Файл: Диссертация на соискание ученой степени.docx

что оптимальной, также как и во всех предыдущих случаях, является пи- подобная функция принадлежности. Данное заключение подтверждается наименьшими ошибками обучения (0,089%) и тестирования (4,1%).

Анализ ошибок первого и второго рода на тестовой выборке из 70 пар также подтвердил эффективность использования пи-подобных функций принадлежности, при этом из трех ошибочно определенных неисправностей обмоток две ошибки относились к ошибкам первого рода («ложный дефект») и одна ошибка являлась ошибкой второго рода («пропуск дефекта»).

Многочисленные исследования технического состояния силового оборудования и в частности силовых трансформаторов свидетельствуют о наличии прямой корреляции между сроком службы и ростом аварийности в результате возрастающего износа. При продолжительной эксплуатации электросетевых объектов оборудование подвергается длительному воздействию токовых нагрузок, оказывающих разрушающее термическое и электродинамическое действие на контакты, изоляцию и элементы конструкции, высокого напряжения, а также влиянию окружающей среды. Капитальный ремонт оборудования придает ему новые эксплуатационные свойства, повышает эксплуатационный ресурс и/или замедляет процесс старения.

Состояние трансформатора, в том числе общее состояние его обмоток, можно определить по данным о годе его ввода в эксплуатацию (сроке эксплуатации) и дате капитального ремонта, в ходе которого, например, была выполнена замена обмоток трансформатора. Данные показатели введены в модель оценки технического состояния электрооборудования в качестве косвенного обобщенного дополнительного критерия работоспособности (эксплуатационного ресурса) ввиду отсутствия прямых показателей оценки

---

работоспособности.

С помощью метода нечеткой кластеризации для показателя эксплуатационного ресурса были определены два возможных вида функций

принадлежности – прямоугольные и пи-подобные. Основные характеристические параметры сети на основе данных об эксплуатационном ресурсе трансформатора и результаты расчетов приведены в Табл. 23.

Таблица 23 – Основные характеристические параметры сети для обмоток на основе данных об эксплуатационном ресурсе

ANFIS данные	Значения
Тип функций принадлежности	Прямоугольная	Пи-подобная
Число пар в обучающей выборке	74	74
Число пар в тестируемой выборке	70	70
Средняя ошибка обучения, %	0,098	0,093
Средняя ошибка тестирования, %	7,3	6,1
Ошибки первого рода, шт.	3	3
Ошибки второго рода, шт.	2	1

---

Разработанная структура нейро-нечеткого логического вывода для оценки состояния обмоток трансформатора на основе показателя эксплуатационного ресурса представлена на Рис. 44.



Рисунок 44 – Структура нейро-нечеткого логического вывода для оценки состояния обмоток трансформатора на основе данных об

эксплуатационном ресурсе

В результате расчета и анализа основных характеристических параметров сети для оценки состояния обмоток трансформатора на основе данных о годе выпуска и годе капитального ремонта (эксплуатационного ресурса), как видно из Табл. 22, было определено, что оптимальной, также как и во всех предыдущих случаях, является пи-подобная функция принадлежности. Данное заключение подтверждается наименьшими ошибками обучения (0,093%) и тестирования (6,1%).

Анализ ошибок первого и второго рода на тестовой выборке из 70 пар также подтвердил эффективность использования пи-подобных функций принадлежности, при этом из четырех ошибочно определенных неисправностей обмоток три ошибки относились к ошибкам первого рода («ложный дефект») и одна ошибка являлась ошибкой второго рода («пропуск дефекта»).

Из приведенного выше анализа для оценки каждого из четырех элементов силовых трансформаторов самыми оптимальными функциями принадлежности по критериям средней ошибки обучения и средней ошибки тестирования оказались пи-подобные функции принадлежности. Но стоит

---

заметить, что разработанная система предполагает анализ состояния и других элементов трансформатора, и других типов трансформаторов различных классов напряжения, а также другого вида подстанционного оборудования и совершенно неочевидно, что для каждого из элементов различных подобъектов пи-подобные функции принадлежности будут оптимальными.

Для определения оптимальных структур нейро-нечеткого логического вывода необходимо выполнять анализ вида и числа функций принадлежности для решения каждой конкретной задачи оценки состояния элементов.

Настройка и тестирование разработанной модели были выполнены на различных выборках для 74 трансформаторов. Приведенная в данном разделе настройка модели оценки технического состояния оборудования на примере силовых трансформаторов выполнена с целью адаптации математической

модели к реальному объекту, при этом расхождения между расчетными значениями на основе представленной модели и фактическими (реальными) значениями были минимальными.

Тестирование разработанной модели предполагает проверку гипотезы о структуре и виде разработанной модели, а также анализ способности разработанной системы к обобщению данных.

6. 
   Оценкасостояниясиловогомасляноготрансформатора
   

В данном подразделе на основе разработанной модели оценки технического состояния нейро-нечеткого логического вывода предлагается более подробно рассмотреть работу системы на конкретном примере.

Расчетный пример был выполнен для оценки технического состояния силового масляного трансформатора ТДТН-110/35/10 кВ по срезу времени за апрель-май месяцы 2011 г. Анализ технического состояния трансформатора

---

был выполнен на основе всей доступной информации по данному подобъекту, представленной в Табл. 24.

Оценка технического состояния трансформатора ТДТН-110/35/10 кВ выполнялась на основе оценки состояния его элементов:

• 
  трансформаторного масла (в баке трансформатора) – по данным хроматографического анализа растворенных в масле газов;
  
• 
  магнитопровода – по данным измерений холостого хода;
  
• 
  твердой изоляции – по данным измерений сопротивления изоляции обмоток;
  
• 
  общего состояния обмоток – по данным омических сопротивлений обмоток, а также по году выпуска трансформатора и году проведения его капитального ремонта (данные об эксплуатационном ресурсе).
  

На основе данных, представленных в Табл. 24, с помощью системы нейро-нечеткого логического вывода формировались частные оценки по

каждому из элементов подобъекта, характеризующие состояние элемента в рассматриваемый промежуток времени.

Таблица 24 – Исходные данные для оценки технического состояния силового трансформатора ТДТН-110/35/10 кВ

Хроматографический анализ газов
Газ	H2		СH4		С2 H4			С2 H6			С2 H2				Дата
% об	0,000304		0,000395		0,00167			0,0000548			0,00391				12.04.11
% об	0,000376		0,00044		0,00183			0,0000574			0,00454				27.04.11
% об	0,000546		0,000501		0,00193			0,0000566			0,00498				03.05.11
Потери холостого хода
Фаза	При вводе в эксплуатацию						Последнее измерение								Дата
	AВ	BС		CА			AВ			BС			CА
Pxx, Вт	9,2	9,3		11,4			10,5			11,0			15,5	27.04.11
Сопротивление изоляции
Схема	При вводе в эксплуатацию					Последнее измерение								Дата
	BH- CH+HH +K	CH- HH+BH +K		HH- BH+C H+K		BH- CH+HH +K			CH- HH+BH +K			HH- BH+C H+K
R60 , Ом	3000	2500		3000		4600			4100			3900		27.04.11
R60 , Ом	3000	2500		3000		2400			2100			3300		03.05.11
Год. изгот.	1993
Кап. ремонт	2008

---