Файл: Диссертация на соискание ученой степени.docx

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 4

1. 
   СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ И СИСТЕМЫ ОЦЕНКИ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ЭЛЕКТРОСЕТЕВОГО ОБОРУДОВАНИЯ 10
   
   1. 
      Современные методы оценки технического состояния 10
      
   2. 
      Предпосылки применения методов оценки технического состояния 15
      
   3. 
      Современные системы оценки технического состояния 21
      
   4. 
      Оценка эффективности работы современных систем 22
      
   5. 
      Выводы 32
      
2. 
   АРХИТЕКТУРА СИСТЕМЫ ОЦЕНКИ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ОБОРУДОВАНИЯ И МОДЕЛЬ ДАННЫХ 33
   

1. 
   Система поддержки принятия решений 33
   
2. 
   Архитектура системы оценки технического состояния 37
   
3. 
   Модель данных 47
   
4. 
   Выводы: 51
   

3. 
   РАЗРАБОТКА МОДЕЛИ СИСТЕМЫ ОЦЕНКИ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ 53
   

1. 
   Определение структурной модели оценки технического состояния электрооборудования 53
   
2. 
   Структура нейро-нечеткого логического вывода и алгоритм его работы 57
   
3. 
   Формирование функций принадлежности 59
   

---

1. 
   Определение нечетких правил продукции 59
   
2. 
   Определение числа функций принадлежности 61
   
3. 
   Определение вида функций принадлежности 61
   

1. 
   Настройка модели оценки технического состояния на примере оценки состояния трансформаторного оборудования 69
   
   1. 
      Определение структуры нейро-нечеткого-логического вывода 69
      
   2. 
      Определение функций принадлежности 69
      
   3. 
      Формирование обучающей выборки 88
      
2. 
   Сравнительный анализ с нейронной сетью 93
   
3. 
   Определение результирующей оценки технического состояния простого объекта электрической сети 95
   
4. 
   Выводы 98
   

4. 
   АПРОБАЦИЯ РАЗРАБОТАННОЙ СИСТЕМЫ НА ПРИМЕРЕ ОЦЕНКИ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ СИЛОВОГО ТРАНСФОРМАТОРА 100
   
   1. 
      Оценка состояния работы системы 101
      
   2. 
      Оценка состояния трансформаторного масла 101
      
   3. 
      Оценка состояния магнитопровода трансформатора 107
      
   4. 
      Оценка состояния твердой изоляции трансформатора 109
      
   5. 
      Оценка состояния обмоток трансформатора 111
      
   6. 
      Оценка состояния силового масляного трансформатора 116
      
   7. 
      Выводы 120
      

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 122

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ 124

СЛОВАРЬ ТЕРМИНОВ 126

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 127

ПРИЛОЖЕНИЕ А - Обучающая выборка 139

ПРИЛОЖЕНИЕ Б 143

ПРИЛОЖЕНИЕ В 146

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Разработка системы оценки технического состояния оборудования на электрических станциях и подстанциях является актуальной задачей.

Во-первых, она связана с высокой степенью износа электросетевого оборудования в России. Существенная часть основного оборудования выработала установленный парковый ресурс или срок эксплуатации, определенный нормативными документами, и используется на пределе своих возможностей.

Во-вторых, существует безусловное взаимное влияние электросетевого

---

оборудования не только внутри одной подстанции (станции), но и внутри энергосистемы в целом, что оказывает действие на состояние и режимы работы оборудования. Степень этих взаимовлияний и их закономерности можно определить только при обобщенной оценке состояния всего оборудования электросетевого объекта.

В-третьих, актуальность диссертационной работы определяется необходимостью перехода к системе обслуживания оборудования по его техническому состоянию, а не на базе системы планово-предупредительных ремонтов (ППР). Основной недостаток системы ППР заключается в отсутствии комплексного подхода к обслуживанию электрооборудования, что может привести к необоснованной трудоемкости ремонтов оборудования (в случае работоспособного и ремонтопригодного состояния) или, наоборот,

• 
  к пропуску дефекта или неисправности (в случае работоспособного, но неремонтопригодного состояния).
  

Сегодня в электроэнергетике активно развивается информационно- измерительная база на основе современных измерительных комплексов, обеспечивающих сбор, обработку и хранение информации c различных датчиков и систем мониторинга отдельных видов оборудования, данные с которых получают в режиме on-line. Такие комплексы обеспечивают однозначное определение контролируемых параметров и оценку влияния их

изменения как на само оборудование, а при анализе полученных данных и на работу энергообъекта в целом. Такая информация весьма ценна и более достоверна в сравнении с данными, полученными в ходе диагностирования

---

при выведенном из работы оборудовании. Она позволит повысить степень достоверности оценки технического состояния оборудования.

Между тем, увеличение объема анализируемой информации о состоянии оборудования ведет к значительным изменениям в методах работы и требует не только автоматизации процессов обработки и анализа данных, но и их интеллектуализации. Интеллектуализация связана как с необходимостью использования эксплуатационного опыта (в виде экспертных оценок), так и получения объективных оценок состояния оборудования вне зависимости от квалификации персонала.

Кроме того, в условиях изменившейся рыночной конъюнктуры появилась необходимость в новой системе управления энергетическими предприятиями – оптимизационной системе управления электросетевыми активами. Эффективная реализация такой системы предполагает достижение оптимального результата при минимальных затратах, а значит, возможна только на базе технически обоснованных характеристик состояния: объемов ремонтов, замены, реконструкции и обслуживания оборудования.

Таким образом, определение «слабых мест» в системе электроснабжения для электроэнергетических предприятий – первоочередная задача, как с технической, так и с экономической точки зрения, что, безусловно, подчеркивает актуальность темы данной работы.

Степень разработанности. Изучению проблем, связанных с оценкой технического состояния электросетевого оборудования, уделяется большое внимание, что отражено в работах по техническому диагностированию

---

[1,2,3,4,5]. В России значительный вклад в развитие методов оценки технического состояния электросетевого оборудования внесли П. М. Сви, В. П. Вдовико, В. А. Русов, М. Ю. Львов, Б. А. Алексеев, А. Г. Овсянников, Л. А. Дарьян, В Н. Осотов и др., а в разработку современных экспертных

систем на основе данных технического диагностирования электросетевого оборудования - А. И. Таджибаев, А. Н. Назарычев, А. Ю. Хренников, И В. Давиденко, Г. В. Попов и др. Ввиду актуальности данной тематики в представленной диссертационной работе отдельный раздел посвящен анализу современных методов и систем оценки состояния электросетевого оборудования на электрических станциях (ЭС) и подстанциях (ПС).

Объектом исследования являются элементы электроэнергетической системы, связанные непрерывностью процессов производства, передачи и распределения электрической энергии.

Предметом исследования является оценка технического состояния электросетевого оборудования на основе нейро-нечеткого логического вывода.

Цель и задачи работы – совершенствование системы оценки технического состояния электросетевого оборудования с применением интеллектуальных методов обработки информации, формализации знаний и опыта экспертов, а также автоматизации процесса принятия решений.

Научная новизна работы связана со следующими основными научными положениями и результатами:

• 
  Доказана возможность решения задачи комплексной оценки технического состояния сложного объекта электрической сети на основе нейро-нечеткого логического вывода и обоснована возможность ее определения с использованием агрегированной доступной информации об объекте исследования и формализованных экспертных знаний с учетом эксплуатационного опыта;
  
• 
  Обоснована возможность реализации разработанной модели оценки технического состояния на основе данных технической диагностики и методов испытаний электрооборудования;
  
• 
  Разработаны структуры нейро-нечеткого логического вывода на основе адаптированного метода Такаги-Сугено для оценки технического
  

---