамики их развития.

В соответствии с поставленными задачами содержание работы изложено следующим образом:

В первой главе определена роль методов диагностирования, основанных на контроле частичных разрядов, их диагностическая ценность в сравнении с другими применяемыми методами. Дана сравнительная характеристику известных методов регистрации ЧР (электрического, электромагнитного и акустического). Обосновано применение конкретного прибора акустической локации ЧР. Представлены его характеристики и ресурсы программного обеспечения.

Во второй главе разработана методика диагностирования технического состояния трансформатора по параметрам ЧР и результатам их периодической акустической локации. Выполнен сравнительный анализ нормативных критериев оценки состояния по результатам измерений разрядной активности. Разработаны алгоритмы и программа, осуществляющие классификацию неисправностей по их характеру, месту и периодичности возникновения. Выполнен анализ повреждаемости оборудования энергоблоков.

Третья глава посвящена экспериментальным исследованиям технического состояния трансформаторов ЦЭС. Представлены результаты диагностического обследования методом акустической локации ЧР, выполненных с помощью переносного прибора анализа частичных разрядов и локации зоны дефектов в изоляции высоковольтного оборудования AR-700. Дана оценка технического состояния по результатам сравнения показателей разрядной активности с нормированными. Даны рекомендации по техническому обслуживанию обследуемых трансформаторов.

Четвертая глава посвящена разработке методики и алгоритма обработки результатов периодической акустической локации ЧР с применением метода субтрактивной (горной) кластеризации. Выполнена обработка результатов локации ЧР с использованием приложения Fuzzy Logic Toolbox системы Matlab. По результатам замеров, выполненных на трех трансформаторах ЦЭС, определены координаты центров и потенциалы вновь образовавшихся кластеров. Сделаны выводы о причинах возникновения разрядных явлений и техническом состоянии обследуемых трансформаторов. Представлены результаты промышленного применения разработанных алгоритмов и методик, дана оценка технико-экономической эффективности внедрения.

В заключении приводятся выводы по работе.

По содержанию диссертационной работы опубликовано 13 научных трудов, в том числе 4 публикации в рецензируемых изданиях и одна зарегистрированная программа. Полученные результаты докладывались и обсуждались на 8-и конференциях и семинарах, в том числе - 5-и международных.

ВЫВОДЫ

1. На основе анализа основных теоретических положений метода кластерного анализа обосновано применение для обработки результатов акустической локации ЧР алгоритма субтрактивной (горной) кластеризации, согласно которому каждая точка массива данных предполагается центром потенциального кластера, для которой вычисляется целевая функция — плотность других точек вокруг рассматриваемой. Рассмотрены алгоритм и методика реализации алгоритма в среде Matlab.

2. Предложены методика и алгоритм определения параметров разрядной активности по геометрическому расположению центров кластеров. Показано, что их расположение и потенциал являются наиболее информативными диагностическими критериями, т.к. с их помощью могут быть определены место и интенсивность ЧР непосредственно внутри трансформатора. Это позволяет локализовать и идентифицировать неисправности на ранней стадии их развития.

3. В качестве элементов матрицы наблюдений впервые предложено использовать геометрические координаты ЧР внутри бака трансформатора. Эти координаты определяются автоматически при акустической локации ЧР датчиками, установленными на поверхности бака, и сохраняются в базе данных прибора AR-700.

4. С использованием разработанного алгоритма с помощью приложений Fuzzy Logic Toolbox системы Matlab выполнено исследование технического состояния трансформаторов ЦЭС. На примере двух замеров, выполненных при различных режимах нагрузки для трех трансформаторов, определены координаты центров и потенциалы вновь образовавшихся кластеров. Это позволило сделать выводы о причинах возникновения разрядных явлений и техническом состоянии обследуемых трансформаторов.

5. Аппаратно-программный комплекс на базе прибора АР-700, реализующий акустический метод оперативного контроля и диагностирования технического состояния силовых трансформаторов, внедрен в промышленную эксплуатацию на центральной электростанции ОАО «ММК». Экономический эффект от внедрения результатов достигается за счет разницы цены закупа электроэнергии у МЭК во время простоев энергосистемы ЦЭС и составляет более 1 млн. руб.

6. Алгоритмы диагностирования технического состояния трансформаторов и разработанные программы переданы разработчику прибора АЛ-700 ООО «Димрус», где используются при совершенствовании программного обеспечения приборов акустической локации ЧР в силовом электрооборудовании, что подтверждено соответствующим актом.

7. Разработанная методика замеров акустических сигналов и обработки результатов кластерным методом рекомендуется для применения при диагностировании технического состояния различного высоковольтного электрооборудования: реакторов, генераторов, электродвигателей, изоляторов, коммутационной аппаратуры и др.

134

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Итогом выполненных исследований, в соответствии с поставленной целью, является разработанная и практически апробированная методика локализации неисправностей силовых трансформаторов на основе внедрения методов оперативного контроля частичных разрядов и анализа результатов их периодической акустической локации.

1. Для оперативного контроля технического состояния силовых трансформаторов в условиях эксплуатации обосновано применение метода акустической локации частичных разрядов, обеспечивающего оперативное выявление очагов образования ЧР в дефектных местах и за счет этого локализацию неисправностей на ранних стадиях развития.

2. Для диагностирования состояния трансформаторов собственных электростанций промышленного предприятия обосновано применение переносного прибора АЯ-700, позволяющего выполнять периодические замеры на нескольких объектах, осуществлять оперативный контроль, сбор и накопление диагностической информации.

3. Предложена методика диагностирования технического состояния силовых трансформаторов, основанная на комплексном исследовании показателей разрядной активности, полученных в результате индивидуальных замеров, и интегральных характеристик , полученных в результате периодической объемной локации ЧР.

4. Предложены алгоритмы обработки данных об отказах трансформаторов, обеспечивающие классификацию отказов по времени, номеру объекта, месту и периодичности возникновения. Разработана и официально зарегистрирована программа для ЭВМ, осуществляющая формирование архива отказов, статистическую обработку данных и расчет среднего времени наработки на отказ.

5. По результатам диагностического обследования трансформаторов энергоблоков ЦЭС ОАО «ММК», выполненного методом акустической локации, в соответствии с разработанной методикой, произведена оценка показателей интенсивности ЧР и их сопоставление с нормативными показателями. Сделан вывод об удовлетворительном техническом состоянии трансформаторов.

6. Для исследования изменения разрядной активности, локализации очагов возникновения ЧР и их распределения в структуре трансформатора обосновано применение методов кластерного анализа. В качестве элементов матрицы наблюдений впервые предложено использовать геометрические координаты частичных разрядов внутри бака трансформатора.

7. На основе метода субтрактивной кластеризации предложены методика и алгоритм определения параметров разрядной активности по геометрическому расположению центров кластеров. Показано, что расположение кластеров позволяет сопоставить место возникновения очагов ЧР с конструктивным расположением узлов трансформатора и за счет этого локализовать и идентифицировать неисправности. Потенциалы вновь образовавшихся кластеров позволяют оценить степень опасности зарождающегося дефекта.

8. С использованием разработанного алгоритма с помощью приложений Fuzzy Logic Toolbox системы Matlab выполнена обработка данных акустической локации ЧР для трех трансформаторов ЦЭС, по результатам которой сделаны уточненные выводы об их техническом состоянии.

9. Аппаратно-программный комплекс на базе прибора АР-700 внедрен в промышленную эксплуатацию на центральной электростанции ОАО «ММК». Экономический эффект за счет разницы цены закупа электроэнергии у МЭК и стоимости производимой электроэнергии во время простоев энергосистемы ЦЭС составляет более 1 млн. руб./год. Ожидаемый эффект в случае своевременного предотвращения аварий энергоблоков может составлять несколько миллионов рублей, в зависимости от последствий аварий.

10. Алгоритмы диагностирования технического состояния трансформаторов и разработанные программы переданы разработчику прибора AR-700 ООО «Димрус» (г. Пермь), где используются при совершенствовании программного обеспечения приборов акустической локации ЧР в силовом электрооборудовании.

11. Разработанная методика замеров акустических сигналов и обработки результатов кластерным методом рекомендуется для расширенного применения при диагностировании технического состояния высоковольтного электротехнического оборудования: реакторов, генераторов, электродвигателей, коммутационной аппаратуры и др.

137

1. Аксенов Ю.П. Мониторинг технического состояния высоковольтной изоляции электрооборудования энергетического назначения в эксплуатации и при ремонтах. М.: Научтехлитиздат, 2002. — 338 с.

2. Алексеев Б.А. Контроль состояния (диагностика) крупных силовых трансформаторов. М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2002. - 216 с.

3. Алексеев Б.А. Новое в энергетике: трансформаторы // Энергетика за рубежом. 2005, №6. - С. 40-53.

4. Львов М.Ю. Силовые трансформаторы на 110 кВ и выше. Будущее определит диагностика // Новости электротехники. — 2003, № 6.

5. Хренников А.Ю., Гольдштейн В.Г. Техническая диагностика, повреждаемость и ресурсы силовых и измерительных трансформаторов и реакторов. М.: Энергоатомиздат -2007., 286 с.

6. Хренников А.Ю., Салтыков В.М. Диагностика повреждений силовых трансформаторов в ходе электродинамических испытаний//Известия вузов "Электромеханика" .- 1995.-№ 5-6. -С.122-127.

7. Физический износ оборудования на ТЭС РАО "ЕЭС России" // ДВ Энергосервис — http://energoservesdv.ru/energetika/resheniya2199.html.

8. Шакарян Ю.Г., Алексеев Б. А. Анализ состояния трансформаторного оборудования в энергосистемах России и за рубежом. -http://www.electrokontakt.ru/novosti/index.php?action=show&nid=3933

9. IEC Performance 2008 // Интернет ресурс: http://www.iec.ch/newscentre/anreport/p2008/PerfReport08.pdf

10. Sparling В. D. Moving Forward from Monitoring to Diagnostics// IEEE/PES Transmission and Distribution Conference and Exposition, 2001, vol. 2, pp.960.963.

11. Цирель Я. А., Поляков В. С. Эксплуатация силовых трансформаторов на электростанциях и в электросетях. Л.: Энергоатомиздат, 1985. — 264 с.

12. Косолапов А.Б. Комплекс диагностирования как средство эффективного функционирования электроснабжения металлургических предприятий: Дис. на соиск. уч. ст. канд. техн. наук. — Липецк: ЛГТУ. — 2004.

13. Назарычев А.Н. Совершенствование системы ремонтов электрооборудования электростанций и подстанций с учетом технического состояния: Дис. на соиск. уч. ст. доктора техн. наук. Иваново: ИГЭУ. — 2004.

14. Журавлев Ю.П. Развитие энергетики ОАО «ММК» в современных условиях // Вестник МГТУ им. Г.И. Носова, 2006. № 2. С. 3 - 5.

15. Методика прогнозирования остаточного ресурса электрооборудования при эксплуатации / К.Э. Одинцов, Ю.Н. Ротанова, О.И. Карандаева, С.Е. Мостовой и др. // Известия ТулГУ. Технические науки. Вып. 3: в 5 ч. -Тула: Изд-во ТулГУ, 2010. Ч. 1. С. 192-198.

16. Эксплуатация силовых трансформаторов при достижении предельно допустимых показателей износа изоляции обмоток. / Б.В. Ванин, Ю.Н. Львов, М.Ю. Львов и др. // Электрические станции. 2004, №2 - С. 63-65.

17. Львов М.Ю. Методологические аспекты развития системы диагностики силовых трансформаторов при переходе к ремонту по техническому состоянию // Новое в российской электроэнергетике. 2003, № 9.

18. Алексеев Б. А. Продление срока службы силовых трансформаторов. Новые виды трансформаторного оборудования. СИГРЭ-2002 // Электрические станции. 2003, № 7. - С. 63-69.

19. Холоденин A.A. Сравнение стратегий технического обслуживания электрооборудования Материалы X региональной научно-технической конференции «Вузовская наука — Северо-Кавказскому региону». СевКавГТУ, 2006. http://www.ncstu.ru

20. Отморский С.Г. Опыт внедрения современных технологий в электроэнергетике //Энергетик. -2006, №11.

21. Вдовико В.П. Методология системы диагностики электрооборудования высокого напряжения — http://www.ema.ru/view/articles/471/

22. Повреждаемость, оценка состояния и ремонт силовых трансформаторов / А.П. Долин, В.К. Крайнов, В. В. Смекалов и др. // Энергетик. 2001, № 7. -С. 30-34.

23. Киреева Э.А. К вопросу о старении силовых трансформаторов // Промышленная энергетика. 2004, № 2.

24. Киреева Э.А. Диагностика силовых трансформаторов / Электрооборудование 2008, № 9. - С. 59-64.

25. Кучинский Г.С. Частичные разряды в высоковольтных конструкциях. —Л.: Энергия, 1979. 224 с.

26. Вдовико В.П. Частичные разряды в диагностировании высоковольтного оборудования. — М.: Наука, 2008. 155 с.

27. International Standard «High-voltage test techniques Partial discharge measurements» - IEC 60270, Third edition, 2000-12.

28. Применение технологии 4P в диагностике изоляции / Claude Капе, Alexander Golubev — http:/ www.partial-discharge.com

29. Pattern Recognition for Partial Discharge Measurement/ Mark G. Turner, Edward Gulski http://www.haefely.com/pdf/solutions/DSWpaper.pdf

30. Голенко О. В., Живодерников С. В., Овсянников А. Г. Регистрация частичных разрядов в изоляции маслонаполненного оборудования // Повышение эффективности работы энергосистем: Труды ИГЭУ. -2001. Вып. 4. С. 303-309.

31. Сви П. М. Методы и средства диагностики оборудования высокого напряжения. М.: Энергоатомиздат, 1992. - 240 с.

32. Монастырский А.Е., Пильщиков В.Е. Методические основы измерения характеристик частичных разрядов в мощных силовых трансфроматорах // Методы и средства оценки состояния энергетического оборудования. Выпуск 11.- СПб: ПЭИПК, 2000. С. 31 34.

33. Повреждаемость, оценка состояния и ремонт силовых трансформаторов / А.П. Долин, В.К. Крайнов, В. В. Смекалов и др. // Энергетик. — 2001, № 7. -С. 30-34.

34. Глухов O.A., Коровкин Н.В., Балагула Ю.М. Методика оценки параметров частичных разрядов в высоковольтной изоляции при относительных измерениях их импульсных электромагнитных полей. — http://www.eltech.ru/science/Conf/section01 .pdf

35. Аксенов Ю.П., Завидей В.И., Ярошенко И.В. Использование усовершенствованных методов электромагнитной локации разрядных явлений для определения объема ремонта трансформаторов // Электро. 2004, № 5.- С. 19-24.

36. Акустическая локация электрических разрядов в измерительных трансформаторах / А.П. Долин, С.К. Цветаев, Ч. Поночко и др. // Электро. -2005, № 2.

37. Ботяев Ю.В., Михеев А.Г., Храмцов А.Н. Диагностика высоковольтного оборудования подстанций // Повышение эффективности работы энергосистем: Труды ИГЭУ. 2001, Вып. 4. - С. 291-294.

38. Виноградова JI.B. Экспертная поддержка процессов проектирования и диагностики силовых трансформаторов: Автореферат дис. канд. технич. наук. Иваново: ИГЭУ, 1996.

39. Бутырин П. А., Васьковская Т. А., Алпатов М. Е. Упрощенные математические модели трехфазных трансформаторов для целей диагностики // Электро. 2002, № 1.

40. Алпатов М. Е. Диагностика состояния трансформаторов методами теории электрических цепей: Автореферат дис. на соиск. уч. ст. канд. техн. наук. -М.: МЭИ. 1987.

41. Худяков А.Н. Диагностирование изоляции обмоток статоров синхронных машин большой мощности с помощью измерения частичных разрядов: Дис. на соиск. уч. ст. канд. техн. наук. М.: МЭИ. — 2005.

42. Овсянников А.Г. Стратегии ТОиР и диагностика оборудования //Новости электротехники. 2008, № 2. - С. 140 - 142.

43. Захаров A.A., Голенищев-Кутузов A.B., Федоров Г.С. Оптимальная форма представления параметров частичных разрядов в виде двух- или трехмерных амплитудно-фазовых диаграмм //Изв. Вузов. Проблемы энергетики, 2005, № 11-12. С. 93-96.

44. Федоров Г.С. Метод и измерительная система оценки состояния высоковольтных изоляторов на основе анализа частичных разрядов: Дис. на со-иск. уч. ст. канд. техн. наук. Казань: КГЭУ. - 2006.

45. Хренников А.Ю. Комплексное диагностическое моделирование параметров технического состояния силового трансформаторно-реакторного электрооборудования: Дис. на соиск. уч. ст. доктора техн. наук. Самара: СамГТУ. - 2009.

46. Гольдштейн В.Г., Салтыков В.М., Соляков О.В., Сулейманова JI.M. Классификация перенапряжений и аварийность силовых трансформаторов предприятий электрических сетей // Вестник СамГТУ. Вып. 41. Самара, 2006.-С. 148-158.

47. Федосов Е.М. Частичные разряды в элементах электротехнических комплексов: Дис. на соиск. уч. ст. канд. техн. наук. — УФА: УГАТУ. 2009.

48. Опыт диагностики и ремонтов силовых трансформаторов для повышения надежности эксплуатации и продления срока службы / Цветаев С.К., Пер-шина Н.Ф., Смекалов C.B. и др. // Электро. — 2006, № 5. С. 27-31.

49. Вдовико В.П., Бабкин В.В., Эткинд JI.JI. Оценка качества изоляции высоковольтного оборудования с использованием характеристик частичных разрядов. http://www.cztt.ru/userFiles/Files/StatyaOcenkaKachIsolyaz.pdf

50. Аксенов Ю.П., Завидей В.И., Ярошенко И.В. Использование усовершенствованных методов электромагнитной локации разрядных явлений для определения объема ремонта трансформаторов // Электро, 2004, № 5,- С. 19-24.

51. Диагностика состояния изоляции силовых трансформаторов на потребляющем электроэнергию крупном предприятии / Аксенов Ю.П., Завидей

52. В.И., Захаркин Р.Я. и др. // Приборы и системы. 2003. - №9. - С.55-59.

53. Результаты длительной периодической диагностики силовых трансформаторов /Аксенов Ю.П., Голубев A.B., Завидей В.И., и др. // Электро. — 2006, №1.-С. 28-35.

54. Аксенов Ю.П. Использование усовершенствованных методов электромагнитной локации разрядных явлений для определения объема ремонта трансформаторов / Ю.П. Аксенов, В.И. Завидей, И.В. Ярошенко // Электро. 2004, №5. С. 19-24.

55. Алексеев Б. А. Продление срока службы силовых трансформаторов. Новые виды трансформаторного оборудования. СИГРЭ-2002 // Электрические станции. 2003. - № 7. - С. 63-69.

56. Алексеев Б. А. Системы непрерывного контроля состояния крупных силовых трансформаторов // Электр, станции. — 2000. № 8. - С. 62-70.

57. Вдовико В.П. Образование и развитие частичных разрядов в бумажно-масляной изоляции высоковольтного оборудования в условиях эксплуатации Электро, 2004, №1.

58. Вдовико В.П. Оценка опасности дефектов изоляции с использованием характеристик частичных разрядов. // Симпозиум «Электротехника 2030», Доклад 4.03. 29-31 мая 2007 г.

59. Вдовико В.П. Характеристики частичных разрядов и их применение в оценке качества электрической изоляции высоковольтного оборудования // Электро, 2005, № 5. С. 23-26.

60. Вдовико В.П. Повышение эффективности диагностирования высоковольтного оборудования с использованием характеристик частичных разрядов // Электро, 2008, № 6. С. 7-12.

61. Хренников А.Ю., Гольдштейн В.Г., Назарычев А.Н. Диагностические модели для оценки технического состояния электрооборудования электростанций и подстанций //Промышленная энергетика. 2010, №10

62. Гольдштейн В.Г. О проблемах электромагнитной совместимости в электроснабжении, электротехнических комплексах и системах // Вестник-СамГТУ. Вып. 13. Самара, 2001. С. 219 - 224.

63. Голенищев-Кутузов A.B., Голенищев-Кутузов В.А., Иаковеев A.A. Оптимальная форма представления параметров частичных разрядов в виде двух- или трехмерных амплитудно-фазовых диаграмм // Симпозиум «Электротехника 2030», Доклад 4.40. 29-31 мая 2007 г.

64. Захаров A.A., Голенищев-Кутузов A.B., Федоров Г.С. Оптимальная форма представления параметров частичных разрядов в виде двух- или трехмерных амплитудно-фазовых диаграмм. // Изв. вузов. Проблемы энергетики, 2005, № 11-12. С. 93-96.

65. Львов Ю.Н., Львов М.Ю. Диагностика трансформаторного оборудования // Энергетик. 2000. - № 11. - С. 26-27.

66. Львов М.Ю. Методологические аспекты развития системы диагностики силовых трансформаторов при переходе к ремонту по техническому состоянию // Новое в российской электроэнергетике, 2003, № 9.

67. Вопросы повышения надежности работы блочных трансформаторов / Б.В. Ванин, Ю.Н. Львов, М.Ю. Львов и др. // Электрические станции. 2003. -№7.-С. 38-42.

68. Львов М. Ю. Пути совершенствования эксплуатации высоковольтных вводов трансформаторов // НРЭ. 2001. - № 10.

69. О повреждениях силовых трансформаторов напряжением 110-500 кВ в эксплуатации / Б.В. Ванин, Ю. Н. Львов, М. Ю. Львов и др. // Электр, станции. 2001. -№ 9. - С. 53-58.

70. О повреждениях силовых трансформаторов /Б.В. Ванин, Ю.Н. Львов, М.Ю. Львов и др. // Электрические станции. 2001, № 9. С. 53-58.

71. Львов М.Ю. О надежности силовых трансформаторов и автотрансформаторов электрических сетей / М.Ю. Львов, Ю.Н. Львов, Ю. А. Дементьев //Электрические станции. 2005, № 11. С. 69-75.

72. Назарычев А. Н. Методы и модели оптимизации ремонта электрооборудования объектов энергетики с учетом технического состояния. Иваново: Иван. гос. энерг. ун-т. - 2002. - 168 с.

73. Назарычев А.Н., Таджибаев А.И. Модели расчета эксплуатационной надежности управления техническим состоянием электрооборудования. -Спб.: ПЭИПК. 2002. - 39 с.

74. Назарычев А.Н. Прогнозирование надежности электродвигателей собственных нужд электростанций с учетом результатов технической диагностики //Изв. вузов. Проблемы энергетики. — 2002, № 9-10. — С. 82-94.

75. Русов В.А. Системы диагностического мониторинга трансформаторов // Электроэнергетика. 2009. - N 6. - С. 44-46.

76. Русов В.А. Контроль прессовки обмоток и магнитопровода крупных трансформаторов по вибропараметрам // Электр, станции. 1998. — № 6. — С. 52-57.

77. Хренников А.Ю., Шлегель О.А. Методы оценки состояния электромагнитной системы трансформаторно-реакторного оборудования. Тольятти. - 2006 . - 59 с.

78. Хренников А.Ю. Основные причины повреждения обмоток силовых трансформаторов при коротких замыканиях //Электричество. — 2006, № 7. -С. 17-24.

79. Хренников А.Ю. Основные причины повреждения обмоток силовых трансформаторов напряжением 110-500 кВ в процессе эксплуата-ции//Промышленная энергетика. — 2006. № 12. -С.12-14.

80. Алексеев Б.А. Обследование состояния силовых трансформаторов. СИГРЭ-2002 // Электрические станции. 2003. - № 6. - С. 74-80.

81. РД ЭО-0189-00 «Методические рекомендации по диагностике силовых трансформаторов, автотрансформаторов, шунтирующих реакторов и их вводов в эксплуатации на рабочем напряжении» для атомных станций РФ.

82. Фирма Вибро-Центр. Приборы и программы для контроля и диагностики оборудования http://www.vibrocenter.ru/

83. ООО «DIMRUS». Организация диагностического мониторинга высоковольтного оборудования. Перевод оборудования на обслуживание по техническому состоянию. — http://www.dimrus.ru

84. Iris Power Engineering Inc. Продукция и сервисные услуги -http://iris.optima-group.ru/docs/production.pdf

85. Диагностические комплексы и системы НПО ДИАКС —http ://gmstar.ru/moscow/1-191232-diagnosticheskie-kompleksy-i-sistemy-npo-diaks-zao.html

86. НТЦ «Электроинжиниринг, диагностика и сервис». Переносные приборы для диагностики электротехнического оборудования. — http://ntc-eds.ru/menu67.html

87. Фирма "СТЭЛЛ". Система анализа частичных разрядов акустическая СТЭЛЛ-301 А http://www.debryansk.ru/~stell/apda.htm

88. Измеритель характеристик 4P ИЧР 201. Фирма "Энергопроект"-http://www.energoprj .ru/pribor/pribor 115 .phtml

89. МАКДЕМ высоковольтное испытательное и измерительное оборудование — http://www.macdem.ru/

90. Ермаков Е.Г., Монастырский А.Е. О проблеме отсутствия данных для идентификации дефектов трансформаторов по характеристикам частичных разрядов // Труды XII Международной научно-техническое конференции «Трансформаторостроение 2009». - Запорожье 2009.

91. Ермаков Е.Г., Монастырский А.Е., Шавловский C.B. О критериях идентификации дефектов силовых трансформаторов по электрическим характеристикам частичных разрядов // Энергобезопасность и энергосбережение. 2010, № 5. - С. 35-39.

92. Куликов И. П. Экспериментальное изучение условий и мест возникновения начальных частичных разрядов в бумажно-масляной изоляции // Электро. 2002. - № 1.

93. Дайте нам количественные характеристики //Деловое Прикамье. Форум-газета. Дата 20/10/04 - http://www.dp.perm.ru/article.php?id==1644

94. Кластеризация данных при помощи нечетких отношений в Data Mining -http://ami.nstu.nsk.su/~vms/lecture/datamining/fuzzy.htm

95. Атанов C.K. Программные средства реализации адаптивных моделей с нечеткой логикой — http://www.agun.kz/docs/vn20092technics.pdf

96. Консультационный центр MATLAB: Fuzzy Logic Toolbox Проектирование систем управления - http://matlab.exponenta.ru/fuzzylogic/index.php/ pde/pde/index.php

97. International Standard «High-voltage test techniques Patial di-charge measurements» — IEC 60270, Third edition, 2000-12.

98. Применение технологии 4P в диагностике изоляции / Claude Капе, Alexander Golubev http:/ www.partial-discharge.com

99. Характеристики частичных разрядов, используемые при диагностике. ООО «ЭМА» http://www.ema.ru/view/articles/198

100. Электрооборудование и электроустановки. Методы измерения характеристик частичных разрядов. ГОСТ 20074-83.

101. Методы высоковольтных испытаний измерение частичных разрядов. Международный стандарт МЭК 60270 (IEC-270). Издание третье. 2000-12.

102. Живодерников С.В. Разработка методики и аппаратуры регистрации частичных разрядов в электрооборудовании под рабочим напряжением: Дис. канд. техн. наук.-Новосибирск, 2004 -163 с.

103. Силин Н.В. Электромагнитный способ оценки технического состояния высоковольтного оборудования //Промышленная энергетика. 2006, № 1.

104. R-2000 прибор регистрации частичных разрядов (электрическим методом) - http://diagnostics.jino-net.ru/device/r2000.php

105. Голенко О. В., Живодерников С. В., Овсянников А. Г. Регистрация частичных разрядов в действующем оборудовании цифровым осциллографом http://www.marketelectro.ru/articles/onfront/article0096.html

106. Высокочастотный регистратор сигналов частичных разрядов "РЧРВ-1". Руководство по эксплуатации. http://rudy.user.s-and-b.ru/tech/uhfl/uhfre.pdf

107. Система контроля изоляции СКИ-3. Техническое описание — http://rudy-b0.narod.ru/tech/ics3/instrexpski3.pdf.

108. Анализ частичных разрядов и локации дефектов в изоляции элегазового и маслонаполненного оборудования при помощи акустических датчиков //ООО «DIMRUS» http://diagnostics.jino-net.ru/diag/chr.php

109. AR-700 прибор локации частичных разрядов (акустическим методом). http://diagnostics.hl7.ru/device/ar700.php

110. Прибор анализа частичных разрядов и локации зоны дефектов в изоляции высоковольтного оборудования при помощи акустических датчиков «AR700». Руководство по эксплуатации. Пермь: ПВФ "Вибро-Центр" -23 с.

111. База данных по акустическим сигналам АТЛАНТ-ДБ. Руководство пользователя. Пермь: ПВФ "Вибро-Центр" — 9 с.

112. Штовба С.Д. Введение в теорию нечетких множеств и нечеткую логику. Проектирование систем управления\.?иггу Logic Toolbox -http://matlab.exponenta.ru/fuzzylogic/bookl/122.php

113. Агамалов О.Н. Кластерный анализ частичных разрядов для оценки технического состояния изоляции электрических машин // Электричество. -2006, №6.-С. 56-62.

114. Агамалов О.Н. Кластерный анализ частичных разрядов // Математика в приложениях. 2004, № 3-4. - С. 156-163.

115. Трубицин В.И. Теория надежности в вопросах эксплуатации и проектирования электрической части станций. М.: Изд. МЭИ, 1989.

116. РД ЭО 0188-00 Методические рекомендации по диагностике электрический аппаратов, распределительных устройств электростанций и подстанций.

117. Совершенствование автоматизированных электроприводов и диагностика силового электрооборудования / И.А. Селиванов, A.C. Карандаев, С.А. Евдокимов, С.Е. Мостовой и др. // Изв. вузов. Электромеханика. 2009. № 1.-С. 5-11.

118. Внедрение систем диагностирования технического состояния высоковольтных силовых трансформаторов / A.C. Карандаев, С.А. Евдокимов, С.Е. Мостовой и др. //Сталь. 2009, № 3. С. 94.

119. Система управления надежностью высоковольтных двигателей крупного нефтеперерабатывающего комбината / Ю.П. Аксенов, Д.П. Аксенов, A.B. Мухортов, Игнасио Арчес, Джузеппе Ною. // Электро, 2005, № 5. -С. 33-37.

120. ООО НПП «ЭКРА»: Номенклатурный перечень продукции. РЗА станционного оборудования http://www.ekra.ru/production/gen

121. Анализ повреждений силовых трансформаторов ЦЭС ОАО «ММК» / A.C. Карандаев, С.А. Евдокимов, С.Е. Мостовой и др. //Материалы 66-й научно-техн. конф.: Сб. докл. Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ», 2008. -Т.2.-С. 57-60.

122. Елманова Н. Введение в Data Mining. Часть 1//КомьютерПресс. — 2003, №8. — http://www.compress.ru/article.aspx?id=l 1616&iid=454.

123. Data Analysis with Neuro-Fuzzy Methods. Habilitationsschrift zur Erlangung des akademischen Grades doctor rerum naturalium habilitatus. Magdeburg, 25. Februar 2000. — http://iws.cs.uni-magdeburg.de/~nauck/nauck.pdf

124. Кластерный анализ // Википедия — http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%BB%D0%B0%D 1 %81 %D 1 %82 %D0%B5%Dl%80%D0%BD%Dl%8Bo/oD0%B9%D0%B0%D0%BD%D0% B0%D0%BB%D0%B8%D0%B7

125. Adaptive fuzzy control of a non-linear servo-drive: Theory and experimental results D. Bellomoa, D. Nasob, R. Babuskac //ScienceDirect/Engineering Applications of Artificial Intelligence 21 (2008) 846-857.

126. Тараскина А. С. Нечеткая кластеризация по модифицированному методу с-средних и ее применение для обработки микрочиповых данных -http://www.iis.nsk.su/files/articles/sborkas13taraskina.pdf

127. Обзор алгоритмов кластеризации данных -http ://habrahabr.ru/blogs/datamining/101338/

128. Yager R., Filev D. Essentials of Fuzzy Modeling and Control. USA: John Wiley & Sons, 1984.

129. Штовба С.Д. Введение в теорию нечетких множеств и нечеткую логику. Список функций Fuzzy Logic Toolbox. Нахождение центров кластеров данных с использованием субтрактивного алгоритма — http://matlab.exponenta.ni/fuzzylogic/book2/l/subclust.php