Диагноз технического состояния трансформаторного оборудования

Опубликовано: 17 Май 2012

трансформатор требующий диагноза

М.Е.Алпатов (ОАО ХК «Электрозавод», Москва)

Проблема диагностики занимает в настоящее время одно из основных мест в тематике совещаний и конференций по трансформаторам. При этом острота проблемы постоянно возрастает, поскольку стремительно увеличивается парк старого оборудования. Спектр мнений специалистов весьма широк и колеблется от полного отрицания необходимости диагностики («нужно производить надежное оборудование») до объявления диагностики панацеей от всех бед. Представляется, что вопрос о «нужности» или «ненужности» диагностики не стоит, она необходима, правильнее поставить вопрос об эффективности диагностики в ее нынешнем состоянии. Можно констатировать, что сейчас эффективность диагностики трансформаторов явно недостаточна. Причиной этого является разрыв, образовавшийся между уровнем развития технических средств диагностики и ее теоретическим обеспечением. Под последним понимается разработанность моделей, в первую очередь математических, и, как следствие, разработанность аппарата обработки диагностической информации, формализованность процедуры постановки диагноза. Задача распознавания конкретных дефектов весьма сложна и в настоящий момент решена лишь для ограниченного числа случаев, здесь предлагается возможный путь ее решения.
Апробированный (в определенной степени) подход к разрешению данной проблемы заключается в использовании методов теории распознавания образов. При этом, реализация указанных методов для электрооборудования ограничивается использованием простейших алгоритмов вычисления оценок на основе булевозначных обучающих последовательностей (таблиц обучения, матриц диагностирования). Причины указанной ограниченности коренятся в количественной недостаточности (а, зачастую, в недостоверности) имеющейся статистической информации, а также в трудностях обобщения последней на весьма разнородный парк трансформаторного оборудования. Отмеченные причины не позволяют воспользоваться хорошо разработанными статистико-вероятностными методами распознавания и вынуждают использовать лишь наиболее простые (качественные) связи между дефектами и их признаками.
Для повышения эффективности технико-распознавательного подхода необходимо заменить булевы элементы таблицы обучения величинами, которые, не являясь вероятностями, в то же время адекватны последним по своему функциональному назначению и позволяют дифференцировать относительный вклад различных дефектов в изменение того или иного диагностического параметра. В качестве инструмента реализации данной идеи могут быть использованы элементы теории электрических цепей и теории чувствительности, с помощью которых возможно построение математических моделей различных дефектов, а также их объединение в рамках единой диагностической модели. Основные принципы такого подхода следующие. Сформируем таблицу, образованную, с одной стороны, множеством дефектов трансформаторов, а с другой, множеством признаков дефектов (диагностических параметров). Каждый элемент такой таблицы ассоциируется с изменением одного или нескольких физических параметров (например, чисел витков, геометрических размеров и т.п.), не входящих в набор выделенных. В этих условиях имеет смысл выбрать в качестве значений элементов таблицы обучения нормализованный диагностических параметров к соответствующим дефектам или их конечно-разностные аналоги. Основным достоинством таких представлений является возможность построения соответствующих математических моделей (в частности, цепных), с помощью которых могут быть вычислены требуемые значения элементов. С другой стороны безразмерность и ограниченность значений вводимых величин делает их близкими по уровню к традиционным вероятностным характеристикам, что позволяет предполагать возможность формирования смешанных аналитико-вероятностных таблиц обучения.
В качестве примера моделирования дефектов рассмотрим случай короткого замыкания в обмотках двухобмоточного трансформатора. При этом ограничимся вычислением чувствительностей или их конечно-­разностных аналогов по отношению к различным дефектам трансформаторов на множестве электромагнитных параметров. Суть идеи состоит в том, чтобы рассмотреть двухобмоточный трансформатор, часть витков одной из обмоток которого выкорочена, как трехобмоточный трансформатор с одной закороченной обмоткой. Пусть для определенности, короткое замыкание имеет место в первичной обмотке с общим числом витков wi . Обозначим число выкороченных витков – WK . Тогда обмотки вновь образованного трансформатора будут иметь Wi = Wi, W2 = W2, W3 = WK витков. Таким образом поставленная выше задача сводится к определению электромагнитных параметров [1,2] нового трехобмоточного трансформатора по заданным характеристикам исходного двухобмоточного объекта.
Таким образом предложен подход построения матрицы диагностирования трансформаторов, базирующийся на математическом моделировании дефектов, не требующий накопления и, обработки статистической информации.

Литература

  1. Бутырин П.А., Алпатов М.Е. Диагностика силовых трансформаторов под нагрузкой / Изв. РАН. Энергетика. 1996. № 1. С. 74-81.
  2. Бутырин П. А., Алпатов М.Е. Непрерывная диагностика трансформаторов/ Электричество. 1998. № 7. С.45-53.

Ещё по теме:

написано в рубрике: Статьи
Метки: , ,

Оставить отзыв