WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 | 3 |

________________________________________________________________________________

На правах рукописи

МАРКЕВИЧ Надежда Викторовна

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОЦЕНКИ

ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК ДО 1000 В

ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ

Специальность 05.14.02 – Электростанции и электроэнергетические системы

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Иваново – 2008

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный политехнический университет» и Федеральном государственном образовательном учреждении дополнительного профессионального образования «Петербургский энергетический институт повышения квалификации».

Научный руководитель:

доктор технических наук, доцент

Таджибаев Алексей Ибрагимович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор

Савельев Виталий Андреевич

кандидат технических наук, доцент

Селезнев Юрий Григорьевич

Ведущая организация –

Открытое акционерное общество

«Научно-исследовательский институт по передаче электроэнергии постоянным током высокого напряжения»

(г. Санкт-Петербург)

Защита состоится « 19 » декабря 2008 г. в 11.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.064.01 при ГОУ ВПО «Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина» по адресу:

153003, г. Иваново, ул. Рабфаковская, д.34, корпус «Б», аудитория 237.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью организации, просим присылать по адресу: 153003, г. Иваново, ул. Рабфаковская 34, Ученый совет ИГЭУ. Тел.: (4932) 38-57-12, факс: (4932) 38-57-01.

E-mail: uch_sovet@ispu.ru

С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке ГОУ ВПО «Ивановский государственный энергетический университет».

Автореферат разослан « 18 » ноября 2008 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

д.т.н, профессор А.В. Мошкарин

Общая характеристика работы

Актуальность работы. Важнейшей составляющей в решении широкого круга задач, связанных с эксплуатацией электростанций (ЭС), является объективная информация о техническом состоянии электроустановок (ЭУ). Качественное решение этих задач возможно только при соответствующем развитии и повышении эффективности средств и методов оценки технического состояния (ТС) и при адекватной реализации управления ремонтами и обслуживанием. При чем надежность и экономичность ЭС определяется системами всех уровней напряжения, в том числе и ЭУ до 1000 В, которые осуществляют многочисленные функции, в том числе и функции, обеспечивающие безопасность. Отсутствие необходимого внимания к проблемам электроснабжения собственных нужд до 1000 В привело к возрастанию случаев отказов и нарушений в этом классе напряжения и требует шагов по совершенствованию систем оценки ТС, как одного из важнейших средств повышения надежности. Особенно актуальна эта проблема в условиях решения инновационных задач в энергетике, когда наблюдается широкое внедрение новых технологий и материалов в ЭУ, когда традиционные способы технической диагностики и неразрушающего контроля оказываются неприемлемыми. Это заставляет искать новые решения в области оценки состояния ЭУ.

Важнейшим фактором совершенствования систем оценки состояния является не только учет всех реальных эксплуатационных факторов, влияющих на ЭУ, но и взаимное влияние текущих состояний по мере изменения свойств оборудования. Такой подход требует рассматривать проблему не как состояние отдельного независимого объекта, а как комплекс состояний элементов, связанных условиями эксплуатации. Такое представление реально отвечающее техническому состоянию требует обоснования более совершенных моделей, для чего необходим высокий уровень исследований на основе математического и физического моделирования, теоретических и экспериментальных исследований свойств элементов системы электроснабжения напряжением до 1000 В в условиях возникновения и развития дефектов, изучения свойств признаков технического состояния, задающих динамические и статические свойства признаковых пространств, характеризующих текущее ТС. Обоснование новых признаков ТС, выбор состава и размерности признаковых пространств должно опираться на тщательное изучение свойств участников процесса (автоматических выключателей, кабелей, двигателей, трансформаторов, ограничителей перенапряжения и т.д.) и их взаимное влияния.

Необходимость повышения эффективности оценки состояния ЭУ неоднократно отмечалось на научных конференциях и семинарах в Российской Федерации и за рубежом, в отраслевых и правительственных решениях.

Оценка состояния ЭУ, опирающееся на представление ТС как процесса, в котором участвуют и взаимно влияют все объекты эксплуатации на разработку новых технологий оценивания, является одним из ключевым элементов функционирования систем электроснабжения до 1000 В электростанций, что позволяет констатировать актуальность темы диссертационной работы.

Цель диссертационной работы заключается в разработке методов повышения эффективности оценки технического состояния электроустановок до 1000 В электростанций.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Разработать модель, позволяющую провести анализ динамических свойств технического состояния электроустановок до 1000 В, учитывающую свойства автоматических выключателей, кабелей, двигателей и их взаимное влияние.

2. Разработать методику определения динамических свойств текущего состояния, ресурсных показателей и оценки остаточного ресурса автоматических выключателей, кабелей и двигателей.

3. Разработать методику учета влияния коммутационных перенапряжений на триинговые процессы, как в водной фазе, так и в фазе частичных разрядов, а также методику анализа динамических свойств развития дефекта в кабелях с полимерной изоляцией.

4. Усовершенствовать модель тепловых процессов в электроустановках.

Научная новизна работы состоит в следующем:

1. Разработана модель, позволяющая провести анализ динамических свойств технического состояния электроустановок до 1000 В. Отличительной особенностью её является учет кинематической схемы автоматического выключателя на этапе включения и отключения, свойств коммутируемых присоединений (активная, индуктивная и емкостная нагрузки). Модель основана на учете временных характеристик начальной стадии горения электрической дуги и изменении кривой напряжения на дуге по мере увеличения количества циклов включений и отключений.

2. Получены данные влияния свойств автоматических выключателей на надежность кабелей и двигателей. Показано, что по мере старения автоматических выключателей увеличивается длительность включения и отключения, что приводит к увеличению термического воздействия на кабели и двигатели.

3. Разработана методика учета влияния коммутационных перенапряжений на триинговые процессы, как в водной фазе, так и в фазе частичных разрядов. Методика основана на учете в теории термофлуктуационных колебаний комбинированного процесса воздействия влаги и электрического поля, а также позволяет определить ресурсные свойства кабеля из полимерной изоляции.

4. Разработана новая методика оценки остаточного ресурса автоматических выключателей, основанная на контроле времени горения электрической дуги на стадии жидкометаллического мостика.

На защиту выносятся:

1. Модель динамических свойств технического состояния электроустановок до 1000 В, учитывающая взаимное влияние свойств автоматических выключателей, кабелей и двигателей.

2. Методика анализа динамических свойств развития дефекта в кабелях с полимерной изоляцией и обмотках двигателей, обеспечивающая определение ресурсных свойств.

3. Способы оценки остаточного ресурса автоматических выключателей, основанные на контроле времени горения электрической дуги на стадии жидкометаллического мостика и оценки технического состояния обмотки двигателя на основе двухчастотного метода.

4. Модель тепловых процессов, учитывающая конвективную теплопередачу при определении признаков технического состояния электроустановок при термографическом анализе.

Практическая ценность результатов, полученных в диссертации заключается в разработке модели, позволяющей провести анализ динамических свойств технического состояния электроустановок до 1000 В. Такая модель является базой для анализа влияния процессов в автоматических выключателях на смежные электроустановки, на их ресурсные показатели.

Результаты теоретических и экспериментальных исследований ресурсных свойств автоматических выключателей использованы для разработки новых коммутационных аппаратов, позволяющих увеличить межремонтный период, в том числе для повышения надежности электроустановок сетей 0,4 кВ, что обеспечит надежность систем собственных нужд, следовательно, и надежность электростанций.

Реализация и внедрение результатов работы:

Результаты диссертационной работы внедрены в учебный процесс на кафедре ЭЭСП ФГОУ ДПО «ПЭИПК» в соответствии с образовательными программами «Энергетическое оборудование электрических станций, промышленных предприятий электрических и тепловых сетей» и «Диагностика, эксплуатационный контроль и ремонт энергетического оборудования». Выпущены учебные пособия.

Результаты диссертационной работы внедрены в производство на ОАО «Новая ЭРА» и использованы в лаборатории «Технической диагностики и энергоаудита». Изготовлен лабораторный образец устройства контроля состояния электродвигателя и проведены его экспериментальные исследования.

Достоверность результатов работы обусловлена организацией экспериментальных исследований и обработкой их результатов с учетом требований отраслевых нормативных документов, государственных и международных стандартов.

Апробация работы.

Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались:

- на Политехническом симпозиуме «Молодые ученые – промышленности Северо-Западного региона», Санкт-Петербург, 2005 г.;

- Международном семинаре «Методы и средства оценки состояния энергетического оборудования» в 2005 г. (Санкт-Петербург), в 2006 г. (Новосибирск), в 2007 г. (Созопол, Болгария);

- Всероссийской межвузовской научно-технической конференции студентов и аспирантов, Санкт-Петербург, 2007 г.;

- Международной научно-технической конференции «Полимерные изоляторы и изоляционные конструкции высокого напряжения», Санкт-Петербург, 2008 г;

- Международном форуме «Электроэнергетика - 2007» (Старая Лесна, Словакия), «Электроэнергетика - 2008» (Санкт-Петербург).

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 8 печатных работ, из них две статьи в научно-технических журналах, включенных в перечень ВАК, и два учебных пособия.

Структура и объем диссертации.

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы, включающего 95 наименований. Основная часть работы изложена на 170 страницах машинописного текста. Работа содержит 73 рисунка и 18 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулированы цели и задачи исследования, изложены основные научные результаты, полученные в работе, ее практическая значимость и основные положения, выносимые на защиту.

Первая глава содержит обзор методов оценки ТС и анализ повреждаемости ЭУ, дано обоснование необходимости исследования свойств электрооборудования систем электроснабжения до 1000 В и повышения эффективности оценки ТС ЭУ электростанций.

Оценка состояния ЭУ, являясь важнейшим элементом эксплуатации ЭС, всегда была предметом исследований отечественных и зарубежных ученых. Существенный вклад в развитие систем технической диагностики внесли исследования В.В. Клюева, И.А. Биргера, Я.Б. Данилевича, Ю.Н. Львова, А.Г. Овсянникова, В.А. Савельева и др. Важную роль в становлении и развитии систем технического обслуживания и ремонта ЭУ, неотъемлемой частью которых является оценка ТС, сыграли работы Е.Ю. Барзиловича, В.Ф. Воскобоева, В.Смита, Р.И. Соколова и других. Развитию теории и методов обеспечения надежности, связи проблем обеспечения надежности с системами оценки технических и режимных состояний ЭС посвящены работы Ю.Н. Руденко, М.Н. Розанова, Н.И. Воропая, Ю.А. Фокина и других. Значительный вклад в анализ метод и средств оценки состояния энергетического оборудования как важнейшего инструмента обеспечения надежности, безопасности и экономичности, в развитии теории, ускорение внедрения в практику внесли участники Международного научно-технического семинара «Методы и средства оценки состояния энергетического оборудования».

Вместе с тем анализ технических решений показывает, что ранние разработки неполно охватывают возможности совершенствования систем оценки ТС, а к ЭУ до 1000 В традиционно уделялось мало внимания.

В процессе эксплуатации кроме воздействия основных факторов (электрического поля, теплового поля, окружающей среды и механических воздействий) происходит взаимное влияние свойств ЭУ друг на друга. Это приводит к снижению эксплуатационной надежности и увеличению опасности возникновения отказов. Рассмотрено влияние процессов в ЭУ до 1000 В на надежность систем электроснабжения электростанций, а также управление ТС, как способ обеспечения надежности.

Интегральной характеристикой состояния ЭУ можно считать технический ресурс. Литературный анализ показал, что фактический сработанный ресурс ЭУ при воздействии электрических эксплуатационных факторов может быть определен по выражению:

, (1)

где iЭ=1…NЭ – количество воздействующих электрических факторов; – кратность iЭ-го электрического фактора; – относительное отклонение iЭ-го электрического фактора; – нормативное значений iЭ-го эксплуатационного фактора; R*=R/R0 – фактический сработанный ресурс в относительных единицах.

Pages:     || 2 | 3 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»