Разработка метода мониторинга механического состояния обмоток силовых трансформаторов в нагрузочных режимах

Прохоров, Антон Викторович

Электростанции и электроэнергетические системы

автореферат диссертации по энергетике, 05.14.02, диссертация на тему:Разработка метода мониторинга механического состояния обмоток силовых трансформаторов в нагрузочных режимах

кандидата технических наук: Прохоров, Антон Викторович
город: Томск
год: 2010
специальность ВАК РФ: 05.14.02

Диссертация по энергетике на тему «Разработка метода мониторинга механического состояния обмоток силовых трансформаторов в нагрузочных режимах»

Автореферат диссертации по теме "Разработка метода мониторинга механического состояния обмоток силовых трансформаторов в нагрузочных режимах"

004618377 На правах рукописи

ПРОХОРОВ АНТОН ВИКТОРОВИЧ

РАЗРАБОТКА МЕТОДА МОНИТОРИНГА МЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ОБМОТОК СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ В НАГРУЗОЧНЫХ РЕЖИМАХ

Специальность 05.14.02 - Электрические станции и электроэнергетические

системы

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

2 3 ДЕК ?П10

Томск-2010

004618377

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Национальный исследовательский Томский политехнический университет» на кафедре «Электроэнергетические сети и системы».

Научный руководитель Научный консультант:

кандидат технических наук, доцент Гольдштейн Ефрем Иосифович

кандидат технических наук, доцент Боровиков Юрий Сергеевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Манусов Вадим Зиновьевич

кандидат технических наук Целебровский Игорь Викторович

Ведущая организация: ГОУ ВПО «Ивановский государст-

венный энергетический университет им. В.И. Ленина»

Защита состоится «24» декабря 2010 г. в 14~ часов на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.269.10 при Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Национальный исследовательский Томский политехнический университет» по адресу: 634050, г. Томск, пр. Ленина, 30.

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке ТПУ.

Автореферат разослан «23» ноября 2010 г.

Ученый секретарь совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.269.10, д.т.н., профессор (/ V КабышевА.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы

Безаварийная работа силовых трансформаторов (СТ) как одного из основных видов электротехнического оборудования определяет надежность энергосистемы (ЭС) в целом. Уделяемое в последнее время внимание к проблемам безотказной эксплуатации и поддержанию работоспособного состояния СТ связано со старением их парка — увеличением доли СТ (в настоящее время она составляет порядка 40-60 %), отработавших установленный срок службы (25 лет).

Поэтому применяемая ранее стратегия планово-предупредительных ремонтов становится малоэффективной, как по экономическим причинам, так и по причине увеличения вероятности отказа оборудования, отработавшего свой установленный срок службы, в межремонтный период. Переход к стратегии технического обслуживания по фактическому состоянию требует разработки новых и совершенствования существующих методов контроля СТ под нагрузкой.

Лидирующие позиции здесь занимают: методы хроматографического анализа растворенных в масле газов, измерения частичных разрядов, методы термографии, контроль вибро-акустических параметров.

Однако в условиях низкой достоверности диагностической информации, определяемой влиянием негативных факторов, возникающих при работе СТ, и неоднозначности интерпретации результатов диагностирования наиболее эффективным признается использование комплексного контроля.

Комплексность контроля достигается путем общей оценки технического состояния оборудования по результатам мониторинга и диагностирования его различных функциональных подсистем. При этом предпочтительным является использование дублирующих методов и многоуровневой структуры контроля.

Наблюдаемый в настоящее время рост мощности и частоты возникновения коротких замыканий (КЗ) в сети обуславливает то, что среди наиболее распространенных и опасных повреждений заметное место (по различным данным от 5,4 до 14 %) занимают остаточные механические деформации обмоток СТ.

Наиболее эффективными при выявлении таких повреждений считаются методы тестового диагностирования - метод низковольтных импульсов (НВИ) и метод анализа частотных характеристик (РГ<А); перспективны также подходы, основывающиеся на использовании комбинации из двух методов - метода НВИ и метода измерения сопротивления короткого замыкания в опыте КЗ.

Отсутствие методов контроля механического состояния обмоток СТ в нагрузочных режимах затрудняет обслуживания СТ по их фактическому техническому состоянию, поэтому требуется разработка новых методов.

Наибольшее разнообразие таких методов возникло в результате попыток адаптации метода измерения Хк для использования в нагрузочных режимах СТ. Это связано с кажущейся простотой и экономичностью его реализации. Кроме того, известная связь 2К с механическим состоянием обмоток СТ и накопленный опыт обследований СТ с использованием данного метода обеспечивают достаточно простую интерпретацию результатов - отличие 2К на 3 % от измеренного ранее базового значения указывает на наличие значительных деформаций обмоток и необходимость проведения подробного обследования СТ.

Однако в связи с тем, что специфика определения 2К в опыте КЗ не позволяет обеспечить достаточную точность результатов в нагрузочных режимах, то представляется необходимым поиск другого параметра, находящегося в зависимости с ZK, но имеющего методику расчета, позволяющую обеспечить достаточную точность мониторинга данного параметра в нагрузочных режимах СТ.

Преимуществом разработки метода мониторинга такого параметра является возможность использования в качестве первичных данных только результаты измерений токов и напряжений на выводах СТ, что позволяет реализовать данный метод на базе существующих микропроцессорных устройств.

Цель работы

Цель данной работы - разработка нового метода мониторинга механического состояния обмоток СТ, основанного на обработке результатов измерений входных и выходных токов и напряжений СТ в нагрузочных режимах работы.

Для достижения поставленной цели необходимо решение следующих задач:

1. Проведение исследований, направленных на выбор параметра мониторинга, обладающего достаточной информативностью для оценки механического состояния обмоток СТ в нагрузочных режимах, и его обоснование; исследование влияния параметров нагрузки, системы измерений, конструкции СТ, а также характеристик питающей сети на выбранный параметр мониторинга.

2. Разработка процедур мониторинга механического состояния обмоток СТ, учитывающих влияние параметров нагрузки и питающей сети, а также оценка погрешностей и разработка процедур повышения достоверности результатов мониторинга.

3. Разработка алгоритма мониторинга, позволяющего выполнить программную реализацию метода на базе микропроцессорных устройств или программного уровня автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУ ТП).

4. Проведение экспериментальных исследований и практическая апробация разработанного метода мониторинга с использованием данных, полученных на СТ, эксплуатируемых в ЭС.

5. Разработка практических рекомендаций по организации мониторинга механического состояния обмоток СТ с использованием разработанного метода.

Методы исследований

Для решения поставленных задач в настоящей работе использовались: фундаментальные законы теоретических основ электротехники и положения теории трансформаторов, методы цифровой обработки сигналов, методы математической статистики, методы математического моделирования с помощью ЭВМ, методы физического моделирования, вычислительные и физические эксперименты.

При проведении исследований использовались прикладные пакеты программ MathCAD, MATLAB, MS Excel.

Достоверность результатов подтверждается строгостью теоретического обоснования, корректностью применения математического аппарата, результатами теоретических и практических исследований, оценкой точности полученных результатов.

Научная новизна диссертационной работы

1. Предложено использовать в качестве параметра мониторинга механического состояния обмоток силовых трансформаторов угол сдвига фаз между напряжениями первичной и вторичной обмоток.

2. Предложено использовать для описания зависимости угла сдвига фаз между напряжениями обмоток силового трансформатора от тока нагрузки уравнение гиперплоскости.

3. Разработан метод мониторинга механического состояния обмоток силовых трансформаторов в нагрузочных режимах.

Практическая значимость и реализация результатов работы

1. Разработан метод мониторинга механического состояния обмоток силовых трансформаторов в нагрузочных режимах. Использование разработанного метода позволит расширить функциональные возможности существующих систем мониторинга и повысить эффективность обслуживания СТ по фактическому техническому состоянию.

2. Разработан алгоритм для программной реализации разработанного метода мониторинга механического состояния обмоток СТ в нагрузочных режимах на базе микропроцессорных устройств или в качестве программного модуля АСУТП.

3. Проведена апробация разработанного метода мониторинга с использованием данных, полученных на объектах Томской ЭС. Выработан ряд практических рекомендаций по организации мониторинга механического состояния обмоток силовых трансформаторов с использованием разработанного метода в реальных условиях эксплуатации. Результаты работы были рассмотрены в Томском предприятии филиала ОАО «ФСК ЕЭС» - «МЭС-Сибири» (г. Томск), Томском филиале ОАО «ТГК-11» - Томская ГРЭС-2, где была дана положительная оценка возможности их дальнейшего использования.

Личный вклад автора

Автором совместно с научным руководителем выполнены: постановка задачи разработки метода мониторинга механического состояния обмоток СТ в нагрузочных режимах, анализ результатов экспериментальных исследований, формулировка выводов по диссертационной работе. Самостоятельно произведены: выбор параметра мониторинга - угла сдвига фаз между напряжениями первичной и вторичной обмоток СТ, исследование влияния условий эксплуатации и характеристик СТ на выбранный параметр мониторинга, выбор функции для описания зависимости параметра мониторинга от параметров нагрузочных режимов, разработка метода мониторинга механического состояния обмоток силовых СТ в нагрузочных режимах, разработка алгоритма для программной реализации разработанного метода мониторинга, постановка и проведение экспериментов, обработка экспериментальных данных.

Апробация работы

Основные результаты исследований докладывались, обсуждались и были представлены на следующих конференциях:

• VII Международной научно-технической конференции «Математическое моделирование, обратные задачи, информационно-вычислительные технологии» (г. Пенза, 2007 г.);

• Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Современные техника и технологии» (г, Томск, 20082010 гг.);

• III Международной научно-практической конференции «Энергосистема: управление, конкуренция, образование» (г. Екатеринбург, 2008 г.);

• II Всероссийской молодежной научно-технической конференции «Россия молодая: передовые технологии - в промышленность» (г. Омск, 2009 г.);

• 54 Международной научно-практической конференции «Information Technology and Electrical Engineering - Device and Systems, Materials and Technologies for the future» (г. Ильменау, Германия, 2009 г.);

• Международном форуме по стратегическим технологиям «Internationa! Forum on Strategic Technologies (IFOST 2009)» (г. Хошимин, Вьетнам, 2009 г.);

• IV Международной научно-технической конференции «Электромеханические преобразователи энергии» (г. Томск, 2009 г.).

Публикации

По теме диссертации опубликовано 17 печатных работ, включая 2 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК МОиН РФ, 3 патента РФ на изобретение и 3 патента. РФ на полезную модель.

Объем и структура работы

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулированы цели и задачи исследования, отражены научиая новизна и практическая значимость полученных результатов.

В первой главе приведены общие сведения о CT как об объекте исследований. Рассмотрены особенности влияния режимов работы CT на их характеристики. Проведен обзор существующих стратегий технического обслуживания CT и рассмотрены основные направления и перспективы их развития.

Рассмотрены причины и методы оценки изменения технического состояния CT, а также классификация возникающих дефектов. Приведены данные статистики и анализа причин аварий CT из различных литературных источников.

Рассмотрены последствия и механизмы возникновения механических повреждений обмоток. Проведен анализ известных методов контроля механического состояния обмоток CT, а также примеров их использования в составе комплексных систем контроля СТ. Указаны достоинства и недостатки известных методов с позиции возможности их использования в нагрузочных режимах СТ.

Анализ методов показал, что при существовании эффективных методов тестовой диагностики: методов анализа частотных характеристик (FRA), метода низковольтных импульсов, методов вибродиагностики, метода определения со-

противления короткого замыкания, используемых для диагностирования рас-шинованного трансформатора, отсутствуют их альтернативы, пригодные для практического использования в нагрузочных режимах СТ.

На основании представленного в главе обзора выделен ряд ключевых вопросов, определивших направление исследований в данной работе и свидетельствующих о ее актуальности:

1. Значительная доля отказов СТ, вызванных потерей динамической устойчивости обмоток, рост уровня мощности короткого замыкания в ЭС и вероятности возникновения короткого замыкания из-за постоянного усложнения структуры ЭС свидетельствуют о необходимости организации пристального контроля за механическим состоянием обмоток СТ.

2. Наиболее эффективными методами оценки механического состояния обмоток СТ являются методы тестового контроля - методы НВИ и РИЛ. Известные методы функционального контроля не обеспечивают достаточной объективности результатов для принятия решения об отключении СТ. Используемый критерий необходимости проведения тестовых испытаний - «воздействие на обмотки тока КЗ, превышающего 0,7 от допустимого значения», является недостаточным, так как существует вероятность повреждения при меньших токах КЗ, и, напротив, возможно сохранение механической устойчивости обмоток при указанных значениях тока КЗ.

3. Анализ известных методов, основанных на определении 2К или его составляющих показал, что они обладают рядом общих недостатков, таких как: необходимость располагать актуальными и точными данными о коэффициентах трансформации обмоток, отсутствие учета зависимости результатов мониторинга от нагрузки СТ, а также отсутствие учета особенностей применения данных методов для контроля многообмоточных СТ. Наличие указанных недостатков приводит к значительными трудностями практической реализации данных методов и высокой вероятности получения некорректных результатов. Поэтому необходим выбор другого параметра для решения задачи мониторинга механического состояния обмоток СТ в нагрузочных режимах.

4. Имеющийся потенциал современной микропроцессорной техники в области измерений массивов мгновенных значений (ММЗ) токов и напряжений, а также особенности построения современных АСУ ТП позволяют расширить спектр решаемых на их базе задач. В связи с этим наиболее перспективным является разработка метода мониторинга механического состояния обмоток СТ, использующего в качестве входных сигналов ММЗ токов и напряжений.

Вторая глава диссертации посвящена вопросам выбора параметра мониторинга и функции для описания зависимости параметра мониторинга от параметров нагрузочных режимов.

Как показали исследования, зависимость (1) угла сдвига фаз между напряжениями первичной и вторичной обмоток СТ ер,,/,,,? от соотношения активного и реактивного сопротивлений короткого замыкания XJRK позволяет использовать его в качестве параметра мониторинга механического состояния обмоток.

С'"Ф« '-""Фи)2 +<я, •№"!>„ +хк ■со.щ,,)2 , (1)

где ф„ - угол сдвига фаз между током и напряжением нагрузки СТ, К, - коэффициент загрузки СТ.

Для оценки чувствительности изменения угла к изменению Хк и/или обмоток СТ рассчитаны значения коэффициента влияния по формуле:

Ф»1,и2 ~Фи1.к2

Кф.,1

.1/2

■100%,

Фи1,н2

гДе Ф.<Ая2 - Угол сдвига фаз при номинальных значениях сопротивлений, Ч>'„1„2 - угол сдвига фаз при измененных значениях сопротивлений.

На рисунках 1 и 2 представлены зависимости коэффициента влияния от коэффициента мощности нагрузки при изменении Хк и Кк на I %. Как показали исследования, изменениями коэффициента влияния при изменении К, можно пренебречь. Для построения зависимостей использовались данные различных типов трехфазных двухобмоточных СТ Ш-УШ габаритов.

Рисунок 1. Зависимость К<р„\,1а-ЛСО!Ч>и) ПРИ Рисунок 2. Зависимость А'ф„| и2~Лс°яРи) ПРИ А',= 1 и 1,01-Л"* К,= 1 и 1,01-й«

Переход характеристик через нуль соответствует режиму, когда отношения активных и реактивных составляющих тока нагрузки и сопротивления короткого замыкания равны. Смещение точки перехода через нуль к оси ординат соответствует СТ больших габаритов, имеющим большую величину ХкШк.

Для большинства СТ при преобладании активной составляющей нагрузки коэффициент влияния при изменении Хк равен единице. При этом влиянием изменения Як в нормальных нагрузочных режимах можно пренебречь.

Однако необходимо учитывать, что согласно ГОСТ 14209-97 в режимах систематических и продолжительных аварийных перегрузок предельно допустимая средняя температура обмоток может составлять 110-140°С (при среднем номинальном значении 85°С), что соответствует изменению активного сопротивления порядка (1,1-Н,23)\/?„ОЛ<. На рисунке 3 показано, что в таких случаях идентификация изменений Хк значительно затруднена, поэтому требуется отстройка от таких режимов. Аналогичные результаты получены для трехобмого чных СТ.

-8 -10 -12

<27,5

0,1 0,2 0,3 0,4

Рисунок 3. Зависимость Алр^.пг^со.яр,,) при: 1 - 1,01-Л"«; 2- 1,01-Л"«и 1,1-Л»

На основании результатов исследований сделан вывод, что угол <р„/,„2 пропорционально отражает изменения Хк и может использоваться в нагрузочных режимах для выявления изменений механического состояния обмоток СТ, связанных с их радиальными деформациями.

В работе были рассмотрены два метода определения угла сдвига фаз по ММЗ регистрируемых сигналов. Это интегральный метод (2) и геометрический метод - метод нулевых переходов.

ШоШЛ

7=1

Фа.Ь - агееоз

(2)

и=1 М

Результаты сравнительного анализа данных методов показали, что оба метода подвержены влиянию погрешностей, связанных с постоянством частоты дискретизации при изменении частоты питающей сети/.

Для интегрального метода эта погрешность определяется привязкой процедур интегрирования к постоянному значению числа отсчетов на периоде регистрируемого сигнала N. Для геометрического метода данная погрешность связана с изменением положения точки действительного перехода сигнала через нуль между двумя отсчетами, при этом каждое положение нулевого перехода определяет значение погрешности линейной интерполяции. В обоих случая погрешность имеет периодический характер и может быть практически полностью устранена усреднением значений угла за период изменения погрешности.

На основании анализа особенностей изменения погрешностей указанных методов установлено, что при N<64 предпочтение следует отдавать интегральному методу, а при Л/>64 - геометрическому. В соответствие с данным заключением для дальнейших расчетов в работе использовался интегральный метод определения угла сдвига фаз.

Чтобы обеспечить возможность определения базовой величины параметра мониторинга для любого нагрузочного режима СТ, были проведены исследования влияния параметров питающей сети и нагрузки на параметр мониторинга — <Р>,1,и2- Результаты исследований показали, что влияние изменения напряжения и частоты питающей сети на зависимость угла (р„¡,„2 от токов нагрузки СТ может быть учтено путем приведения угла <р„/,„2 и токов к номинальным значениям/юм и ииом соответственно. При этом зависимость угла %/,„? от токов нагрузки СТ удобнее рассматривать в многомерной системе координат. Для этих целей было предложено использовать для описания зависимости угла <ри1и2 от токов нагрузки СТ уравнение гиперплоскости:

а, -(х,-х,)+а2-(х2 -*2) + ... + ак (,хк-хк)+ак+1 • <4>и1,и2~Фи1 .«2) = ®» (3) где XI, Х2, ..., - токи, влияющие на угол <р„1,«2, ^ - число факторов, определяющих размерность пространства к+\ в котором расположена гиперплоскость; коэффициенты а\, аг, ..., аш - проекции вектора нормали, проведенной к данной гиперплоскости, на координатные оси; х1,х2,...,хк,^„1У2 - координаты проекции вектора нормали на гиперплоскость.

На рисунке 4 приведен пример зависимости угла ф„/.„т от токов нагрузки двухобмоточного СТ.

При этом вид используемого уравнения гипер-илоскости будет определяться количеством обмоток СТ, а также их схемой соединения - наличием токов нулевой последовательности в обмотках в несимметричных нагрузочных режимах.

Для определения параметров уравнения гиперплоскости выбран метод главных компонент, позволяющий снизить влияние случайных погрешностей на результаты мониторинга. Исследования, проведенные на математических моделях двух- и трехобмоточных СТ, показали, что при расчете параметров гиперплоскости необходимо использовать экспериментальные данные, полученные для наиболее характерных режимов графика нагрузки СТ, а расчет параметров гиперплоскости производить для каждого из используемых положений регулятора напряжения СТ (РПН или ПБВ).

Возможность использования уравнения гиперплоскости для описания зависимости угла ф„¡„2 от токов нагрузки СТ была также проверена на физической модели двухобмоточного СТ - однофазном трансформаторе ОСМ-2У мощностью 1кВА, входящем в состав электродинамической модели ОАО «НИИПТ». Измерения проводились при N=40 и классе точности используемых средств измерений (СИ) равном 0,2. Полученные результаты приведены в таблице 1.

Таблица 1

Режимы Базовые режимы Контрольные режимы

1 2 3 4 5 6 7 8

£/ь В 212,39 193,524 191,966 214,57 107,21 85,988 105,437 105,184

!\а, А 1,886 1,746 3,214 0,391 0,194 0,776 0,934 1,752

V, А 0,183 2,567 2,668 2,777 1.386 1,155 0,089 1,472

фи [ ,н2, эл.град 1,41 1,393 2,8 0,083 0,081 1,39 1,4 2,79

<р '/,1,1,2, эл.град 0,084 0,08 1,394 1,407 2,781

5,% 1,21 -1,24 0,29 0,5 -0,32

Здесь базовые режимы использовались для определения параметров уравнения гиперплоскости, а контрольные для оценки относительных погрешностей 6 определения углов <р',;„2 из уравнения гиперплоскости по известным значениям токов. Оценка 5 производилась относительно углов <{>„;„?, рассчитанных по ММЗ напряжений. Полученные значения Ь подтверждают приемлемость использования уравнения гиперплоскости (далее «плоскость базовых данных») для описания зависимости угла ф„(,„з от токов нагрузки СТ.

Третья глава посвящена разработке метода мониторинга механического состояния обмоток СТ, оценке влияния погрешностей на результаты мониторинга, построению алгоритма мониторинга и апробации разработанного метода

мониторинга на математических моделях СТ.

Разработанный метод мониторинга механического состояния обмоток СТ в нагрузочных режимах состоит из двух основных этапов:

Этап / «Обучение» - заключается в выборе базовых режимов, определении параметров плоскости базовых данных и оценке ее адекватности. Данный этап включает следующие процедуры:

1. В выбранных в качестве базовых п режимах регистрируют ММЗ токов |/т)| и напряжений |иш('_/) обмоток СТ, где т = 1, 2, 3 - номер обмотки СТ.

2. Определяют фазовые значения токов и напряжений обмоток СТ.

3. По ММЗ фазовых токов и напряжений рассчитывают для каждой фазы СТ:

действующие значения токов и напряжений

углы сдвига фаз между напряжениями пар обмоток

*Р//1,м2(3) = агссоя

-иЮ)

углы сдвига фаз между токами и напряжениями одной обмотки:

<Ртм

1 т ит

где N - число отсчетов на периоде Т сигнала тока (напряжения).

4. Приводят углы сдвига фаз между напряжениями и токи, соответственно к номинальной частоте и напряжению питающей сети:

/■ п

,> _„ Jнoм . г> _ г 1пом

Фм1,1/2(3) -Фи1,||2(3) '—7~> 'т ~ 'т —77—•

и1

5. Рассчитывают активные и реактивные составляющие токов обмоток:

!'та -¡'т ■^Ы<Рт.,т) ! 'тр = !'т " Цфм.м)•

6. Определяют вид уравнения плоскости базовых данных в соответствии с необходимым для достоверного описания зависимости угла ц>'и1 а2(3) от нагрузки

СТ количеством и наименованием токов. Затем по данным п базовых режимов формируют матрицу X базовых данных.

7. По МГК определяют коэффициенты а\, съ, ..ащ уравнения плоскости базовых данных и средние значения проекций неременных параметров *1.х2....,х*,Фв1,и2 ,га плоскость базовых данных.

8. Производят проверку адекватности модели и в случае необходимости производят цензурирование набора базовых режимов - исключают отсчеты, являющиеся промахами.

Этап Л «Контроль» - заключается в определении относительных отклонений параметра мониторинга и оценке механического состояния обмоток СТ:

1. Повторяя процедуры, описанные в п. 1-5 первого этапа, для текущего нагрузочного режима определяют значения переменных параметров ДГ|, х2, ..., Ф'и1 м2(3) уравнения плоскости базовых данных.

2. Решая уравнения плоскости базовых данных относительно величин углов между напряжениями обмоток СТ, определяют базовые значения углов <р^н2(3) для данного нагрузочного режима:

3. Определяют отклонения углов р|,,„2(3)> рассчитанных по массивам мгновенных значений напряжений обмоток СТ в текущем нагрузочном режиме, от их базовых значений ф'и®я2(3)> вычисленных из уравнений плоскостей базовых данных:

Процедуры по п. 1-3 повторяют с некоторой периодичностью по времени и, если небаланс в виде относительных отклонений ф„г-И2<з) превышает установленный предел, формируют соответствующий вывод об изменении механического состояния обмоток СТ.

Для проверки работоспособности разработанных процедур мониторинга использовались математические модели двухобмоточного СТ типа ТДГ-75000/110/10,5 (Ун/А) и трехобмоточного СТ типа ТДТН-63000/110/35/10 (Ун/Ун/Д), реализованных в программной среде МаЛаЬ 8нпиНпк. Моделировались случаи отсутствия изменений сопротивления Хк пары обмоток и его изменение на 0,5 % и 1%, при варьировании параметров нагрузки и питающей сети в допустимых по условиям эксплуатации СТ пределах.

Результаты апробации подтверждают, что разработанные процедуры мониторинга обеспечивают возможность идентификации отклонений ф„б, связанных с изменение сопротивления Хк обмоток СТ, то есть позволяют выявлять изменения механического состояния обмоток, указывающие на возникновение их радиальных деформаций.

Проведение исследований на математических моделях СТ позволило оценить влияние методических погрешностей на результаты мониторинга. Были оценены следующие наиболее значимые составляющие относительной методической погрешности определения ф„Л:

— погрешность 8уь определяемая используемым методом определения угла;

— погрешность вызванная неточностью описания корреляционной связи между частотой/и параметром мониторинга при приведении его к номинальной частоте сети;

— погрешность 5д-, связанная с изменением величины и состава тока нагрузки, а также несимметрией нагрузки СТ.

<6 _

а\ '(*! -*|)+Д2-(*2 ~*2) + - + ак • Ф«#1.«2(3>

ак>\

Фив 12(3) ~

•100%;.

При этом суммарное значение относительной методической погрешности не превышает 0,15 %. Это подтверждает, что точность описания зависимости угла между напряжениями обмоток от токов нагрузки СТ с помощью уравнения ги-перилоскости является достаточной для идентификации отклонений <р„в, связанных с изменением механического состояния обмоток СТ, сопровождаемым изменением сопротивления Хк на 3 %.

Проведена оценка влияния инструментальных погрешностей на результаты мониторинга при различном составе измерительного канала.

Результаты оценки показали, что в наиболее неблагоприятном случае - при использовании измерительных трансформаторов тока (ТТ), трансформаторов напряжения (ТН) и цифровых регистраторов класса точности 0,5, систематическая составляющая относительной погрешности определения угла <р'и1„2> Для нагрузочных режимов СТ с преобладающей активной составляющей нагрузки, составляет и2)~ ±20 %. Так как угол ф',^,2 и его базовое значение определяются для одного и того же нагрузочного режима, то систематические составляющие их погрешностей имею одинаковые значения, а относительная погрешность определения ф„й- может быть оценена из:

ф„6 =-—-—г---г--100% =-----г -100%.

(ф;«„2±Д(Ф;,1н2)) 1±«и

100

-16,7% „

и составляет 5(ф„г) = . Погрешность й(фий) также является системати-

+ 25 %

ческой и приводит к снижению достоверности результатов мониторинга - изменению коэффициента пропорциональности между сопротивлением Хк обмоток СТ и углом (р',,1,,2 ■ Однако при 5(<ряй)~ ±25 % изменению Х„ на 3 % будет соответствовать диапазон отклонений от 2,25 % до 3,75 %, то есть изменение механического состояния обмоток по-прежнему может быть идентифицировано. Снижение систематической погрешности 6(ф„й) может быть достигнуто за счет использования СИ более высокого класса точности.

Для снижения влияния случайных погрешностей на результаты мониторинга использовались методы математической статистики — процедуры оценки среднего значения отклонения параметра мониторинга ± А0,9(Ф«б) •

Определение оценок параметров закона распределения случайных погрешностей: среднсквадратического отклонения с (СКО), эксцесса распределения е, четвертого момента распределения щ и среднеквадратичной ошибки среднего .?< осуществлялось по выборке из п значений %еУ полученных за установленный период мониторинга и прошедших процедуру цензурирования.

Предложены процедуры определения пороговых уровней отклонений параметра мониторинга и проанализированы особенности их реализации.

Границы незначимых отклонений принимаются равными доверительным границам среднего значения отклонения угла базовых режимов ±Д09(ф^6) (ри-

сунок 5). Границы значимых не критических отклонений принимаются равными допустимым отклонениям сопротивления КЗ, то есть 3 %, и могут корректироваться при наличии информации о результатах оценки отклонений сопротивления КЗ в соответствии с:

1 +

100

Отклонения, выходящие за данные границы, считаются критическими, при их появлении должно быть принято решение об отключении СТ и проведении его обследования методами тестовой диагностики.

Как можно видеть из рисунка 6 для обеспечения достоверности результатов мониторинга необходимо выполнения условия (4):

(4)

В противном случае, результаты мониторинга могут иметь неоднозначную интерпретацию. Если условие (4) не выполняется необходимо увеличить число нагрузочных режимов п в выборке в соответствии с:

Рисунок 5. Пороговые уровни отклонения Рисунок 6. Оценка границ ±Д0 ,(<ря6б)

параметра мониторинга

На основании разработанного метода мониторинга предложен алгоритм его реализации, позволяющий обеспечить адаптивность метода в условиях изменения положения устройств регулирования напряжения, наличия результатов измерений отклонений сопротивления ZK, индивидуальности метрологических характеристик используемых СИ, особенностей объекта мониторинга и его схемы измерений. Данный алгоритм может быть использован для программной реализации разработанного метода мониторинга па базе микропроцессорных устройств или в виде дополнительной утилиты программного уровня АСУ ТП.

Четвертая глава содержит результаты апробации разработанного метода мониторинга и его алгоритма, отдельные подпрограммы которого в целях апробации были реализованы в приложениях Mathcad, MatLab, Excel. Для апробации использовались экспериментальные данные, полученные для СТ, эксплуатируемых в Томской ЭС. Целью апробации являлась оценка возможности реализации разработанного метода мониторинга с использование существую-

1цих в ЗС схем измерений и цифровой регистрации электрических сигналов СТ, а также оценка эффективности использования процедур уменьшения влияния случайных погрешностей на результаты мониторинга.

Рассмотрим результаты апробации, полученные на трехфазном двухобмоточном трансформаторе ТДГ-75000/11ОУ Томской ГРЭС-2. Схема измерений трансформатора представлена на рисунке 7. Для цифровой регистрации использовались модули цифровой регистрации сигналов БИМ, входящие в состав комплекса «Черный ящик» (НТЦ «ГОСАН»), с N=32. Используемые ТТ, ТН и регистраторы имеют класс точности 0,5.

Использование схемы на рисунке 7, не учитывающей специфики решаемой задачи, приводит к появлению некоторых дополнительных негативных факторов, которые могут быть исключены при надлежащей организации мониторинга:

1. Относительно невысокий класс точности ТТ и ТН;

2. Ограниченность длины выборки, не позволяющая в полной мере компенсировать погрешность, вызванную колебанием частоты питающей сети;

3. Наличие погрешности, связанной с рассинхронизацией отдельных БИМ;

4. Возможность измерения токов только обмотки, соединенной в Д;

5. Использование при апробации данных, содержащих результаты измерений одних и тех же величин, выполненных посредством различных ТН при подключении СТ к различным системам шин (CU11, СШ2).

По результатам измерений было получено три набора по 17 режимов каждый. Первый набор использовался для расчета базовых величин (базовые режимы), второй и третий - для оценки полученных отклонений îp„e (контрольные режимы).

На рисунке 8 приведены результаты расчета отклонений <р„й для фазы А, представленные в виде гистограмм. Темным цветом выделены отсчеты, удаленные из исходной выборки по результатам процедуры цензурирования. Численные результаты, полученные для трех фаз, представлены в таблице 2.

Как видно большинство результатов лежит в области незначимых отклонений, что свидетельствует об отсутствии изменений механического состояния обмоток. Это подтверждается анализом истории эксплуатации СТ.

Наличие значимых отклонений для фаз В и С первого набора контрольных режимов связано с ростом погрешности, обусловленной неучетом составляющих нулевой последовательности тока первичной обмотки СТ, соединенной в треугольник. Данный вывод подтверждается увеличением тока в нулевом проводе вторичной обмотки.

Для второго набора контрольных режимов отрицательное отклонение угла, полученное для фазы А, обусловлено временным переключением блока генера-

СШ2

■-7Ï-г —fi-d

ТВ-60-2

Рисунок 7. Схема измерений ТДГ-75000/110У

тор-трансформатор с первой системы шин 110 кВ на вторую систему шин и, как результат, использованием для измерений другого ТН.

12345678 9 ЗОН 12131415161718192021222324252627282930313233343536373839404142434445464748495051

— ф„й ---А>,'Л<Ы -Ф'й

Рисунок 8. Результаты расчета отклонений Таблица 2__

4>«б ±Ло.9(Ч>„б).%

Фаза А Фаза В Фаза С

Набор базовых режимов 0±0,7 0±0,7 0±1,1

Набор контрольных режимов I 0,1 ±0,8 1,1±1,1 4±0,8

Набор контрольных режимов 11 -1,2±1,2 -0,2±1,0

Таким образом, полученные результаты подтверждают, что использование методов математической статистики для снижения влияния случайных погрешностей на результаты мониторинга позволяет получить удовлетворительный результат даже при сравнительно небольшом числе отсчетов п в выборке экспериментальных данных, классе точности используемых СИ 0,5 и условиях цифровой регистрации отличных от оптимальных. Кроме того, доверительный интервал оценки среднего значения отклонений <р„5 составляет порядка 1/3 величины критического отклонения, что указывает на возможность идентификации изменений механического состояния обмоток СТ, связанных с не критическими радиальными деформациями (при '9„д <3 %).

Результаты апробации, полученные для трехфазного трехобмоточ-ного трансформатора ТДТН-63000/110-76У1 ПС «Восточная» приведены в таблице 3. Для расчетов использовались два набора по 16 режимов каждый.

На рисунке 9 приведена схема измерений данного СТ, имеющая те же характеристики используемых СИ, что и схема измерений ТДГ-75000/110У. Как видно из рисунка 9, при дан-

Рисунок 9. Схема измерений ТДТН-63000/1 Ю-76У1

ной схеме измерений достоверность результатов мониторинга будет снижена, так как в цепь обмотки НИ включен реактор РБА-10, влияющий на угол между напряжениями, измеряемыми на шинах 110 кВ и 10 кВ, что затрудняет идентификацию поврежденного объекта и снижает чувствительность изменения угла к изменению индуктивного сопротивления обмоток СТ.

Значения отклонений (¡¡„512 ±в таблице 3, полученные для пары обмоток ВН-НН, указывают на отсутствие изменений механического состояния обмоток. Однако доверительные границы отклонений <р11Й, полученных для базовых режимов превышают 1/3 границ критических отклонений (3 %), что снижает достоверность оценки результатов. Для повышения достоверности необходимо увеличить число отсчетов п в выборке экспериментальных данных. Требуемое число отсчетов приведено в таблице 4.

Таблица 3_____

Ф„|Я2 ±До,9(ф„б12) , % Фн513 ±Аоч(ф„би),%

Фаза А Фаза В Фаза С Фаза А Фаза В Фаза С

Набор базовых режимов 0±2,3 0±2,2 0±1,3 0±4 0±2,1 0±2,3

Набор контрольных режимов 0±3 -0,5±2,5 0±3 -12±9 1±5 2±5

Таблица 4

ВН-НН ВН-СН

Фаза А Фаза В Фаза С Фаза А Фаза В Фаза С

СКО, % 5,578 5,315 2,851 8,349 4,913 5,153

Требуемое п 80 72 21 179 62 68

110кВ

Значительные отклонения Фибп ^ Ао,9(Фн<лз) > полученные для контрольных режимов пары обмоток ВН-СН, связаны с малыми значениями углов (9„;,„з ~

0,5-И,5°), определяемыми малой величиной индуктивного сопротивления обмотки СН (для сравнения, углы между обмотками ВН-НН составляют порядка 2-5°).

Полученные для пары обмоток ВН-НН результаты подтверждают возможность организации мониторинга их механического состояния при имеющихся СИ, однако, для получения достоверных результатов требуется большее число отсчетов п в выборке.

Проведена апробация разработанного метода мониторинга по экспериментальным данным, полученным для трехфазного автотрансформатора АТДЦТН-200000/220/110/10 ПС «Восточная». На

СШ1 220кВ

Рисунок Ю. Схема измерений АТДЦТН-200000/220/110/10

рисунке 10 приведена его схема измерений. Характеристики используемых СИ аналогичны рассмотренным ранее случаям.

Для расчетов использовались три набора по 27 режимов каждый.

Результаты расчета отклонений Трнб приведены в таблице 5. Полученные значения отклонений ф„й равны нулю или находятся в области незначимых отклонений. Однако также как и для случая трехобмоточного СТ, значения доверительных границ ±Д09(фи6) не удовлетворяют (4), что требует увеличения числа отсчетов п в выборке для получения более достоверных результатов. По проведенным оценкам наибольшее требуемое число отсчетов при максимальном оцененном для базовых режимов значении СКО а=13,4 % составляет /¡=460.

Таблица 5

Чи±До.9(ф„б)»%

Фаза А Фаза В Фаза С

Набор базовых режимов 0±2,9 0±4 0±3

Набор контрольных режимов I 1±3 2±4 1±5

Набор контрольных режимов II ОАЭ 1±2,7 2,6±2,8

Полученные при апробации результаты подтверждают эффективность использования процедур уменьшения влияния случайных погрешностей на результаты мониторинга и указывают на наличие принципиальной возможности осуществления мониторинга механического состояния обмоток рассматриваемого автотрансформатора при имеющихся СИ с требуемой точностью.

В совокупности с результатами апробации, проведенной на математических моделях СТ, подтверждающими работоспособность процедур основных этапов мониторинга при выявлении изменений механического состояния обмоток, результаты полученные для СТ, эксплуатируемых в ЭС, подтверждают работоспособность разработанного метода мониторинга в целом.

Кроме того, проведенный анализ существующих на электроэнергетических объектах схем цифровой регистрации и полученных с их использованием результатов апробации, позволил выработать ряд рекомендаций по организации мониторинга механического состояния обмоток СТ с использованием разработанного метода, касающихся: вопроса оптимизации схем измерений и цифровой регистрации СТ для задач мониторинга; вопроса определения требуемого количества плоскостей базовых данных для описания всех возможных состояний СТ; вопроса выбора оптимального начального числа отсчетов в выборке нагрузочных режимов; вопросов влияния схемы электрической сети на результаты мониторинга, а также вопросов, связанных с принятием решения о дальнейших действиях в отношении наблюдаемого СТ по результатам мониторинга.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Из результатов экспериментальных и теоретических исследований, полученных в данной диссертационной работе, выделим наиболее значимые:

1. Предложено использовать в нагрузочных режимах СТ в качестве параметра мониторинга механического состояния обмоток и, как альтернативу сопротивлению 2К, определяемому для отключенного и расшинованного СТ, угол сдвига фаз между напряжениями первичной и вторичной обмоток. Как показали результаты исследований, такое решение позволяет избежать использования процедур приведения электрических параметров СТ к одной системе перемен-

ного тока, а также осуществлять мониторинг данного параметра вне зависимости от количества обмоток и наличия электрической связи между ними.

2. Исследованы особенности применения различных методов оценки параметра мониторинга и сформулированы рекомендации по использованию рассмотренных методов в зависимости от частоты дискретизации используемых устройств цифровой регистрации токов и напряжений трансформатора.

4. Разработан двухэтапный метод мониторинга механического состояния обмоток СТ, в котором в качестве входной информации используются массивы мгновенных значений токов и напряжений СТ, регистрируемые в нагрузочных режимах, а в качестве параметра мониторинга - углы сдвига фаз между напряжениями первичной и вторичной обмоток.

5. Проведена апробация процедур основных этапов мониторинга на математических моделях двух- и трехобмоточных СТ. Результаты апробации подтверждают, что изменения сопротивления Хк обмоток вызывает пропорциональные изменения параметра мониторинга, которые могут быть идентифицированы независимо от величины и состава нагрузки СТ с помощью разработанного метода мониторинга, что позволяет выявлять изменения механического состояния обмоток.

6. Проведена оценка влияния методических и инструментальных погрешностей на результаты мониторинга. Результаты оценки показали, что при использовании СИ класса точности 0,5 и выше обеспечивается возможность выявления изменений механического состояния обмоток, характеризуемых 3 % критическим отклонением сопротивления Хк.

7. Разработаны процедуры определения пороговых уровней отклонений параметра мониторинга, отвечающие требованиям к достоверности результатов мониторинга и учитывающие вероятностный характер оценки отклонений. Решения, принимаемые по результатам превышения границ пороговых уровней отклонений, должны определяться стабильностью характера тренда отклонений и степенью ответственности СТ.

8. Предложен алгоритм, реализующий разработанный метод мониторинга. Предложенный алгоритм может быть использован для программной реализации разработанного метода мониторинга на базе микропроцессорных устройств или в виде дополнительной утилиты программного уровня АСУ ТП.

9. Проведена апробация алгоритма разработанного метода мониторинга по экспериментальным данным, полученным для трехфазных двух- и трехобмо-точного трансформаторов, а также автотрансформатора, эксплуатируемых на объектах Томской энергосистемы. Результаты апробации подтверждают работоспособность разработанного метода мониторинга и возможность его использования на данных СТ.

Основное содержание диссертации изложено в следующих работах: Статьи в рецензируемых периодических изданиях по перечню ВАК РФ

1. Прохоров, А. В., Гольдштейн, Е. И. Метод оперативного контроля состояния трансформаторного оборудования // Известия вузов. Электромеханика. -Новочеркасск. - 2009. - №4. - С. 31-34.

2. Гольдштейн, Е. И., Прохоров, А. В. Теория и практика диагностирования элементов электроэнергетических систем и сетей по параметрам их схем замещения в рабочем режиме/ Н. Л. Бацева, Д. В Джумик., А. В. Панкратов, И. М. Кац, Л. В. Абрамочкина, Т. С. Гурин// Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока. - 2009. - Спец. вып., №1. - С. 7-10.

Патенты РФ на изобретения н патенты РФ на полезные модели

1. Пат. № 2364876 РФ, МПК8 в 01 II27/02. Способ определения параметров Т-образной схемы замещения трехфазного трехобмоточного трансформатора в рабочем режиме // Е. И. Гольдштейн, А. В. Прохоров, А. В. Панкратов; заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО Томский политехнический университет; -№ 2008119810/28; заявл. 19.05.2008; опубл. 20.08.2009. Бюл. № 23. - 21 с.

2. Пат. № 2390034 РФ, МПК8 в 01 Л 27/02. Способ оперативного контроля сопротивления короткого замыкания однофазного двухобмоточного трансформатора в рабочем режиме // Е. И. Гольдштейн, А. В. Прохоров; заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО Томский политехнический университет; - № 2009100596/28; заявл. 11.01.2009; опубл. 20.05.2010. Бюл. № 14. - 12 с.

3. Пат. № 2390035 РФ, МПК8 й 01 II 27/02. Способ контроля технического состояния однофазных и трехфазных двухобмоточных трансформаторов в рабочем режиме // Е. И. Гольдштейн, А. В. Прохоров; заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО Томский политехнический университет; - № 2009108601/28; заявл. 10.03.2009; опубл. 20.05.2010. Бюл. № 14. - 17 с.

4. Пат. на ПМ № 80017 РФ, МПК8 й 01 Я 27/02. Устройство для определения параметров Т-образной схемы замещения трехфазного трехобмоточного трансформатора в рабочем режиме // Е. И. Гольдштейн, А. В. Прохоров, А. В. Панкратов; заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО Томский политехнический университет; - № 2008129998/22; заявл. 21.07.2008; опубл. 20.01.2009. Бюл. № 2.-12 с.

5. Пат. на ПМ № 87536 РФ, МПК8 в 01 Я 27/02. Устройство для оперативного контроля сопротивления короткого замыкания однофазного двухобмоточного трансформатора в рабочем режиме // Е. И. Гольдштейн, А. В. Прохоров; заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО Томский политехнический университет; -№ 2009108687/22; заявл. 10.03.2009; опубл. 10.10.2009. Бюл. №28.-9 с.

6. Пат. на ПМ № 88159 РФ, МПК8 С 01 К 27/02. Устройство для контроля технического состояния однофазных и трехфазных двухобмоточных трансформаторов в рабочем режиме И Е. И. Гольдштейн, А. В. Прохоров; заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО Томский политехнический университет; - № 2009108702/22; заявл. 10.03.2009; опубл. 27.10.2009. Бюл. №30. - 13 с.

Другие публикации

7. Прохоров, А. В., Гольдштейн, Е. И. Идентификация параметров схемы замещения силового трансформатора по результатам его математического моде-

лирования // «Математическое моделирование, обратные задачи, информационно-вычислительные технологии»: сборник статей VII Международной научно-технической конференции. - Пенза: РИО ПГСХА, 2007. — ч. I. - С. 67-70.

8. Прохоров, А. В. К учету параметров ветви намагничивания силовых трансформаторов в задачах расчета электроэнергетических систем // «Современные техника и технологии»: сборник трудов XIV Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. Т. 1. -Томск: ТПУ, 2008. - С. 90-92.

9. Прохоров, А. В., Гольдштейн, Е. И. Исследования однофазных трансформаторов электродинамической модели применительно к задачам мониторинга силовых трансформаторов // «Энергосистема: управление, конкуренция, образование»: сборник докладов III международной научно-практической конференции. В 2 т. Т. 2. - Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2008. - С. 25-29.

10. Прохоров, А. В., Гольдштейн, Е. И. Метод контроля состояния обмоток трансформаторов в системе мониторинга и диагностики трансформаторного оборудования // Россия молодая: передовые технологии - в промышленность: матер. II Всерос. Молодежи. Научн.-техн. конф. Кн. 3. - Омск: Изд-во ОмГТУ, 2009.-С. 82-87.

11. Прохоров, А. В. Универсальный подход к оперативному контролю состояния обмоток однофазных и трехфазных двухобмоточных и трехобмоточ-ных трансформаторов // «Современные техника и технологии»: сборник трудов XV Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. Т. 1. - Томск: ТПУ, 2009. - С. 80-82.

12. Prokhorov, А. V., Goldstein, Е. I. A method of power transformer windings condition monitoring // Information Technology and Electrical Engineering - Device and Systems, Materials and Technologies for the future: Proceedings of the 54th IWK - Internationales Wissenschaftliches Kolloquium. - Ilmenau, Germany, 2009. - pp. 313-314.

13. Prokhorov, A. V., Goldstein, E. I. The alternative to the Short-circuit impedance test for On-line condition monitoring of Power transformer windings // Proceedings of The International Forum on Strategic Technologies (1FOST 2009) - Ho Chi Minh City, Vietnam, October 21-23, 2009. - Ho Chi Minh City: Ho Chi Minh City University of Technology, 2009. - S.4. - pp. 287-290.

14. Прохоров, А. В. Разработка универсального метода ON-LINE мониторинга состояния обмоток силовых трансформаторов на основе контроля угла сдвига фаз между напряжениями первичной и вторичной обмоток трансформатора // Электромеханические преобразователи энергии: Материалы IV Международной научно-технической конференции - Томск, 13-16 октября 2009. - Томск: ТПУ, 2009.-С. 422-425.

15. Прохоров, А. В. Мониторинг механического состояния силовых трансформаторов под нагрузкой // «Современные техника и технологии»: сборник трудов XVI Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. В 3 т. Т.1/ Национальный исследовательский Томский политехнический университет. - Томск: Изд-во ТПУ, 2010. - С. 97-98.

Подписано к печати 15.11.2010. Тираж 100 экз. Кол-во стр. 21. Заказ № 52-10 Бумага офсетная. Формат А-5. Печать RISO Отпечатано в типографии ООО «РауШмбх» Лицензия Серия ПД № 12-0092 от 03.05.2001г. 634034, г. Томск, ул. Усова 7, ком. 046 тел. (3822) 56-44-54

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Прохоров, Антон Викторович

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. Обзор литературы и уточнение решаемых в диссертации задач.

1.1. Особенности эксплуатации силовых трансформаторов.

1.1.1. Устройство и основные характеристики силовых трансформаторов.

1.1.2. Влияние режимов работы силовых трансформаторов на их характеристики.

1.1.3. Использование методов математического и физического моделирования при исследовании силовых трансформаторов.

1.2. Вопросы надежной эксплуатации и обслуживания силовых трансформаторов.

1.2.1. Обзор основных стратегий технического обслуживания.

1.2.2. Причины изменения технического состояния силовых трансформаторов и классификация возникающих дефектов.

1.2.3. Методы и средства контроля механического состояния обмоток силовых трансформаторов.

1.3. Возможности использования современной измерительной техники; при мониторинге силовых трансформаторов.

1.3.1. Автоматизация технического обслуживания и вопросы технического переоснащения.

1.3.2. Возможности использования потенциала современных цифровых измерительных систем.

1.3.3. Предпосылки к появлению защитно-диагностических устройств.

1.4. Выводы по главе и уточнение решаемых задач.

Глава 2. Выбор параметра мониторинга и процедур его идентификации в нагрузочных режимах силового трансформатора.

2.1. Общие сведения.

2.2. Выбор параметра мониторинга.

2.3. Выбор метода определения угла сдвига фаз.

2.4. Определение зависимости параметра мониторинга от параметров нагрузочных режимов и питающей сети.

2.4.1. Влияние изменения частоты сети.

2.4.2. Влияние изменения входного напряжения.

2.4.3. Влияние изменения тока нагрузки.

2.4.4. Влияние несимметрии нагрузки.

2.5. Выбор функции для аппроксимации зависимости параметра мониторинга от тока нагрузки.

2.6. Выбор базовых режимов.

2.6.1. Выбор метода определения параметров плоскости базовых данных с учетом влияния дисперсии экспериментальных данных.

2.6.2. Сопоставление методов определения параметров плоскости базовых данных на примере двухобмоточного трансформатора.

2.6.3. Сопоставление методов определения параметров плоскости базовых данных на примере трехобмоточного трансформатора.

2.7. Выводы по главе.

Глава 3. Мониторинг механического состояния обмоток силовых трансформаторов в нагрузочных режимах.

3.1. Разработка последовательности процедур основных этапов мониторинга.

3.2. Апробация разработанных процедур основных этапов мониторинга на математических моделях силовых трансформаторов.

3.3. Оценка влияния погрешностей на результаты мониторинга.

3.3.1. Расчетная оценка погрешностей результатов мониторинга.

3.3.1. Экспериментальная оценка погрешностей результатов мониторинга.

3.4. Определение пороговых уровней отклонения параметра мониторинга.

3.5. Разработка блок-схемы алгоритма мониторинга.

3.6. Выводы по главе.

Глава 4. Апробация разработанного метода мониторинга механического состояния обмоток силовых трансформаторов на объектах электроэнергетики.

4.1. Общие сведения.

4.2. Результаты апробации для двухобмоточного трансформатора ТДГ-75000/110У Томской ГРЭС-2.

4.3. Результаты апробации для трехобмоточного трансформатора ТДТН-63000/110-76У1 ПС "Восточная".

4.4. Результаты апробации для автотрансформатора АТДЦТН-200000/220/110/10 ПС "Восточная".

4.5. Общие рекомендации по организации мониторинга различных типов трансформаторов, выработанные по результатам апробации.

4.6. Выводы по главе.

Введение 2010 год, диссертация по энергетике, Прохоров, Антон Викторович

Актуальность работы

Безаварийная- работа силовых трансформаторов (СТ) как одного из основных видов электротехнического оборудования определяет надежность энергосистемы в целом. Уделяемое в последнее время внимание к проблемам безотказной эксплуатации и поддержанию работоспособного состояния СТ связано с рядом характерных особенностей современной мировой энергетики.

В числе определяющих факторов находится проблема старения-парка СТ. Около 40 - 50 % трансформаторов в России, 50 % в Европе и более 65 % в США к настоящему времени отработало свой установленный срок службы (25 лет) [1]. Вместе с тем, развитие свободного рынка электроэнергии ведет к росту конкуренции и как результат желанию энергокомпаний повысить свою рентабельность, в частности, за счет снижения расходов на эксплуатацию и замену оборудования.

Расчеты ведущих экспертов [1] показали, что продление срока службы СТ дает большую выгоду, чем их замена на новые. В основе данного заключения лежит статистика обследований, свидетельствующая о наличии значительной доли СТ - 75 %, отработавших свой установленный», срок службы, но находящихся в состоянии пригодном для дальнейшей эксплуатации.

Однако эксплуатация такого оборудования связана с рисками, определяемыми условиями его работы и продолжительностью срока службы, с увеличением которого возрастает и доля внезапных отказов.

Поэтому в противовес желанию компаний продлить срок эксплуатации СТ, выступает требование к надежности электроснабжения потребителей. Данные обстоятельства диктуют необходимость поиска компромиссных решений и пересмотра традиционных подходов к эксплуатации трансформаторного оборудования.

Применяемая ранее стратегия планово-предупредительных ремонтов становится малоэффективной в современных условиях, как по экономическим причинам (необоснованные издержки на обследование оборудования, не требующего срочного ремонта, и издержки от возможного недоотпуска электроэнергии, при выводе его в плановый-ремонт), так и по причине увеличения вероятности отказа оборудования, отработавшего свой установленный срок службы, в межремонтный период.

Переход к новой стратегии технического обслуживания по фактическому состоянию, и в перспективе к обслуживанию по прогнозируемой надежности, требует разработки новых и совершенствования существующих методов контроля СТ под нагрузкой [1].

Однако в условиях низкой достоверности диагностической информации, определяемой влияние негативных факторов, возникающих при работе контролируемого оборудования, и неоднозначности интерпретации результатов диагностирования наиболее эффективным признается использование комплексного контроля СТ [2].

Наблюдаемый в настоящее время рост мощности и частоты возникновения коротких замыканий (КЗ) в сети [3], обуславливает то, что среди наиболее распространенных и опасных повреждений заметное место занимают повреждения, оказывающие негативное влияние на механическое состояние обмоток СТ и в крайней форме представляющие собой остаточные механические деформации обмоток [1].

Среди существующих методов идентификации такого рода повреждений наиболее эффективными считаются методы тестового диагностирования — метод низковольтных импульсов и метод анализа частотных характеристик; перспективны также подходы по повышению возможностей диагностирования за счет использования комбинации из двух методов - метода низковольтных импульсов и метода измерения сопротивления короткого замыкания в опыте короткого замыкания.

Однако отсутствие достаточно эффективных методов контроля механического состояния обмоток СТ под нагрузкой, пригодных для организации непрерывного мониторинга и принятия решения об отключении СТ для его дальнейшего комплексного диагностического обследования, снижает функциональные возможности существующих систем контроля» и затрудняет обслуживания СТ по их фактическому техническому состоянию, что в конечном итоге требует разработки новых методов.

Наибольшее разнообразие разрабатываемых методов возникло в результате попыток адаптации метода измерения для мониторинга механического состояния обмоток под нагрузкой. Столь пристальное внимание к данному методу связано с кажущейся простотой и экономичностью его реализации.

Кроме того, известная связь 2К с механическим состоянием обмоток [4] и накопленный практический опыт обследований СТ [1, 5-10] обеспечивают достаточно простую интерпретацию результатов - отличие 2К на 3 % от измеренного ранее базового значения свидетельствует о недопустимых деформациях обмоток и требует проведения подробного обследования СТ.

Однако в связи с тем, что специфика определения 2К в опыте короткого замыкания не позволяет обеспечить достаточную точность результатов в нагрузочных режимах, то представляется необходимым поиск другого параметра, находящегося в зависимости с Zк, но имеющего методику расчета, позволяющую обеспечить достаточную точность для мониторинга данного параметра в нагрузочных режимах СТ.

Неоспоримым, преимуществом разработки метода мониторинга такого параметра является; возможность использования в качестве первичных данных только результаты измерений токов и напряжений на выводах СТ, что позволяет реализовать данный метод на базе существующих микропроцессорных устройств, имеющих функции цифровой регистрации электрических сигналов.

Цель работы

Объектом исследований в данной работе являются как однофазные, так и трехфазные двух- и трехобмоточные СТ, поэтому особое внимание уделяется обеспечению универсальности» разрабатываемых процедур мониторинга и особенностям их применения для различных типов СТ.

Для достижения поставленной цели необходимо решение следующих задач:

2. Разработка процедур мониторинга механического состояния обмоток СТ, учитывающих влияние параметров нагрузки, и питающей сети, а также оценка погрешностей и разработка процедур повышения достоверности результатов мониторинга. 3. Разработка алгоритма мониторинга, позволяющего выполнить программную реализацию метода на базе микропроцессорных устройств или программного уровня автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУ ТП).

Методы исследований

При проведении исследований использовались прикладные пакеты программ MathCAD, MATLAB, MS Excel.

Научная новизна диссертационной работы

Практическая значимость и реализациярезультатов работы

2. Разработан алгоритм для программной реализации разработанного метода мониторинга механического состояния, обмоток СТ в нагрузочных режимах на базе микропроцессорных устройств или в качестве программного модуля АСУ ТП.

3. Проведена апробация разработанного метода мониторинга с использованием данных, полученных на объектах Томской ЭС. Выработан ряд практических рекомендаций по организации мониторинга механического состояния обмоток силовых трансформаторов с использованием разработанного метода в реальных условиях эксплуатации. Результаты работы были рассмотрены в Томском предприятии филиала ОАО «ФСК ЕЭС» - «МЭС-Сибири» (г. Томск), Томском филиале ОАО «ТГК-11» -Томская ГРЭС-2, где была дана положительная оценка возможности их дальнейшего использования.

Апробация работы

Основные результаты исследований докладывались, обсуждались и были представлены на следующих конференциях: VII Международной научно-технической конференции «Математическое моделирование, обратные задачи, информационно-вычислительные технологии» (г. Пенза,

2007 г.); Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Современные техника! и технологии» (г. Томск, 2008-2010 гг.); III Международной научно-практической конференции «Энергосистема: управление, конкуренция- образование» (г. Екатеринбург, 2008 г.); II Всероссийской; молодежной научно-технической конференции «Россия молодая: передовые технологии — в промышленность» (г. Омск, 2009 г.); 54 Международной научно-практической конференции «Information Technology and Electrical Engineering - Device and Systems, Materials and Technologies for the future» (г. Ильменау (Германия), 2009 г.); Международном форуме по стратегическим технологиям «International Forum on Strategie Technologies (IFOST 2009)» (г. Хошимин (Вьетнам), 2009 г.); IV Международной научно-технической конференции «Электромеханические преобразователи энергии» (г. Томск, 2009 г.).

Публикации

По теме диссертации опубликовано 17 печатных работы, включая 2 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК МОиН РФ; 3 патента РФ на изобретение и 3 патента РФ на полезную модель.

Объем и структура работы

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 98 наименований, четырех приложений, содержит 42 рисунка и 31 таблицу. Общий объем диссертации составляет 201 страницу. Список источников литературы представлен в порядке упоминания в тексте. Номера формул состоят из двух цифр: первая - номер главы, вторая - порядковый номер формулы в главе.

Заключение диссертация на тему "Разработка метода мониторинга механического состояния обмоток силовых трансформаторов в нагрузочных режимах"

4.6. Выводы по главе

На основании результатов апро'бации можно сделать следующие выводы:

Г. Полученные результаты подтверждают, что использование методов математической статистики для снижения влияния случайных погрешностей на результаты мониторинга, позволяет получить удовлетворительный результат даже при сравнительно небольшом числе отсчетов п в выборке^ экспериментальных данных, классе точности используемых СИ 0,5» и условиях цифровой'регистрации отличных от оптимальных. Рассчитанные в отсутствии изменения механического состояния обмоток значения фнб- либо близки к нулю, либо находятся в пределах полосы незначимых отклонений, что подтверждает достоверность результатов мониторинга. В* совокупности с результатами апробации на математическим моделях СТ, подтверждающими работоспособность процедур основных этапов мониторинга при выявлении изменений механического состояния обмоток, результаты полученные при апробации алгоритма разработанного метода мониторинга на СТ, эксплуатируемых в энергосистеме, подтверждают работоспособность разработанного метода мониторинга в целом.

2. Полученные при апробации значения ср,(б ± Д09(фН(;), указывают на то,; что для обеспечения требуемой точности и достоверности результатов мониторинга на практике; число режимов, необходимое для проведения расчетов: должно быть увеличено; При этом необходимо ; учитывать, что ввиду итерационного5 характера, первого этапа мониторинга его. продолжительность, будет зависеть от точности используемых СИ и особенностей электрической сети, в которой установлен СТ.

• 3. Результаты апробации, полученные для двухобмоточного трансформатора ТДГ-75000/110У показали, что даже при влиянии значительного количества негативных факторов, которые; . могу быть устранены; при надлежащей организации мониторинга, и малом: объеме экспериментальных данных, доверительный: интервал; оценки среднего значения» отклонений: <рнб, составляет порядка 1/3 величины- критического отклонения. Это указывает на возможность идентификации изменений механического состояния? обмоток СТ, характеризуемых^ изменением Хк менее чем на 3 '%: 4. Приведенные в данной главе результаты апробации разработанного метода мониторинга подтверждают его работоспособность в отношении различных типов СТ, то ес ть свидетельствуют о его универсальности.

5. Проведенный анализ существующих на электроэнергетических объектах схем цифровой регистрации: и полученных с их, использованием результатов; апробации, позволил- выработать ряд рекомендаций направленных на повышение эффективности различных этапов мониторинга и повышение достоверности его конечных результатов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Из результатов экспериментальных и теоретических исследований, полученных в ходе выполнения данной диссертационной работы, выделим наиболее значимые, позволяющие сформулировать общие выводы по работе:

1. Предложено использовать в нагрузочных режимах СТ в качестве параметра мониторинга механического состояния обмоток и, как альтернативу сопротивлению короткого замыкания, определяемому для отключенного и расшинованного СТ, угол сдвига фаз между напряжениями первичной и вторичной обмоток. Как показали результаты исследований, такое решение позволяет избежать необходимости использования процедур приведения электрических параметров СТ к одной системе переменного тока, а также осуществлять мониторинг данного параметра вне зависимости от количества обмоток и наличия электрической связи между ними.

3. Исследовано влияние параметров нагрузки, питающей сети и конструкции СТ на параметр мониторинга. С учетом полученных результатов предложено использовать для аппроксимации зависимости параметра мониторинга от параметров нагрузки уравнение гиперплоскости; исследованы факторы, определяющие вид уравнения гиперплоскости, для различных типов СТ. Результаты исследований показали, что в условиях несимметричной нагрузки ограничивающим фактором для использования разработанного метода является схема соединения трехфазных обмоток СТ.

Разработанные рекомендации по выбору вида уравнения гиперплоскости учитывают влияние данного фактора, при этом для случая трехобмоточных

СТ и двухобмоточных СТ с расщепленной обмоткой, при наличии двух

173 первичных обмоток соединенных по схеме треугольника, применение разрабатываемого метода возможно только для режима симметричной нагрузки. Исследованы различные методы, определениям параметров: уравнения; гиперплоскости - наибольшую эффективность обеспечивает метод главных компонент, позволяющий учесть, влияние случайной погрешности измерений на результаты мониторинга. 4. Разработан двухэтапный метод мониторинга: механического состояния» обмоток СТ, в котором; в качестве* входной информации используются! массивы мгновенных, значений токов и напряжений СТ, регистрируемые в нагрузочных режимах, а в качестве параметра мониторинга — углы сдвига фаз между напряжениями первичной и вторичной обмоток. Разработанный метод позволяет определять базовые значения параметра: мониторинга: и относительные отклонения, результатов измерений от базовьк величин с учетом влияния шараметров: нагрузки и: питающей! се;ти.

5-. Проведена^ апробациям процедур основных; этапов мониторинга , на математических моделях двух- и трехобмоточных СТ. Результаты апробации подтвердили, , что изменения сопротивления: Хк обмоток вызывает пропорциональные изменения параметра мониторинга, которые могут быть; идентифицированы независимо от величины и состава нагрузки: СТ, что подтверждает работоспособность апробируемых процедур- мониторинга по идентификации изменений механического1 состояния обмоток, связанных с их радиальными деформациями. .

6. Проведена оценка влияния методических и; инструментальных погрешностей на результаты мониторинга. Результаты оценки показали, что при наиболее неблагоприятных условиях - классе точности используемых СИ равном 0,5, систематическая погрешность оценки относительного отклонения параметра мониторинга не: превышает 25 %, что обеспечивает возможность выявления изменений механического состояния: обмоток, характеризуемых 3' % критическим отклонением сопротивления- Хк.

Влияние методических погрешностей разработанного метода мониторинга, приводит к появлению систематических погрешностей оценки относительного отклонения параметра мониторинга, не превышающих 0,15 %. Рассмотрены вопросы использования: методов математической/статистики для снижения , влияния случайных погрешностей на результаты; мониторинга; Определена последовательность процедур, позволяющих. снизить влияние случайных погрешностей и повысить , достоверность результатов мониторинга.'

7. Разработаны процедуры определения пороговых уровней отклонений параметра мониторинга, отвечающие: требованиям к достоверности результатов мониторинга и учитывающие вероятностный характер оценки отклонений. Решения,, принимаемые по результатам превышения границ пороговых уровней отклонений, должны определяться стабильностью характера тренда отклонений и степенью ответственности СТ. Необходимо отметить, что- назначение разработанного; метода мониторинга заключается в предоставлении1 информации, которая может рассматриваться в качестве симптомов- возможного повреждения и на основании которой может быть принято решение об отключении; СТ и проведении его комплексного обследования. Задача постановки точного диагноза с возможной локализацией повреждения и принятия решения о дальнейшей эксплуатации силового трансформатора; должны решаться на уровне экспертных систем с использованием методов тестовой диагностики.

8. Разработан алгоритм, реализующий разработанный метод мониторинга. Разработанный алгоритм позволяет обеспечить адаптивность метода в условиях изменения- положения устройств регулирования напряжения, наличия результатов измерений отклонений сопротивления короткого замыкания, индивидуальности метрологических характеристик используемых средств измерений^ особенностей объекта мониторинга и его схемы, измерений. Разработанный алгоритм может быть использован для программной реализации разработанного метода мониторинга на базе микропроцессорных устройств или в виде дополнительной утилиты программного уровня АСУ ТП.

9. Проведена апробация разработанного метода мониторинга по экспериментальным данным, полученным для трехфазных двух- и трехобмоточного трансформаторов, а также автотрансформатора, эксплуатируемых на объектах Томской энергосистемы. Полученные результаты подтверждают эффективность использования методов математической статистики для снижения влияния случайных погрешностей на результаты мониторинга. Комплексная оценка результатов апробации, полученных для СТ, эксплуатируемых в энергосистеме, и для математических моделей СТ подтверждает вывод о работоспособности разработанного метода мониторинга и указывает на возможность его использования на данных СТ.

Библиография Прохоров, Антон Викторович, диссертация по теме Электростанции и электроэнергетические системы

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

2. Guidelines for. Life Management Techniques* for Power Transformers// CIGRE Technical Brochure № 227, June 2002. 124 p.

3. О проблеме координации уровней токов короткого замыкания в энергосистемах/ К. М. Антипов, А. А. Востросаблин, В. В. Жуков и, др.// Электрические станции. — 2005. — №4. С. 19-32.

4. РД 34.45-51.300-97. Объем и, нормы . испытаний электрооборудования. 6-е изд. - М.: ЭНАС, 1998. - 256 с.

5. Сборник методических пособий по контролю состояния электрооборудования. Раздел 2. Методы контроля состояния силовых трансформаторов, автотрансформаторов; шунтирующих и дугогасящих реакторов. М.: ОРГРЭС, 1997. 67 с.

6. Ц-02-88(Э). Об измерениях сопротивления КЗ трансформаторов. Эксплуатационный циркуляр. М.: Минэнерго, от 28.12.1987. - 7 с.

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

8. Ю.Хренников, А. Ю. Опыт обнаружения остаточных деформаций обмоток силовых трансформаторов// Энергетик. — 2003. №7. - С. 18-20!

9. П.Костенко, M. П., Пиотровский, JL M. Электрические, машины: учебник для студентов высш. техн. учебн. заведений. В»2 ч. Ч. 1. Машины постоянного тока. Трансформаторы. — 3-е изд. — JL: «Энергия»,.1972. — 544 с.

10. Вольдек, А. И. Электрические,4 машины: учебник для», студентов высш. техн. учебн: заведений. 2-е изд. - JL: «Энергия», 1974. - 840. с.

11. ГОСТ 16110-82. Трансформаторы силовые термины и определения. -М.: Изд-во стандартов, 1982. 30 с.

12. ГОСТ 14209-97. Руководство по нагрузке силовых масляных трансформаторов. — М:: Изд-во стандартов, 1997. — 80 с.

13. Чернев, К. К. Мощные трансформаторы// Библиотека электромонтера: -М.: «Энергия». 1972. - вып. 360: - 120 с.

14. Петров, Г. Н., Окунь, С. С. Об отрицательном сопротивлении вторичной-обмотки трансформатора// Электричество. 1950. -№5. - С. 3-5.

15. Хоанг Ван Нью, Малиновский, В. Н. Методы и средства.контроля и диагностики состояния обмоток мощных силовых трансформаторов// Электротехника. 2009. - №10. - С. 36-41.

16. ГОСТ 11677-85. Трансформаторы силовые. Общие технические условия. -М.: Изд-во стандартов, 1985.-39 с.

17. ГОСТ 13109-97. Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. — М.: Изд-во стандартов^ 1997. — 33 с.

18. Лейтес, JI: В. Электромагнитные расчеты, трансформаторов и реакторов. -М.: «Энергия», 1981. — 392 с.

19. Клиначев, Н. В. Мультидоменная физическая схема замещениятрансформатора учитывающая эффект насыщения. Электронный ресурс. i2005: Режим доступа: http://model.exponenta.ru/20050319.html (дата обращения: 20; Г1.2007).

20. Henriksen, Т. Flux leakage modeling// Proceedings of 4th International Conference on* Power System Transients. Rio de Janeiro, Brazil, June'24-28, 2001.- pp. 65-70.

21. Henriksen, T. How to Avoid Unstable Time Domain Responses Caused by Transformer Models// IEEE Trans. Power delivery. April 2002. - vol. 17. -№2.-pp. 516-522.

22. Hybrid Transformer Model for Transient Simulation Part I: Development1 and Parameters/ B. Mork, F. Gonzalez, D. Ishchenko and other// IEEE Transactions on Power Delivery. - Jan. 2007. - vol. 22. - №1. - pp.248-255.

23. Gill, Paul. Electrical Power Equipment Maintenance and Testing. 2nd edition. - New York: CRC Press, Taylor and Francis Group, 2008. - 961 p.

24. Овсянников, А. Г. Стратегии ТОИР и диагностика оборудования// Новости Электротехники. 2008. - №2(50). Электронный ресурс. - 20081 -Режим доступа: http://www.news.elteh.ru/arh/2008/50/ (дата обращения: 10.06.2008).

25. Чичинский, М.И. Повреждаемость .маслонаполненного оборудования электрических сетей и качество контроля его состояния// Энергетик. 2000. - № 11. - С. 29-31.

26. Таран, В.П. Диагностирование электрооборудования. Киев: Техшка, 1983. - 200 с.

27. Силовые- трансформаторы. Справочная книга/ под ред. С.Д. Лизунова, А.К. Лоханина. -М.: Энергоиздат, 2004. — 616 с.

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

29. Хренников, А.Ю. Основные причины внутренних повреждений обмоток силовых трансформаторов напряжением 110-500кВ в процессе эксплуатации// Промышленная энергетика. — 2006. №12. - С. 12-14.

30. РД 153-34.3-46.304-00. Положение об экспертной системе контроля и оценки состояния и условий эксплуатации силовых трансформаторов, шунтирующих реакторов, измерительных трансформаторов тока и напряжения. М.: РАО "ЕЭС России", 2000. - 17 с.

31. РД ЭО 0410-02. Методические указания по оценке состояния и продлению срока служб силовых трансформаторов.1 М.: М-во РФ по атомной энергетике концерн «РОСЭНЕРГОАТОМ», 2002. 23 с.

32. Диагностика обмоток силовых трансформаторов методом низковольтных импульсов/ А. А. Дробышевский, С. В. Аликин, Е.И. Левицкая, М.А. Филатова// Электричество. 1998 . - №5. - С.30-35.

33. Диагностика обмоток силовых трансформаторов и реакторов методом низковольтных импульсов/ А. А. Дробышевский, Е. И. Левицкая, Д. В. Андреев, В. Р. Бельцер// Электротехника. 1997. -№3. - С.48-51.

34. Ryder, S. Frequency Response Analysis for Diagnostic Testing of Power Transformers// Electricity Today. 2001. - Vol. 13. - № 6. - pp. 14-19.

35. Florkowski, M., Furgal, J. Transformer winding defects identification based on a high frequency method// Meas. Sci. Technol. 2007. -"№ 18. — pp. 2827-2835.

36. Ryder, S. A. Methods for Comparing Frequency Response Analysis Measurements// Conference Record of the 2002 IEEE International* Symposium on Electrical Insulation. Boston, MA, USA, April 7- 10, 2002. - pp. 187-190.

37. Coffeen, L., Britton, J., Rickmann, J. A new technique to detect winding displacements in power transformers using frequency response analysis// Power Tech Conference Proceedings, 2003 IEEE. Bologna, Italy, June 23-26, 2003. -Vol. 2. - 7 p.

38. Leibfried, Т., Feser, K. Off-line and On-line Monitoring of Power Transformers using the Transfer Function Method// International Symposium on Electrical Insulation. Montreal, 1996. - 34 p.

39. Оценка механического состояния* обмоток крупныхтрансформаторов без их разборки/ В". Н. Осотов, В. Н. Рущинский, В. В.t

40. Рущинский и др.// Электрические станции. 2003. - № 6. — С. 51-57.

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

42. А. с. 1221620 СССР, МПК G 01 R 31/02. Способ контроля внутренних обмоток силовых трансформаторов / Ю. С. Конов, С. В. Цурпал (СССР). -№ 3790086/24-21; заявл. 12.07.84; опубл. 30.03.86, Бюл*. №12.-3 с.

43. А. с. 1377779 СССР, МПК G 01 R, 31/02. Способ контроля обмоток трансформаторов на наличие механических деформаций и витковыхзамыканий / В. Ю. Горшунов, Ю: С. Конов (СССР). № 4062386/24-21; заявл. 31.03.86; опубл. 29.02.88, Бюл. №8. - 3 с.

44. А. е. 1622851 СССР; МПК О 01 К 31/02. Способ контроля силовых трансформаторов на наличие внутренних повреждений / Ю. С. Конов; В1 В: Котиков-(СССР). -№ 4434133/21;.заявл. 06.04.08; опубл. 23.01.91,.Бюл. №3. 3 е. *

45. Хренников, А. Ю., Шлегель, О. А. Контроль изменения индуктивного" сопротивления трансформатора для определения повреждений в обмотках// Энергетик. 2004. - №2. - С. 27-30.

46. Бутырин, П; А., Алпатов,1 М; Е. К созданию аналитической; теории трансформаторов// Известия РАН, Энергетика. — 2002. №2. - С. 44-53.

47. Бутырин, П. А., Алпатов, М. Е. Непрерывная диагностика! трансформаторов// Электричество. 1998. - №7. - С. 45-55.

48. Бутырин, П. А., Алпатов, М/ Е. Диагностика силовых трансформаторов под нагрузкой// Известия РАН, Энергетика. 1996. - №1. -С. 74-81.

49. А.с. 1742750 СССР, МПК О 01 К 31/02. Способ контроля состояния обмоток трансформатора / А. М. Гиновкер (СССР). № 4847370/21; заявл. 11.05.90; опубл. 23.06.92, Бюл. №23. - 5 с.

50. Засыпкин, A. С., Дорожко, С. В. Схема замещения? нулевойпоследовательности, несимметричного' трансформатора-, как модельi ' ' ' •диагностирования- деформации? обмоток// Электричество.« —1995: №91 — С. 13-16. . 1 '

51. Дробышевский, А. А., Панибратец, А. Н. Диагностика механического состояния обмоток трансформаторов в; эксплуатации// IX Симпозиум;«Электротехника 2030». Сборник докладов. 29-31 мая 2007. -доклад 4.20.

52. TEC. Technical1? guidé' Электронный ресурс. 2008; - Режим доступа: http://wvm.energy.siemens.com/us/en/sei-vices/power-transmission distribution/transformer-lifecycle-management/transformer-monitoring-diagnostic-system.htm (дата обращения: 20.09.2009).

53. Система мониторинга MS 3000; Электронный; ресурс.; 2008; -Режим доступа: http://www.areva-td.ru/scripts/ruhome/publigen/content/ templates/ how.asp?P=398&L=RU (дата обращения: 16:07.2009).

54. Система управления, мониторинга и диагностики трансформаторного оборудования (СУМТО). Функции системы Электронный ресурс. — 2010. — Режим доступа: http://webl.vei.ru/products/ SUMTO/SUMTOSYS/SUMTOSYS-3.html (дата обращения: 18.01.2010).

55. Стратегия развития ЕНЭС, одобренная решением Совета директоров ОАО «ФСК ЕЭС» от 24.12.2003 №13 Электронный ресурс. -2007. Режим доступа: http://www.fsk-ees.ru/evolutionstrategy.html (дата обращения: 02.08.2009).

56. ГОСТ 7746-2001. Трансформаторы тока. Общие технические условия. М.: Изд-во стандартов, 2003. - 29 cv

57. Каталог измерительных трансформаторов тока (0,66 35 кВ) ОАО «Свердловский завод трансформаторов тока» Электронный ресурс.: - 2010. - Режим доступа: http://www.cztt.ru/new/templates/main.php?pid=029 (дата обращения: 06.09.2010).

58. Трансформаторы тока элегазовые (110 500 кВ). ОАО ВО «Электроаппарат» Электронный ресурс. - 2009. - Режим доступа: http://www.ea.spb.ni/catalog/l/ (дата обращения: 5.04.2009).

59. Optical CTs and VTs (69 kV to 765 kV). NxtPhase Brochure Электронный ресурс. 2002. - Режим доступа: http://www.nxtphase.com/ pdfs/ NxtPhaseOpticalInstrumentTransformers.pdf (дата обращения: 18.05.2008).

60. Комплектное устройство защиты и автоматики присоединений 6-35 кВ SPAC 810 Электронный ресурс. 2006. - Режим доступа: http://www.chuvashia.com/home/abb/pdf/spac810.pdf (дата обращения: 28.10.2008).

61. Protection and control'relays HighPROTEC Электронный ресурс.! -2009. - Режим доступа: http://eps.woodward;com/epsuk/products/protection-units/highprotec (дата обращения: 18.12.2009).

62. Программный модуль рассчета расстояния до места повреждения на воздушных линиях. Техническое описание Электронный ресурс. — 2007. Режим доступа: http://www.gosan.ru/download/documentation/files/ OMPtuem.pdf (дата обращения: 24.11.2007).

63. Программное обеспечение для автоматизации контроля коммутационного ресурса выключателя. Руководство пользователя Электронный ресурс. 2009. - Режим доступа: http://www.gosan.ru/ download/documentation/files/resurs.pdf (дата обращения: 17.04.2009).

64. Регистратор электрических событий цифровой РЭС-3. Руководство по- эксплуатации' Электронный ресурс. — 2010. Режим доступа: http://www.prosoftsystems.ru/support/documentation.htm?section=64 (дата обращения: 11.06.2010).

65. Базовый информационно-измерительный модуль БИМ 1ХХХ. Техническое описание Электронный ресурс. — 2008. Режим доступа: http://www.gosan.ru/download/documentation/files/resurs.pdf (дата обращения: 18.10.2008).

66. Засыпкин, А'. С. Релейная защита* трансформаторов. М.:

67. Энергоатомиздат, 1989i —240 с.

68. Кужеков, С. JI. О связи между релейной1 защитой и технической диагностикой* электрооборудования// Relay Protection and Substation Automation of Modern Power Systems, Cheboksary, September 9-13, 2007, CIGRE. 2007. - C. 1-6.

69. Хренников, А. Ю., Шлегель, О. А. Контроль изменения индуктивного сопротивления трансформатора для определения повреждений в обмотках// Энергетик. 2004. - №2. - С. 27-301

70. Новицкий, П. В., Зограф, И. А. Оценка погрешностей результатов измерений. 2-е изд. - JL: Энергоатомиздат. Ленингр. Отд-ние, 1991. - 304 с.

71. Васютинский, С. Б. Вопросы теории и расчета трансформаторов. — Л.: «Энергия», 1970. 432 с.

72. Черных, И. В!. Моделирование электротехнических устройств в MATLAB, SimPowerSystems и Simulink. М.: ДМК Пресс, 2008. - 288 с.

73. Иванов-Смоленский, А. В. Электрические машины: учебник для вузов. М.': Энергия, 1980.« - 928 с.

74. Справочник по проектированию электроэнергетических систем/ В. В. Ершевич, А. Н. Зейлингер, Г. А. Ларионов и др.; под ред. С. С. Рокотяна и И. М. Шапиро. 3-е изд. - М.: Энергоатомиздат, 1985. - 352 с.

75. Померанцев А. Л. Метод главных компонент (РСА) Электронный ресурс. 2008. - Режим доступа: http://www.chemometrics.ru/materials/. textbooks/pca.htm#Ch0 (дата обращения: 20.10.2009).

76. Михайлов Е.В., Померанцев А.Л. MatLab руководство для начинающих Электронный ресурс. 2006. - Режим- доступа: http://www.chemometrics.rU/materials/textbooks/matlab.htm#ChO (дата обращения: 20.10.2009).

77. Abdi, Н., Williams, L. J. Principal component analysis// Willey Interdisciplinary Reviews: Computation.Statistics. Vol'. 2. - 2010. - pp. 433-459.

78. ГОСТ 8.009-84. Нормируемые метрологические характеристики средств измерений. — М.: Изд-во стандартов, (переизд. октябрь 2003). -26 с.

79. Karady, G. G., Kucuksari, S., Ma, Y. Performance Assessment of Advanced Digital Measurements and Protection Systems// Final Report for PSERC Project T-22. Part I. PSERC Publication 06-23. August 2006. - 155 pp:

80. Montgomery, D. C., Runger, G. C. Applied Statistics and Probability for Engineers. 3rd ed. - New York: John Wiley&Sons, Inc., 2003. - 706>p;

81. ГОСТ 19.701-90. Единая система программной документации. Схемы алгоритмов, программ, данных и систем. Условные обозначения и правила выполнения. М.: Изд-во стандартов, 1991. - 27 с.

82. Список публикаций по теме работыг

83. Статьи в рецензируемых периодических изданиях по перечню ВАК РФ

84. Прохоров, А. В., Гольдштейн, Е. И. Метод оперативного контроля состояния трансформаторного оборудования // Известия вузов. Электромеханика. Новочеркасск. - 2009. — №4. - С. 31-34.

85. Патенты РФ на изобретения и патенты РФ на полезные модели.

Похожие работы

Энергетика
05.14.00