Помощь студентам в учебе
Совершенствование технологии импульсного дефектографирования обмоток силовых трансформаторов
|
Введение 11
ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ 12
1.1 Проблема контроля состояния силовых трансформаторов 12
1.1.1 Виды конструкций силовых трансформаторов 12
1.1.2 Виды дефектов обмоток трансформаторов и их причины 12
1.2 Способы и методы диагностики контроля состояния обмоток и активной
части трансформаторов 18
1.2.1 Тенденции развития методов испытаний 18
1.2.2 Анализ растворенных газов 19
1.2.3 Метод низковольтных импульсов 22
1.2.4 Метод частотного анализа (МЧА) 24
1.2.5 Диагностика частичных разрядов 26
1.3 вывод по разделу 28
ГЛАВА 2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 29
2.1 Описание имитационной модели 29
2.2 Разработка имитационной модели 30
2.3 Принцип импульсного дефектографирования 31
2.4 Моделирование определения дефекта типа «радиальное смещение» 34
2.5 Исследование процесса диагностики обмотки при наличии дефекта
«аксиальное смещение» 37
2.6 вывод по разделу 41
3 ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ, РЕСУРСОЭФФЕКТИВНОСТЬ И
РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ 43
3.1 Предпроектный анализ 43
3.1.1 Потенциальные потребители результатов исследования 43
3.1.2 Анализ конкурентных технических решений с позиции
ресурсоэффективности и ресурсосбережения 45
3.1.3 SWOT-анализ 48
3.1.4 Оценка готовности проекта к коммерциализации 51
3.1.5 Методы коммерциализации результатов научно-технического
исследования 52
3.2 Инициация проекта 52
3.2.1 Цели и результат проекта 52
3.2.2 Организационная структура проекта 54
3.2.3 Ограничения и допущения проекта 54
3.3 Планирование управления научно-техническим проектом 55
3.3.1 Иерархическая структура работ проекта 55
3.3.2 Контрольные события проекта 56
3.4 Бюджет научного исследования 59
3.5 Реестр рисков проекта 63
3.6 Определение ресурсной, финансовой, бюджетной, социальной и
экономической эффективности исследования 65
3.6.1 Оценка абсолютной эффективности исследования 65
3.7 Оценка социальной эффективности проекта 69
3.8 Оценка сравнительной эффективности исследования 70
3.9 Вывод по разделу 73
4 Социальная ответственность 76
4.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности 76
4.1.1 Специальные (характерные для проектируемой рабочей зоны) правовые
нормы трудового законодательства 77
4.1.2 Организационные мероприятия при компоновке рабочей зоны 79
4.2 Производственная безопасность 79
4.2.1 Анализ потенциально возможных и опасных факторов, которые могут
возникнуть на рабочем месте при проведении исследований 80
4.2.2 Разработка мероприятий по снижению воздействия вредных и опасных
факторов 81
4.2.3 Расчет допустимого время пребывания в лаборатории 87
4.3 Экологическая безопасность 89
4.3.1 Анализ влияния объекта исследования на окружающую среду 89
4.3.2 Анализ влияния процесса исследования на окружающую среду 90
4.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 91
4.4.1 Анализ вероятных ЧС, которые может инициировать объект исследований
и обоснование мероприятий по предотвращению ЧС 91
4.4.2 Анализ вероятных ЧС, которые могут возникнуть при проведении
исследований и обоснование мероприятий по предотвращению ЧС 92
4.5 Вывод по разделу 95
Список литературы 99
Приложение A 102
ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ 12
1.1 Проблема контроля состояния силовых трансформаторов 12
1.1.1 Виды конструкций силовых трансформаторов 12
1.1.2 Виды дефектов обмоток трансформаторов и их причины 12
1.2 Способы и методы диагностики контроля состояния обмоток и активной
части трансформаторов 18
1.2.1 Тенденции развития методов испытаний 18
1.2.2 Анализ растворенных газов 19
1.2.3 Метод низковольтных импульсов 22
1.2.4 Метод частотного анализа (МЧА) 24
1.2.5 Диагностика частичных разрядов 26
1.3 вывод по разделу 28
ГЛАВА 2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 29
2.1 Описание имитационной модели 29
2.2 Разработка имитационной модели 30
2.3 Принцип импульсного дефектографирования 31
2.4 Моделирование определения дефекта типа «радиальное смещение» 34
2.5 Исследование процесса диагностики обмотки при наличии дефекта
«аксиальное смещение» 37
2.6 вывод по разделу 41
3 ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ, РЕСУРСОЭФФЕКТИВНОСТЬ И
РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ 43
3.1 Предпроектный анализ 43
3.1.1 Потенциальные потребители результатов исследования 43
3.1.2 Анализ конкурентных технических решений с позиции
ресурсоэффективности и ресурсосбережения 45
3.1.3 SWOT-анализ 48
3.1.4 Оценка готовности проекта к коммерциализации 51
3.1.5 Методы коммерциализации результатов научно-технического
исследования 52
3.2 Инициация проекта 52
3.2.1 Цели и результат проекта 52
3.2.2 Организационная структура проекта 54
3.2.3 Ограничения и допущения проекта 54
3.3 Планирование управления научно-техническим проектом 55
3.3.1 Иерархическая структура работ проекта 55
3.3.2 Контрольные события проекта 56
3.4 Бюджет научного исследования 59
3.5 Реестр рисков проекта 63
3.6 Определение ресурсной, финансовой, бюджетной, социальной и
экономической эффективности исследования 65
3.6.1 Оценка абсолютной эффективности исследования 65
3.7 Оценка социальной эффективности проекта 69
3.8 Оценка сравнительной эффективности исследования 70
3.9 Вывод по разделу 73
4 Социальная ответственность 76
4.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности 76
4.1.1 Специальные (характерные для проектируемой рабочей зоны) правовые
нормы трудового законодательства 77
4.1.2 Организационные мероприятия при компоновке рабочей зоны 79
4.2 Производственная безопасность 79
4.2.1 Анализ потенциально возможных и опасных факторов, которые могут
возникнуть на рабочем месте при проведении исследований 80
4.2.2 Разработка мероприятий по снижению воздействия вредных и опасных
факторов 81
4.2.3 Расчет допустимого время пребывания в лаборатории 87
4.3 Экологическая безопасность 89
4.3.1 Анализ влияния объекта исследования на окружающую среду 89
4.3.2 Анализ влияния процесса исследования на окружающую среду 90
4.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 91
4.4.1 Анализ вероятных ЧС, которые может инициировать объект исследований
и обоснование мероприятий по предотвращению ЧС 91
4.4.2 Анализ вероятных ЧС, которые могут возникнуть при проведении
исследований и обоснование мероприятий по предотвращению ЧС 92
4.5 Вывод по разделу 95
Список литературы 99
Приложение A 102
Являясь основным оборудованием для преобразования энергии в энергосистеме, силовые трансформаторы играют все более заметную роль в повседневной жизни людей. Стабильная работа силовых трансформаторов связана с ежедневным потреблением электроэнергии промышленностью, сельскохозяйственным производством и населением. Тем не менее, силовые трансформаторы являются уязвимым оборудованием. Неисправности приведут к большим экономическим потерям, и существуют различные типы неисправностей трансформаторов. Электроэнергетики только очень хорошо понимают общие неисправности и знакомы с различными неисправностями методы обнаружения. Только тогда можно точно определить причину проблемы, принять соответствующие меры для ее решения и обеспечить стабильную работу энергосистемы.
Силовые трансформаторы считаются наиболее ценным имуществом на подстанциях. Однако большинство силовых трансформаторов в мире были установлены в прошлом веке, поэтому их расчетный срок службы подходит к концу. Поэтому в последние годы участились случаи отказов трансформаторов. Нет никаких сомнений в том, что это должно обеспечить эффективный способ диагностики деформации обмотки.
Например, персонал может в любой момент судить о рабочем состоянии трансформатора по изменению звука, вибрации, запаха, обесцвечивания, температуры и других явлений, а также анализировать причину, место и степень аварии. Поэтому проводится всесторонний анализ, и принимается окончательное решение о рабочем состоянии трансформатора в сочетании с различными результатами обнаружения.
Цель нашего исследования состоит в том, чтобы разработать имитационную модель обмоток трансформатора и выполнить контроль механических дефектов в одноступенчатом режиме - как пути совершенствования метода диагностики обмоток высоковольтного трансформатора.
Силовые трансформаторы считаются наиболее ценным имуществом на подстанциях. Однако большинство силовых трансформаторов в мире были установлены в прошлом веке, поэтому их расчетный срок службы подходит к концу. Поэтому в последние годы участились случаи отказов трансформаторов. Нет никаких сомнений в том, что это должно обеспечить эффективный способ диагностики деформации обмотки.
Например, персонал может в любой момент судить о рабочем состоянии трансформатора по изменению звука, вибрации, запаха, обесцвечивания, температуры и других явлений, а также анализировать причину, место и степень аварии. Поэтому проводится всесторонний анализ, и принимается окончательное решение о рабочем состоянии трансформатора в сочетании с различными результатами обнаружения.
Цель нашего исследования состоит в том, чтобы разработать имитационную модель обмоток трансформатора и выполнить контроль механических дефектов в одноступенчатом режиме - как пути совершенствования метода диагностики обмоток высоковольтного трансформатора.
Используемый метод диагностики представляет собой низковольтный метод наносекундных импульсов, который был модернизирован для более быстрого и надежного контроля состояния обмоток силового трансформатора.
На основе проведенного сравнения можно сделать вывод, что по сравнению с классическим, одноступенчатый метод имеет следующие достоинства:
Во-первых, он является более эффективным, так как использует только одну ступень - зондирующий импульс. Это позволяет сократить время диагностики по сравнению с "классическим" двухступенчатым методом.
Во-вторых, данный метод демонстрирует повышенную точность диагностических измерений - она обеспечивается за счёт сокращения элементов измерительной цепи и количества помех, искажающих результат измерений.
В-третьих, одноступенчатый метод более технологичный. На практике одну ступень измерений проще реализовать. Сокращается время проведения измерений и уменьшается вероятность ошибки.
В-четвертых, данный метод имеет перспективу реализации диагностики под рабочим напряжением. То есть можно использовать одноступенчатый метод на производстве, так как возможно подключение генератора зондирующих импульсов (через разделительный конденсатор и ПИН-датчик ввода) непосредственно к обследуемой обмотке. Это невозможно осуществить в классическом методе.
Установлена принципиальная возможность осуществления контроля механического состояния обмоток силового высоковольтного трансформатора, используя только одну ступень диагностической процедуры, а именно, зондирующий импульс, в отличие от классического метода низковольтных импульсов. Наличие одной ступени существенно повышает потенциальную эффективность импульсного дефектографирования за счёт сокращения времени на обследование активной части, снижение погрешности измерений и возможности реализации контроля состояния активной части под рабочим напряжением при подключении генератора зондирующих импульсов через ПИН-датчик высоковольтного ввода.
Разработанная модель и пути моделирования контроля состояния обмотки позволят проводить эксперименты в лаборатории без привлечения сложного оборудования и выездов на подстанции с отключением и расшиновкой трансформаторов.
Совпадение сигналов, полученных на модели и на реальном оборудовании позволяет считать модель адекватной и точной.
На основе проведенного сравнения можно сделать вывод, что по сравнению с классическим, одноступенчатый метод имеет следующие достоинства:
Во-первых, он является более эффективным, так как использует только одну ступень - зондирующий импульс. Это позволяет сократить время диагностики по сравнению с "классическим" двухступенчатым методом.
Во-вторых, данный метод демонстрирует повышенную точность диагностических измерений - она обеспечивается за счёт сокращения элементов измерительной цепи и количества помех, искажающих результат измерений.
В-третьих, одноступенчатый метод более технологичный. На практике одну ступень измерений проще реализовать. Сокращается время проведения измерений и уменьшается вероятность ошибки.
В-четвертых, данный метод имеет перспективу реализации диагностики под рабочим напряжением. То есть можно использовать одноступенчатый метод на производстве, так как возможно подключение генератора зондирующих импульсов (через разделительный конденсатор и ПИН-датчик ввода) непосредственно к обследуемой обмотке. Это невозможно осуществить в классическом методе.
Установлена принципиальная возможность осуществления контроля механического состояния обмоток силового высоковольтного трансформатора, используя только одну ступень диагностической процедуры, а именно, зондирующий импульс, в отличие от классического метода низковольтных импульсов. Наличие одной ступени существенно повышает потенциальную эффективность импульсного дефектографирования за счёт сокращения времени на обследование активной части, снижение погрешности измерений и возможности реализации контроля состояния активной части под рабочим напряжением при подключении генератора зондирующих импульсов через ПИН-датчик высоковольтного ввода.
Разработанная модель и пути моделирования контроля состояния обмотки позволят проводить эксперименты в лаборатории без привлечения сложного оборудования и выездов на подстанции с отключением и расшиновкой трансформаторов.
Совпадение сигналов, полученных на модели и на реальном оборудовании позволяет считать модель адекватной и точной.