close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Экспертная система диагностирования силовых трансформаторов систем электроснабжения..pdf

код для вставкиСкачать
104
ИЗВЕСТИЯ ВолгГТУ
УДК 681.511.2
И. А. Коптелова, И. М. Силкин
ЭКСПЕРТНАЯ СИСТЕМА ДИАГНОСТИРОВАНИЯ СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ
СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
Волгоградский государственный технический университет
(e-mail: shilina@yandex.ru)
Приведена общая информация о роли систем поддержки принятия решений в управлении сложными
технологическими процессами. Описан процесс выявления и устранения дефектов в работе силовых трансформаторов. Приведены основные критерии диагностики. Представлена экспертная система диагностирования дефектов силовых трансформаторов.
Ключевые слова: система поддержки принятия решений, экспертная система, силовой трансформатор,
дефекты силовых трансформаторов, хроматографический анализ.
The general information on a role of systems of support of decision-making in management of difficult technological processes is resulted. Process of revealing and elimination of defects in work of power transformers is described. The basic criteria of diagnostics are resulted. The expert system of diagnosing of defects of power transformers is presented.
Keywords: system of support of decision-making, expert system, the power transformer, defects of power transformers, chromatographic the analysis.
Основная фигура в управлении сложными
технологическими процессами, обладающая
большими полномочиями, – диспетчер, или лицо, принимающее решение (ЛПР). ЛПР обычно
работает в условиях большого объема поступающей для оперативного анализа информации, часть из которой может быть искаженной
или неполной. Но возможности ЛПР не беспредельны. Это обусловило применение ЭВМ в
сфере оперативно-диспетчерского управления
сложными технологическими процессами и
системами [3].
Наибольший эффект от такого применения
можно получить в человеко-машинных системах оперативной поддержки принятия решений, в которых функции обработки информации распределяются между человеком и ЭВМ.
При этом ЭВМ должна выполнять не только
традиционные функции сбора, хранения, преобразования и отображения поступающей информации, но и выявлять ситуации, требующие
вмешательства ЛПР, а также выдавать ему рекомендации по управлению.
Одна из важнейших проблем, возникающих
при проектировании систем поддержки принятия решений (СППР), проблема автоматизации
части функций ЛПР. Интерес к этой проблеме
закономерен и определен следующими факторами [3]:
– построение систем поддержки принятия
оперативных решений, согласующих различные аспекты управления, становится невозможным без автоматизации функций, связанных с выявлением и анализом сложных ситуаций, поиском причин таких ситуаций и выра-
боткой советов ЛПР о целесообразных воздействиях на управляемый процесс;
– повышение эффективности СППР в значительной мере зависит от того, насколько автоматизированы действия ЛПР, как оперативно он
принимает требуемые управляющие решения.
Решающая перечисленные задачи СППР,
должна обладать знаниями о проблемной области, в которой эти задачи возникают, и алгоритмы, решения которых должны быть автоматически синтезированы.
Специфика сложных систем не может не
оказывать существенного влияния на деятельность человека, управляющего ими. Для обеспечения оптимального функционирования системы, а также правильного ответа системы на
различные возникающие возмущения, человеку, выполняющему функции регулятора в этой
системе, необходимо решать ряд задач, среди
которых выделяются: планирование, контроль
и регулирование, диагностирование [3].
Силовой трансформатор является одним из
важнейших элементов в энергосистеме, определяющих надежность электроснабжения. Его
способность нести нагрузку зависит от состояния отдельных узлов и отсутствия дефектов.
Особенности крупных силовых трансформаторов высокого напряжения, в первую очередь –
недоступность обмоток для прямого обследования, делают задачу контроля его состояния
сложной.
Одним из главных путей поддержания эксплуатационной надежности силовых трансформаторов является организация эффективного контроля состояния работающего оборудо-
ИЗВЕСТИЯ ВолгГТУ
вания. Выявление возникающих в работе дефектов, их обнаружение на ранней стадии развития, своевременное принятие правильных
решений по ликвидации дефектов обеспечивают высокую готовность, сокращение времени
простоя, снижение затрат на ремонт, продление
срока службы оборудования [5].
Контроль оборудования в полном объеме с
применением всех известных методов диагностирования, в том числе требующих отключения оборудования, проводится лишь в исключительных случаях при выявлении значительных изменений технического состояния электрооборудования [4].
В большинстве практических случаев целесообразный комплекс методов определяется
экспертным путем на основании знаний о физических процессах в оборудовании с учетом
накопленного опыта эксплуатации, анализа повреждаемости, результатов контроля и ремонта.
Предпочтение отдается методам диагностирования, которые дают возможность организовать контроль электрооборудования без его отключения, под рабочим напряжением. Именно
к таким методам относится хроматографический анализ. Применение данного метода позволяет снизить материальные затраты на проведение измерений и вычислений без снижения
вероятности распознавания дефекта [5].
105
Большинство развивающихся дефектов силовых трансформаторов может быть определено посредством своевременного контроля состояния трансформаторного масла. В качестве
эффективного средства ранней диагностики
медленно развивающихся повреждений силовых трансформаторов применяется метод хроматографического анализа газов, растворенных
в трансформаторном масле. В электроэнергетике хроматографический метод используется для
определения наличия и концентрации определенных показательных газов, растворенных в
трансформаторном масле (рис. 1) [2].
Рис. 1. Процесс хроматографического анализа
Рис. 2. Критерии диагностики
При диагностике развивающихся дефектов
в силовых трансформаторах по результатам
анализа растворенных газов (АРГ) используются следующие критерии: критерий граничных
концентраций, критерии отношений пар газов,
критерий скорости нарастания газов в масле
(рис. 2) [2].
Для повышения эффективности контроля
развивающихся дефектов силовых трансформаторов была спроектирована экспертная система. Она может применяться для оценки технического состояния трансформаторов в составе
предприятий электроэнергетического комплекса. Систему можно использовать как непосред-
106
ИЗВЕСТИЯ ВолгГТУ
ственно для диагностики оборудования, так и
для проверки правильности принятия решений
персоналом. Возможно использование системы
для обучения или тренировки работников
предприятий энергетического комплекса, использующих метод хроматографического анализа для диагностирования трансформаторов.
Основная задача спроектированной системы – на основе значений концентраций газов,
растворенных в трансформаторном масле,
сформировать протокол проведения хроматографического анализа, а также при обнаружении дефекта выработать список мероприятий
по дальнейшему техническому обслуживанию
трансформатора.
Входной информацией для системы являются данные о типе диагностируемого трансформатора, значения концентраций растворенных в масле газов, а также информация об эксплуатационных факторах трансформатора, которые могли вызвать увеличение или
уменьшение концентраций газов при отсутствии дефекта.
Выходной информацией является протокол
проведения хроматографического анализа газов, растворенных в трансформаторном масле,
который включает в себя: диагноз эксплуата-
ционного состояния трансформатора; время
следующего отбора пробы масла; при наличии
дефекта: предполагаемый вид дефекта, список
рекомендованных мероприятий по дальнейшему техническому обслуживанию трансформатора. Диаграмма вариантов использования проектируемой системы представлена на рис. 3 [6].
Ядром экспертной системы является база
знаний, в которой хранятся знания о признаках
наличия дефекта, знания о видах и характерах
дефектов, знания о мероприятиях по дальнейшему обслуживанию трансформатора. Рабочая
память предназначена для хранения исходных
и промежуточных фактов решаемой в текущий
момент задачи (в частности, для хранения значений информативных параметров). База данных трансформаторов служит для хранения
данных о трансформаторах, их характеристиках
и результатах проведенных анализов. Подсистема объяснения объясняет, как система получила решение задачи и какие знания она при
этом использовала, что облегчает эксперту тестирование системы и повышает доверие пользователя к полученному результату [1].
Выводимые данные – это заключение о наличии дефекта, в виде предполагаемого дефекта, периодичности следующего контрольного
Рис. 3. Диаграмма вариантов использования системы
ИЗВЕСТИЯ ВолгГТУ
замера, рекомендациях по дальнейшему техническому обслуживанию трансформаторов.
При обнаружении дефекта система определяет характер возможного дефекта из списка.
Вид дефекта уточняется при анализе основных
(ключевых) и характерных газов.
Выводимыми данными экспертной системы
будут: при отсутствии дефекта – сообщение о
том, что нет признаков, указывающих на наличие дефекта в трансформаторе; при обнаружении дефекта – следующее множество мероприятий по дальнейшему техническому обслуживанию трансформатора:
1) провести немедленный вывод трансформатора из работы;
2) планирование вывода трансформатора из
работы;
3) провести учащенный контроль по АРГ;
107
4) проверить состояние сорбента в воздухоочистителе;
5) проверить состояние маслонасоса;
6) проверить возможность перетока (отобрать одновременно пробы из бака трансформатора и бака переключателей);
7) провести дегазацию масла;
8) поставить в известность соответствующее подразделение предприятия;
9) проанализировать условия предшествующей эксплуатации;
10) сообщить на завод-изготовитель;
11) поставить трансформатор под контроль;
12) измерить потери холостого хода;
13) провести химический анализ масла.
Шаблон главного окна системы представлен на рис. 4.
Рис. 4. Главное окно экспертной системы
Экспертная система позволит повысить эффективность контроля развивающихся дефектов силовых трансформаторов, без их вывода
из эксплуатации и выработать рекомендации по
дальнейшим испытаниям трансформатора.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Джарратано, Дж. Экспертные системы. Принципы разработки и программирование / Джозеф Джарратано,
Гари Райли. – 4-е изд. – М. : Вильямс, 2006. – 1152 с.
2. Методические указания по диагностике развивающихся дефектов трансформаторного оборудования по результатам хроматографического анализа газов, растворенных
в масле: РД 153-34.0-46.302-00. – М. : ВНИИЭ, 2001. – 28 с.
3. Башлыков, А. А. Экспертные системы поддержки принятия решений в энергетике / А. А. Башлыков, А. П. Еремеев;
под. ред. А. Ф. Дьякова. – М.: Изд-во МЭИ, 1994. – 216 с., ил.
4. Хренников, А. Ю. Основные методы диагностики
состояния электрооборудования для выявления дефектов
и повреждений : учеб.-метод. пособ. / А. Ю. Хренников,
О. А. Терешко. – М. : ИУЭ ГУУ, ВИПКэнерго, ИПКгосслужбы, 2005. – 52 с.
5. Христинич, Р. М. Комплексная диагностика маслонаполненных трансформаторов / Р. М. Христинич, А. Р. Христинич, Е. В. Христинич // Вестник КрасГАУ. – 2007. –
№ 3. – С. 222–227.
6. Частиков, А. П. Разработка экспертных систем.
Среда CLIPS / А. П. Частиков, Т. А. Гаврилова. – СПб. :
БХВ - Петербург, 2003. – 390 с.
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
49
Размер файла
416 Кб
Теги
электроснабжение, экспертная, диагностирования, система, трансформатор, pdf, силовых
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа