авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Pages:   || 2 |

Оглы методы количественной оценки технического состояния электроустановок

-- [ Страница 1 ] --

АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО ОТКРЫТОГО ТИПА "АЗЕРЭНЕРЖИ"

АЗЕРБАЙДЖАНСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ЭНЕРГЕТИКИ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ

на правах рукописи

МУРАДАЛИЕВ АЙДЫН ЗУРАБ ОГЛЫ

МЕТОДЫ КОЛИЧЕСТВЕННОЙ ОЦЕНКИ

ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК

специальность: 05.14.02 – электрические станции (электрическая часть),

сети, электроэнергетические системы и управление ими.

АВТОРЕФЕРАТ

диссертация на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Б А К У - 2002

Работа выполнена в Азербайджанском Научно - Исследовательском Институте Энергетики и Энергетического Проектирования.

Научный руководитель:

доктор технических наук Рахманов Н.Р.

Научный консультант:

кандидат технических наук Сафарова Т.Х.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук Керимов А.М.

кандидат технический наук Юсифов Н.А.

Ведущая организация – ООО «Сумгаитские высоковольтные электрические сети»

Защита состоится октября 2002 года в 1400 часов на заседании совета по защите Д.054.26.17. при Азербайджанском Научно - Исследовательском Институте Энергетики и Энергетического Проектирования по адресу: 370602, г. Баку, проспект Зардаби 94.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке АзНИИЭ и ЭП.

Автореферат разослан сентября 2002 года.

Ученый секретарь

Специализированного Совета,

доктор технических наук Лазимов Т.М.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

Актуальность проблемы.

К основным проблемам энергетики, требующим своего неотложного решения, относится проблема использования оборудования, срок службы которого превышает расчетный. Уже сегодня для ряда энергосистем количество стареющего оборудования (СО) приближается к 50%. Острота проблемы обуславливается реальным соотношением (b) темпов нарастания объемов стареющего оборудования и возможностей реновации. Следствием роста b являются дополнительные потери.

К ним относятся:

  • рост вынужденных затрат на ремонтные работы. Снижение надежности СО, ведет к росту числа аварийных отключений, последствия которых существенно превышают затраты на плановые ремонтные работы;
  • ухудшение основных технико-экономических показателей работы (удельный расход топлива, потери в тепловых и электрических сетях, расход на собственные нужды и пр.).

В условиях, когда замена в широких масштабах СО практически невозможна, проблема использования этого оборудования сводится к проблеме повышения долговечности. Повышение долговечности есть, безусловно, повышение надежности, как одно из основных ее свойств. Однако пути решения этой проблемы существенно отличаются от известных методов повышения безотказности и ремонтопригодности.

Проблема повышения долговечности сводится к повышению остаточного срока службы (DТД). Трудность ее решения заключается и в том, что методы количественной оценки DТД для электроустановок разработаны недостаточно полно.



Решение проблемы повышения долговечности стареющего оборудования требует:

  • создание автоматизированной системы информационной и методической поддержки персонала, обеспечивающего долговечность работы оборудования;
  • разработку методов прогнозирования показателей долговечности электроустановок, отражающих специфику их работы и износа;
  • совершенствование методов оценки технического состояния оборудования;

Цель работы.

Основной целью проводимых исследований является разработка методов и алгоритмов, позволяющих дать объективную количественную оценку остаточного срока службы элементов электроустановок и, тем самым, обеспечить обоснованную периодичность и объем восстановления их износа.

Для достижения поставленной цели в работе решены следующие задачи:

  1. Разработана автоматизированная информационная система количественной оценки ТС электроустановок электрических сетей (АСТСЭ).
  2. Собран и систематизирован обширный материал опыта эксплуатации электроустановок, включающий паспортные и общетехнические данные, сведения об аварийных и плановых отключениях, ремонтных работах, профилактических испытаниях и осмотрах.
  3. Обобщены существующие и разработаны новые методы количественной оценки показателей долговечности элементов электроустановок.
  4. Получены уточненные значения показателей надежности электроустановок для практически значимого сочетания разновидностей признаков (время, тип исполнения, срок службы и др.).

Научная новизна.

Получили дальнейшее развитие методические вопросы обеспечения надежности электроэнергетических систем и, в частности, вопросы количественной оценки показателей долговечности электроустановок.

  1. Разработана математическая модель оценки периодичности замены нулевых изоляторов ВЛ., характеризующая долговечность последовательной системы, из большого числа однотипных элементов, износ которых происходит дискретно. Периодичность замены определяется интенсивностью отказов изоляторов, числом гирлянд изоляторов, числом изоляторов в гирлянде и числом резервных изоляторов.
  2. Разработан алгоритм расчета показателей долговечности элементов электроустановок по характеристике параметра потока превышения износа допустимой величины.
  3. Показано, что повышение точности оценки параметров распределения экстремальных значений показателей износа элементов в фиксированный момент времени методом разделяющихся разбиений достигается переходом к средним статистическим оценкам реализаций параметров со скользящем шагом разбиения результатов измерения.
  4. Разработан метод оценки показателей долговечности элементов электроустановок при непрерывном воздействии факторов, вызывающих возрастающую скорость износа, наблюдаемой при несоответствии условий работы расчетным условиям.
  5. Разработана имитационная модель для анализа закономерности износа выключателей при неоднородных, неординарных и нестационарных воздействиях, отражающих различие величины токов к.з., влияние АПВ и РПВ, зависимости числа к.з. от времени года, типа к.з., влияние допустимого и остаточного ресурса.
  6. Разработана математическая модель прогнозирования остаточного срока службы элементов электроустановок, подвергающихся дискретным воздействиям

Практическая ценность работы.

АСТСЭ позволяет обеспечить:

  1. Информационную и методическую поддержку персонала при организации обслуживания электроустановок на основе их технического состояния. В режиме диалога по формализованному запросу предоставляются соответствующие данные: от общетехнических и паспортных, до рекомендаций по объему и периодичности ремонтов.
  2. Установлено, что:

2.1. Остаточный срок службы однотипного электрооборудования, имеющих одну и ту же наработку, может существенно отличаться и во многом зависит от скорости износа (V(t)). V(t)=const свойственна элементам, нагрузка которых соответствует износу, dV(t)/dt>0 свойственна элементам, нагрузка которых превышает допустимое по износу значение, dV(t)/dt<0 свойственна элементам, обладающих свойством «приспосабливаться» к условиям работы.

2.2. Основными направлениями повышения долговечности электроустановок являются: обоснованное снижение производительности (нагрузки); переход от нагруженного резервирования к резервированию замещением; введение избыточности в «слабые» звенья; восстановление износа.

  1. Разработанные методы и алгоритмы расчета показателей долговечности позволяют выявить «слабые звенья» электроустановки, произвести своевременное их восстановление, уменьшить аварийность и затраты на ремонтные работы, повысить долговечность

Обоснованность и достоверность полученных результатов.

Достоверность и обоснованность научных положений, выводов и рекомендаций основывается на применении современных методов теоретического и экспериментального исследования поставленных задач. Сравнительная оценка моделей и методов расчета проводилась как методом статистического моделирования для одних и тех же случайных чисел (объективность расчетов контролировалась эталонными примерами), так данными опыта эксплуатации.

Реализация результатов работы.

Разработанная автоматизированная система количественной оценки ТС электроустановок была использована для электроустановок Азербайджанской энергосистемы. Некоторые характерные результаты приведены в 2-4 главах работы. Заинтересованность энергосистемы в результатах подтверждается соответствующими актами.

Апробация работы.

Основные положения и результаты диссертации докладывались на:

  1. Республиканской научно-технической конференции, ноябрь 1997 г.
  2. Республиканской научно-практической конференции "Рациональное использование энергетических ресурсов и надежность оборудования", июль 2000 г.
  3. Международная конференция по техническим и физическим проблемам энергетики (ТРЕ). Баку, 23-25 апреля 2002 г.
  4. Международный Бакинский конгресс «Энергетика. Экология. Экономика», 30 мая – 3 июня 2002 г.

Публикации.

По теме диссертации опубликовано 7 печатных работ, в том числе 4-х научных статей и 3-х тезисов докладов на конференции.

Структура и объем работы.

Диссертационная работа изложена на 170 страницах машинописного текста. Состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 93 наименований, приложения.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

В первой главе приводится характеристика разработанной АСТСЭ. Рассмотрены основные организационные принципы и требования к системе сбора и обработки информации, к информационному обеспечению.

Для получения характеристик надежности оборудования в условиях эксплуатации, анализа причин возникновения отказов и неисправностей, разработки мероприятий по дальнейшей эксплуатации оборудования, необходима исчерпывающая информация о техническом состоянии оборудования. Актуальность этой задачи обуславливается также увеличением числа электроустановок, срок службы которых превышает расчетный.

Укрупненная структура АСТСЭ показана на рисунке 1.

Рис.1. Укрупненная структура системы сбора и обработки информации.

АСТСЭ обеспечивает эксплуатационный персонал данными о техническом состоянии действующего оборудования, об их повреждаемости и ремонтно-техническом обслуживании, позволяет провести анализ эксплуатационной надежности оборудования, рассчитать показатели безотказности, ремонтопригодности и долговечности, дать рекомендации по снижению аварийности и повышению остаточного срока службы.

АСТСЭ состоит из следующих взаимосвязанных подсистем (программных комплексов), в основу которых положено единое информационно-техническое обеспечение, отражающее специфику их функционирования:

  • информация о техническом состоянии оборудования;
  • расчет и анализ эксплуатационной надежности оборудования;
  • повышение остаточного срока службы оборудования.

Исходным звеном информационной системы являются разработанные первичные формы учета информации о надежности оборудования.

Подсистема «информация о техническом состоянии оборудования» обеспечивает ввод, корректировку, просмотр и печать паспортных данных и статистической информации по эксплуатации и ремонтно-техническому обслуживанию, профилактическим испытаниям установленного оборудования.

Подсистема «расчет и анализ эксплуатационной надежности оборудования» позволяет реализовать на программном уровне задачи оценки ТС оборудования.

Рекомендации по повышению остаточного срока службы оборудования предусматривают предложения по снижению числа автоматических отключений, по совершенствованию ремонтного обслуживания, по продлению срока службы.

АСТСЭ позволяет повысить надежность работы за счет снижения числа отказов, связанных с износом оборудования; снизить затраты на аварийные ремонты, улучшить качество ремонтов и сократить их продолжительность за счет предварительного анализа ТС оборудования и оптимизации межремонтных периодов.





Во второй главе рассмотрены методические вопросы количественной оценки ТС электроустановок распределенного типа непрерывного действия на примере воздушных линий электропередачи 110-330 кВ. Оценка ТС ВЛ и ее элементов проводится в целях определения возможности их дальнейшей эксплуатации или необходимости ремонтно-технического обслуживания.

Техническое состояние ВЛ в момент t может быть рассчитано по формуле

(1)

где - относительная величина (d) остаточной стоимости ВЛ; n – число эквивалентных элементов ВЛ; - относительная величина затрат на замену j-го элемента; - относительная величина среднего износа j-го элемента.

Если износ элемента происходит непрерывно, то

(2)

где m – число измерений при контрольном испытании; - результат i-го измерения показателя износа (П) j-го элемента ВЛ в момент t; - предельно допустимое значение показателя износа j-го элемента.

При дискретном характере износа:

(3)

где - допустимое число дискретных воздействий; - вероятность проявления i дискретных воздействий в момент t.

Точность оценки будет определяться функцией распределения показателей износа в момент t по формуле

(4)

ТС элементов ВЛ характеризуется показателями и характеристиками долговечности (износа, ресурса, предельного и остаточного срока службы): средние значения, гарантированные значения, функции распределения, интенсивность события Пj > Пj,ДОП.

Графическая иллюстрация ряда показателей и характеристик долговечности элементов приведена на рис.2.

Рис.2. Графическая иллюстрация ПД элементов.

Среди вероятностных показателей износа особую роль играет веденная Седякиным И.М. функция выработанного ресурса, позволяющая оценить средний срок службы невосстанавливаемого элемента

(5)

Рассмотрены основные эксплуатационные показатели ТС элементов ВЛ, приведены результаты статистического анализа и количественная оценка показателей надежности работы ВЛ и ее элементов. Анализ ТС воздушных линий электропередачи позволил установить, что более 50% суммарной протяженности ВЛ 110-330 кВ имеют срок службы более 40 лет. Наблюдается рост числа повреждений проводов и тросов, перекрытия изоляции. Обрыв проводов возникает вследствие дефектов контактных соединений, обрыв тросов – вследствие коррозии, а перекрытия изоляции – вследствие роста числа нулевых фарфоровых изоляторов.

Исследуются процессы износа фарфоровой изоляции ВЛ. Рассмотрены ряд моделей. Показано, что при идентичности результатов, наиболее проста и хорошо изучена пуассоновская модель износа гирлянды изоляторов

(6)

и соответствующая ей функция долговечности ВЛ

(7)

где КГ – число изоляторов в гирлянде; МГ – число гирлянд изоляторов; TД – предельный срок службы; - интенсивность отказов изоляторов; DКГ – число резервных изоляторов в гирлянде.

Интенсивность события К0 > DКГ

(8)

Проведен анализ влияния восстановления гирлянды изоляторов при повреждении на закономерности изменения lЛ(TД). Показано, что это влияние существенно, однако оно проявляется в форме увеличения lЛ(TД) намного позже интервала до предупредительной замены нулевых изоляторов. Само изменение lЛ(TД) имеет монотонно возрастающий характер с убывающей скоростью изменения при DКГ<3 и возрастающей скоростью изменения при DКГі3.

Разработан метод количественной оценки показателей оптимальной периодичности предупредительной замены нулевых изоляторов конкретной линии по характеристике интенсивности отказов. Определяется момент времени (Т0.К), начиная с которого число устойчивых аварийных отключений ВЛ вследствие износа изоляции начинает нелинейно возрастать. Показано, что до момента Т0,К на ВЛ нет необходимости проводить предупредительную замену нулевых изоляторов, а после момента Т0,К число устойчивых аварийных отключений ВЛ резко возрастает и ограничение ремонтных работ лишь аварийными ремонтами никак не снизит возрастающую интенсивность перекрытия гирлянд изоляторов. Установлено, что периодичность предупредительной замены нулевых изоляторов зависит от длины линии, числа изоляторов в гирлянде, уровня изоляции и может существенно отличаться от средней, регламентируемой ПТЭ, величины. Приводится метод определения оптимальной периодичности предупредительных замен нулевых изоляторов исходя из стоимостных показателей.

В третьей главе работы рассмотрены методические вопросы количественной оценки технического состояния сосредоточенных элементов непрерывного действия на примере силовых трансформаторов с напряжением 110-220 кВ. Приводится характеристика основных эксплуатационных показателей, определяющих техническое состояние трансформаторов. Даны результаты статистического анализа надежности работы, получены показатели безотказности, ремонтопригодности и долговечности трансформаторов. Показано, что с увеличением срока службы частота отказов возрастает. Такое изменение преимущественно объясняется процессами старения изоляции обмоток.

Разработан метод оценки точности расчета параметров распределения показателей, характеризующих экстремальный износ элементов. Метод основан на определении оценок параметров распределения по аналогии с вычислениями методом разделяющихся разбиений с той разницей, что оценки параметров вычисляются для множества сочетаний квантилей с последующим усреднением этих оценок.

(9)

(10)

Исследования методом решения обратной задачи позволили установить, что среднее квадратическое отклонение и в 1,5 раза меньше, чем при вычислении методом разделяющихся разбиений при 2<k<(n-1). Наибольшее расхождение g и b от действительных значений наблюдается для тех выборок измерений износа, отдельные значения которых незначительно различаются друг от друга.

Разработан метод расчета ПД элементов с возрастающей скоростью износа. К этой категории относятся элементы, нагрузка которых превышает допустимое значение для ТС элемента. Оценка (ПД) отдельных узлов (элементов) электроустановок по статистическим данным повреждаемости и дефектов, выявленных при эксплуатации, проведении профилактических испытаний и ремонтов, часто связана со значительными трудностями.



Pages:   || 2 |
 

Похожие работы:










 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.