Современные методы диагностики тяговых трансформаторов железных дорог и построение экспертной системы для обработки результатов тепловизионной диагностики тяговых трансформаторов ВСЖД

Проверяем расхождение расчетного и номинального световых потоков лампы:

(13)

,

что находится в допустимых пределах.

Определим фактическую минимальную освещенность рабочей поверхности с учетом выбранной лампы:

(14)

Заключение

В соответствии с заданием, в дипломном проекте рассмотрены новые методы диагностирования силовых трансформаторов, такие как метод определения 4-х фурановых производных методом газожидкостной хроматографии, фотометрическая методика определения фурфурола, экспресс-методика визуального определения фурфурола в трансформаторных маслах, и др. Которые в настоящее время входят в эксплуатацию, помимо традиционных испытаний.

В отдельных главах рассмотрены термографические методы диагностирования тяговых подстанций так как решение задач диагностирования электрооборудования тяговых подстанций (ТП) может быть выполнено на основе тепловизионных обследований (ТВО). Современные инфракрасные камеры имеют значительное оптическое разрешение, широкий диапазон измеряемых температур, не требуют охлаждения термочувствительного элемента жидким азотом. Эти приборы позволяют автоматически отсчитывать температуру в центре визирного перекрытия, выстраивать профиль температуры в режиме реального времени, вести непрерывную запись изображения на гибкий магнитный носитель. Вместе с приборами поставляются программные продукты, обеспечивающие эффективную компьютерную обработку получаемых термограмм.

В дипломном проекте представлены результаты тепловизионных обследований тяговых подстанций ВСЖД.

Разработана, испытана, отлажена и подготовлена к использованию экспертная система в инструментальной среде EXSYS, для обработки результатов диагностирования силовых трансформаторов.

Необходимость создания обусловлена тем, что для обработки большого объема сложной, неопределенной, неоднозначной, противоречивой и эвристической информации необходимы специальные информационные системы (ИС), оказывающие пользователям поддержку в принятии решений.

В экономической части проекта выполнен расчёт стоимости разработки программного комплекса согласно методике [23]. Затраты на разработку составили 32779,64 руб.

В разделе безопасность жизнедеятельности и охрана труда разработаны эргономические и санитарно-гигиенические нормы при организации работы вычислительного центра. В экологической части проекта проанализировано влияние электромагнитного загрязнения при работе с ЭВМ. Тематика разделов специфична и напрямую касается особенностей труда инженера, использующего разработанные программные комплексы, то есть работника вычислительного центра. Правила и мероприятия, предложенные в разделах, являются необходимыми и обязательными для выполнения.

Таким образом, дипломный проект выполнен в соответствии с заданием в полном объеме.

Приложение А

Текст экспертной системы для обработки результатов диагностирования силовых трансформаторов в инструментальной среде exsys

Subject: Экспертная система для обработки результатов ТВО тр-в

Author: Л.В. Рудых

Starting text:

Эта экспертная система поможет вам отыскать неисправности в тяговом трансформаторе. Ответьте на следующие вопросы (вариант " ДА" или "НЕТ"):

Ending text:

Вероятная причина неисправности:

Uses all non-redundant rules in data derivations.

Probability System: 0 (false) or 1 (true)

DISPLAY THRESHOLD: 1

QUALIFIERS:

1) Выявлены локальные нагревы на стенках бака ТТ (РПТ)?

2) Наблюдается повышение температуры, которого нет на соседних фазах или на таких же ТТ(РПТ), работающих рядом?

3) ТТ имеет систему охлаждения типов М и Д?

4) ТТ (РПТ) имеет систему охлаждения типов ДЦ и Ц?

5) Разность между максимальной и минимальной температурами по высоте ТТ(РПТ) составляет 4..8 градусов?

6) Наблюдается неравномерное распределение тепловых потерь по высоте обмотки?

7) Выявлены перегревы крайних обмоток высокого напряжения?

8) Разность между максимальной и минимальной температурами по высоте ТТ составляет 20...35 градусов?

9) Обнаружено повышение температуры корпуса маслонасоса?

10) Нарушено плавное повышение температуры по высоте термосифонного фильтра?

11) Температура труб радиаторов низкая?

12) Обнаружено резкое падение температуры в маслопроводе после газового реле или отсечного клапана?

13) Обнаружен нагрев расширителя герметичного маслонаполненного высоковольтного ввода?

14) Обнаружено нарушение плавного снижения температуры от бака трансформатора к расширителю высоковольтного ввода?

15) Выявлен продольный нагрев на поверхности фарфоровой покрышки, начиная от верхнего фланца?

16) Зафиксирована неравномерность температуры на поверхности высоковольтного ввода?

17) Выберите вид диагностирования:

18) Разность между максимальной и минимальной температурами по высоте ТТ составляет 20..35 градусов?

19) Эксплуатируется СТ, изготовленный по нормам ГОСТ 11677-65?

20) Эксплуатируется СТ, изготовленный по нормам ГОСТ 11677-75 и -85?

21) Контролируется возбуждение магнитопровода стержня?

22) Контролируется возбуждение магнитопровода ярма?

23) Обнаружен низкий уровень масла в СТ?

24) Обнаружен высокий уровень масла в СТ?

25) Температура масла при номинальной нагрузке выше допустимой (для СТ с системами охлаждения типов М-95 гр., ДЦ и НДЦ - 70 гр.)?

26) Обнаружено снижение давления в высоковольтном вводе?

27) При изменениях температуры окружающей среды и нагрузки показания манометра высоковольтного ввода не изменяются?

28) Обнаружено повышенное давление в высоковольтном вводе?

29) Происходит интенсивное старение (потемнение) масла?

30) Исследуемая проба газа загорается от спички, поднесенной к крану газового реле?

31) Исследуемая проба газа бесцветна и не горит?

32) Исследуемая проба газа бело - серого цвета?

33) Исследуемая проба газа желтого цвета?

34) Исследуемая проба газа черного цвета?

35) Наблюдаются частичные разряды между обмоткой и барьерной изоляцией?

36) Уровень устойчивых частичных разрядов превышает уровень помех в 5 и более раз?

37) Наблюдаются частичные разряды между обмоткой и барьерной изоляцией по всей длине масляного канала?

38) Наблюдается ползущий разряд в барьерной изоляции?

39) Обнаружены частичные разряды между обмоткой и барьером?

40) Вибрирует весь бак?

41) В режиме нагрузки усиливается вибрация СТ (или изменяется ее частота, или появляется модулированный шум)?

42) Присутствуют резонансные колебания (шум) на частотах до 100 Гц?

43) Осматривается СТ с системой охлаждения типа Д?

44) Присутствуют резонансные колебания на частотах 300 и 500 Гц?

45) Присутствуют резонансные колебания (шум) на частоте 100 Гц?

46) Присутствуют высокочастотные резонансные колебания на частотах 700 Гц и выше?

47) При переходе от режима холостого хода к режиму нагрузки вибрация бака уменьшается?

48) Шум и амплитуда вибрации СТ превышают контрольное значение, пропорциональное квадрату тока?

49) Шум и амплитуда вибрации СТ постепенно (от замера к замеру) превышают контрольное значение, пропорциональное квадрату тока?

50) Частотный спектр шума и амплитуда вибрации СТ резко изменяются (от замера к замеру) и превышают контрольное значение, пропорциональное квадрату тока?

51) Величина относительного значения критерия (соотношение концентраций) CH4/H2 лежит в пределах: >0.1, но <1.0?

52) Величина относительного значения критерия (соотношение концентраций) C2H6/СH4 лежит в пределах: <1.0?

53) Величина относительного значения критерия (соотношение концентраций) C2H4/С2H6 лежит в пределах: <1.0?

54) Величина относительного значения критерия (соотношение концентраций) C2H2/С2H4 лежит в пределах: < 0,5?

55) Величина относительного значения критерия (соотношение концентраций) CH4/H2 лежит в пределах: >= 1.0?

CHOICES:

1) Возможно разрушение изоляции шпилек или обрыв шинок заземления.

2) Выявленное повышение температуры считается аномальным.

3) Работа ТТ нормальная.

4) Работа ТТ (РПТ) нормальная.

5) Возможно ускоренное старение изоляции отдельных катушек или витков.

6) Возможно разбухание дополнительной бумажной изоляции или шламообразование.

7) Возможно трение крыльчаток, дефекты подшипников, витковое замыкание в обмотке электродвигателя.

8) Возможно шламообразование или случайно закрыта задвижка, или ТТ(РПТ) работает в режиме холостого хода.

9) Возможна неисправность плоского крана радиатора или ошибочное его закрытие, или коррозия труб, или шламообразование.

10) Возможен дефект плоского крана, расположенного у газового реле.

11) Возможно образование короткозамкнутого контура внутри расширителя.

12) Возможно понижение уровня масла в высоковольтном вводе.

13) Возможны частичные разряды из-за увлажнения верхней части остова высоковольтного ввода. Нарушение герметичности прокладок маслорасширителя, попадание влаги.

14) Возможно разбухание бумажной основы высоковольтного ввода или смещение бумажной основы высоковольтного ввода или шлакообразование на уступах остова высоковольтного ввода или нарушение циркуляции масла в высоковольтном вводе.

15) Выявленная разница температур считается аномальной.

16) При номинальной нагрузке допускается длительное превышение напряжения 1,05Uном.

17) При 25%-ной нагрузке допускается длительное превышение напряжения 1,1Uном.

18) При номинальной нагрузке допускается длительное превышение напряжения 1,1Uном.

19) Возможно наличие протечки в баке или в системе охлаждения. (Возможно срабатывание газового реле, ускоренное старение масла, при оголении изоляции обмоток - перекрытие по воздуху.)

20) Возможно, допущен перелив масла в холодное время. (В СТ с азотной защитой образуется масляная пробка в системе дыхания, что может привести к срабатыванию газового реле или к нарушению целостности мембраны выхлопной трубы. В СТ с пленочной защитой могут сработать один или два предохранительных клапана. В случае если после срабатывания клапан не закрыт.

21) Проверить систему охлаждения или перейти к диагностике внутренних повреждений. ( Внутренние повреждения: образование короткозамкнутых контуров, нагрев контактных соединений, разбухание изоляции, приводящее к уменьшению сечения масляных каналов.)

22) Возможно нарушение герметичности высоковольтного ввода (повреждение уплотнений). Возможно повреждение манометра. (Нарушение герметичности - очень опасное повреждение, при неисправном манометре оно не будет своевременно обнаружено).

23) Возможна неисправность манометра. (Нарушение герметичности - очень опасное повреждение, при неисправном манометре оно не будет своевременно обнаружено).

24) Возможно нарушение свойств масла. (Взять пробу масла для анализа).

25) Нужно искать источник повышенного нагрева. (Провести термографическое обследование СТ).

26) Имеются внутренние повреждения СТ.

27) Возможной причиной действия газового реле является выделение из масла воздуха.

28) Возможно термическое повреждение бумажной или картонной изоляции.

29) Возможно термическое повреждение деревянных клиньев и распорок.

30) Возможно термическое разложение масла.

31) Внутренних повреждений в СТ нет.

32) Возможно понижение эффективной циркуляции масла в канале или появление токопроводящей дорожки на поверхности барьера. (Необходимы проверка работы системы охлаждения, анализ масла).

33) Возможно, имеется опасный развивающийся дефект.

34) Возможно понижение эффективной циркуляции масла в канале или появление токопроводящей дорожки внутри барьера. (Опасный развивающийся дефект).

35) Улучшить циркуляцию масла и провести его вакуумную очистку.

36) Возможно нарушение жесткости установки СТ на катках или фундаменте. (Проверить положение башмака или установить дополнительные прокладки).

37) Возможно, ухудшается прессовка обмоток и магнитопровода.

38) Возможно, вибрации вызваны вентиляторами и маслонасосами.

39) При отключении электродвигателей вентиляторов допускается нагрузка СТ не менее 50% номинальной мощности (ГОСТ 11677-85). (При отключении электродвигателей вентиляторов возможна локализация источника шума).

40) Вынужденные колебания связаны с электродинамическими процессами. (Магнитострикция в магнитопроводе и электродинамические процессы в обмотке).

41) Возможна распрессовка или дефект сборки магнитопровода. ( Связь с процессами насыщения магнитопровода).

42) Шум связан с внешними дефектами. (Высокочастотные колебания интенсивно поглощаются маслом).

43) Вибрационные дефекты отсутствуют.

44) Возможны ослабление узлов крепления или потеря радиальной устойчивости обмоток.

45) Возможно, снижается качество запрессовки обмотки.

46) Происходит повреждение активной части СТ.

47) Вибрационные дефекты присутствуют.

48) Характер дефекта: норма.

49) Характер дефекта: Частичные разряды.

50) Характер дефекта: Частичные разряды с перекрытием по поверхности изоляции.

51) Характер дефекта: Длительное воздействие разрядов.

52) Характер дефекта: Длительное воздействие дуги.

53) Характер дефекта: Кратковременное воздействие дуги.

54) Характер дефекта: Слабый локальный перегрев до 150 градусов.

55) Характер дефекта: Локальный перегрев в диапазоне 150 - 200 градусов.

56) Характер дефекта: Локальный перегрев в диапазоне 200-300 градусов.

57) Характер дефекта: Общий перегрев обмотки.

58) Характер дефекта: Циркуляционные токи в обмотке.

59) Характер дефекта: Циркуляционные токи в магнитопроводе, баке, локальные перегревы.

60) Выберите относительные значения критериев.

Список литературы

1) Бузаев В.В., Львов Ю.Н., Смоленская Н.Ю., Сапожников Ю.М. газохроматографический анализ трансформаторного масла на содержание в нем ионола.- Электрические станции, 1996, N 1, с.51.

2) РД 34.46.302-89 Методические указания по диагностике развивающихся дефектов по результатам хроматографического анализа газов, растворенных в масле силовых трансформаторов. - М., Союзтехэнерго, 1989.

3) РД 34.43.206-94 Методика количественного химического анализа, определение содержания производных фурана в электроизоляционных маслах методом высокоэффективной жидкостной хроматографии. - М., ОРГРЭС,1995.

4) «Методика контроля состояния твердой изоляции высоковольтного оборудования на основе анализа фурановых производных» 1281.00.00.000Д - М., СКТБ ВКТ филиал АО Мосэнерго, 1999.

5) Долин А.П., Першина Н.Ф., Смекалов В.В. Опыт проведения комплексных обследований силовых трансформаторов. - Электрические станции, 2000, № 6, стр.46-52.

6) Типовая технологическая инструкция. Трансформаторы напряжением 110 - 1150 кВ, мощностью 80 МВА и более. Капитальный ремонт. РДИ 34-38-058-91. М.: СПО ОРГРЭС, 1993.

7) Объем и нормы испытаний электрооборудования. РД 34.45-51.300.97.- 6-е изд. М.: ЭНАС, 1998.

8) Справочник. Технические средства диагностирования, под ред. чл.-кор. АН СССР Клюева В.В. - М.: Машиностроение, 1989. 672с. ил.

9) Типовая технологическая инструкция. Трансформаторы напряжением 110 - 1150 кВ, мощностью 80 МВА и более. Капитальный ремонт. РДИ 34-38-058-91. М.: СПО ОРГРЭС, 1993.

10) Бажанов С.А. Инфракрасная диагностика электрооборудования распределительных устройств. - М.: НТФ "Энергопрогресс", 2000. - 76 с.

11) Вавилов В.П. Тепловые методы неразрушающего контроля: Справочник. - М.: Машиностроение, 1991. - 240 с.

12) Власов А.Б. Обработка и анализ данных тепловизионного контроля // Электротехника. 2002.- № 7.- С.37-43.

13) Объем и нормы испытания электрооборудования. - М.: Энас, 1998.

14) Журавлев А.Н., Попов Г.В. Технология тепловизионного контроля в диагностике силовых трансформаторов//WWW. Transforматоры.ru.

15) Власов А.Б., Джура А.В. Анализ данных тепловизионного контроля электрооборудования в Колэнерго // Электрические станции. 2002.- № 7. -С.47-50.

16) Власов А.Б. Определение гамма - процентного ресурса контактных соединений по данным тепловизионной диагностики //Электротехника.2003. - №8. - С. 25- 28.

17) Власов А. Б. Тепловизионная диагностика в энергетике: достижения и проблемы // Электрика. 2002.- № 12. С. 27-32.

18) А.Тей. Логический подход к искусственному интеллекту / Пер. с франц.- М.: Мир, 1990. - 432 с.

19) Т.А.Гаврилова, В.Ф. Хорошевский. Базы знаний интеллектуальных систем.- СПб: Питер, 2000.- 384 с.

20) П. Джексон. Введение в экспертные системы.: Пер. с англ. - М.: Вильямс, 2001. - 624 с.

21) Э.В. Попов, И.Б. Фоминых, Е.Б. Кисель, М.Д. Шапот. Статические и динамические экспертные системы. - М.: Финансы и Статистика, 1996. - 320 с.

22) Уотермен Д. Руководство по экспертным системам / Пер. с англ..- М.: Мир, 1989. - 388 с.

23) Экономические аспекты реализации проекта. Методические указания по выполнению экономической части дипломного проекта для студентов специальности «Информационные системы в технике и технологиях» всех форм обучения./ И.Ю. Сольская, С.А. Халетская - ИРКУТСК: ИрГУПС 2003 - 14с.

24) Рудаков Ю.В, ст. преподаватель; Карпенко И.Б, ассистент; Шадрина Л.В, доцент. Правила оформления пояснительной записки к дипломному проекту. Методические указания. - Иркутск: Глазковская типография,1999. --30 с.

25) Белов И.В, Терешина Н.П, Галайбурда В.Г. Экономика железнодорожного транспорта: Учеб. Для вузов ж. - д. трансп.- М.: УМКМПС России, 2001.-600с.

26) Санитарные правила и нормы СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03" Гигиенические требования к видеодисплейным терминалам, персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы" (утв. постановлением Госкомсанэпиднадзора РФ от 14 июля 2003 г. N 14).

27) ГОСТ 2. 104 - 68 Основные надписи. Система ЕСКД. - М.: Издательство стандартов, 1971.

28) ГОСТ 2. 106 - 96. Текстовые документы. Система ЕСКД. - М.: Издательство стандартов, 1997.

Размещено на Allbest.ru