Электроэнергетический факультет Кафедра электроснабжения и эксплуатации электрооборудования Учебная дисциплина ДИАГНОСТИКА ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ
ЛЕКЦИЯ № 5 СРЕДСТВА ПОИСКА ДЕФЕКТОВ В ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОМ ОБОРУДОВАНИИ
Учебные цели 1. Знать классификацию ТСД. 2. Знать состав, принцип действия и параметры ТСД. 3. Знать основные схемы ТСД.
Учебные вопросы Введение 1. Классификация технических средств диагностики (ТСД). 2. Состав, принцип действия и параметры ТСД. 3. Методы и принцип действия ТСД. Заключение
Список рекомендуемой литературы 1. Хорольский В. Я. Эксплуатация электрооборудования: Учебное пособие/В. Я. Хорольский, М. А. Таранов, В. Н. Таранов; Ст. ГАУ. - Ставрополь: АГРУС, 2010. - 240 с. 2. Калявин В. П. , Рыбаков Л. М. Надежность и диагностика элементов электроустановок: Учебное пособие. – СПб: Элмор, 2009. – 336 с. 3. Гуменюк В. М. Надежность и диагностика электротехнических систем: Учебное пособие. Владивосток: ДГТУ, 2010. – 218 с.
ВВЕДЕНИЕ. ТСД - приборы или устройства для решения задач, возникающих при определении технического состояния объектов диагностирования (ОД). Состав и принцип построения ТСД зависит от степени: воздействия, встраивания, автоматизации, универсальности и подвижности ОД, а также способов: получения информации и обработки информации о состоянии ОД.
1. Классификация технических средств диагностирования По способу обработки информации: последовательного, параллельного и параллельно-последовательного действия. Последовательного действия осуществляют последовательный прием, измерение, контроль и обработку информации. Средства отличаются простотой, использованием минимального числа преобразований, средств измерения и контроля, а результат формируется по отдельному признаку после каждой проверки.
Параллельного действия - одновременно измерение и контроль всех параметров, что сокращает время формирования общего диагностического признака, по которому осуществляется оценка и прогнозирование состояния ОД. Средства используют при жестких ограничениях на время диагностирования. Параллельно-последовательного одновременный прием и обработку информации по нескольким каналам. Анализ результатов выполняется после реализации группы проверок. Сложнее ТСД последовательного действия, но эффективнее.
По степени воздействия на оборудование на активные и пассивные. Пассивные ТСД выполняют анализ информации о состоянии ОД, для чего воспринимают, обрабатывают и оценивают диагностические признаки. Активные ТСД воздействуют на оборудование, подавая на входы, отведенные для целей диагностирования, сигналы, стимулирующие реакцию ОД, которая затем оценивается.
По степени автоматизации на ручные, автоматизированные и автоматические. Ручные - требуют активного участия оператора при их использовании (осциллографы, генераторы синусоидальных сигналов и т. п. ). Автоматизированные - роль человека сводится к выполнению отдельных и простых операций (включение, переключение, выключение и др. ). Автоматические - без участия оператора. Условная граница между этими ТСД - доля времени, затрачиваемого на выполнение операций автоматически τа, в общем времени диагностирования τд.
Коэффициент автоматизации определяют по отношению: Ка = τа/τд. (1) Если время на автоматическое выполнение операций составляет до 0, 1 τд, то ТСД ручные, а если время не менее 0, 9 τд , то средства автоматические. По степени универсальности ТСД специализированные и универсальные. Специализированные ТСД - диагностируют однотипные элементы, а универсальные различного назначения и конструктивного исполнения.
Универсальные ТСД - для оценки состояния электрооборудования после изготовления и в период эксплуатации. Строят с применением ЭВМ - переход от одного типа ЭУ к другому осуществляется путем смены программы диагностирования, например, для анализа вибрационных полей электрических машин. Специализированные ТСД - для оценки систем автоматического управления, замера электромагнитных полей на вводах трансформаторов и т. п.
2. Состав, принцип действия и показатели ТСД Оценку состояния при рабочем диагностировании осуществляют по совокупности признаков {х; } на входе в схему, преобразуемых в принятый вид сигналов {ζi} с помощью входных датчиков. В общем виде структурная схема ТСД представлена на рисунке 1. Диагностирование выполняют по: результатам измерений, полученных в блоке коммутации и измерений (БКИ); сигналам с датчиков ОД в случае допускового контроля и поиска дефектов.
Рисунок 1 -Обобщенная структурная схема ТСД
В результате обработки полученных с БКИ и поступающих с блока памяти (БП) сигналов в блоке обработки (БО) формируется «диагноз» и фиксируется в блоке индикации (БИ) - схемы управления и световую (звуковую) индикацию, и в блоке регистрации (БР) - шлейфовый осциллограф или принтер. При тестовом диагностировании предполагается воздействие на ОД с помощью тестов Т, формируемых в блоке генерирования тестов (БГТ) и коммутируемых при необходимости коммутатором тестов.
Программа диагностирования реализуется с помощью команд управления gi € G, вырабатываемых в блоке управления (БУ). С целью повышения достоверности измерений вводится режим самоконтроля. Самоконтроль ТСД осуществляется подачей собственного тестового сигнала на вход БКИ и сравнением с известным результатом стандартного теста. При сбоях необходимо предусмотреть повторение программы самоконтроля.
Регистрирующие устройства фиксируют дату диагностирования, номер ОД, шифр операции, номер оцениваемого признака, его измеренное значение и обобщенную оценку состояния ОД (работоспособен или не работоспособен; место дефекта и т. д. ). Процессом диагностирования управляет оператор, который с пульта оператора: включает и выключает ТСД, выбирает режим диагностирования, обеспечивает самоконтроль ОД.
Показатели надежности ТСД характеризуют: вероятность безотказной работы вероятность того, что в пределах заданной наработки отказ ТСД не возникает. Величина вероятности безотказной работы рассчитывается в зависимости от закона распределения отказов элементов. Для экспоненциального закона (2) где - интенсивность отказов ТСД;
коэффициент готовности - вероятность того, что ТСД окажутся работоспособными в произвольный момент времени, кроме планируемых периодов, в течение которых использование их по назначению не предусматривается, и характеризует как безотказность, так и ремонтопригодность ТСД. Коэффициент готовности рассчитывается по формуле: (3) где - наработка на отказ; - среднее время восстановления;
вероятность правильной работы ТСД (4) Метрологические показатели - точность измерения ТСД, которая в большой степени влияет на инструментальную достоверность. Точность определяют мерой точности - среднеквадратичная погрешность.
Составляющие погрешности отдельных функциональных элементов ТСД считаем независимыми, используя предельную теорему вероятности и закон распределения погрешности ∆ близок к нормальному (5) При постановке диагноза могут возникать случайные и систематические погрешности, обусловленные погрешностями измерительного тракта ТСД и нестабильностью метода измерения.
Вклад в ошибки при диагнозе вносят датчики, первичные преобразователи, коммутаторы и элементы измерительного тракта. В общем случае погрешность σ(Δ) складывается из погрешности датчиков σ д, нормализаторов σ н и коммутаторов σ к, (6) которая составляет единицы процентов.
Завышение требований относительно точности приводит к усложнению средств, к снижению их надежности и увеличению стоимости. Цифровые устройства обладают высоким быстродействием и точностью до 0, 01% Массогабаритные показатели ТСД охарактеризуют величиной компактности средств поиска дефектов (7) где G - масса; V- занимаемый ТСД объем.
3. Технические средства поиска дефектов Устройства для регистрации теплового, инфракрасного излучений и поверхностного разряда. Для диагностирования ЭУ применяют средства инфракрасной техники и тепловизионные методы контроля. Тепловизоры - для диагностирования ЭУ подстанций и инспекции ВЛ. Благодаря высокой производительности и возможности обнаружения нагрева труднодоступных узлов на безопасном расстоянии и в необходимых местах, диагностирование средствами инфракрасной техники очень перспективно.
Для поиска дефекта в ЭУ применяют метод сравнения, например, сравнение нагрева контактных соединений и провода (шин). Работоспособное контактное Тр соединение имеет Т°С не выше Т°С провода. Если фаза имеет большую Т°С - повышенное тепловыделение за счет диэлектрических потерь, потерь на переходном сопротивлении контактов или потерь в магнитопроводе Тр. При применении тепловизоров (измерение нагрева и выработки критериев оценки состояния изоляции гирлянд ВЛ) используют специальные таблицы.
Применяют запись теплограмм с при помощи видеомагнитофона или электромагнитных сигналов на магнитную ленту при облете ВЛ. Средством поиска дефекта при поверхностном разряде на изоляции ВЛ от 110 к. В и выше дефектоскоп типа «филин» . Прибор регистрируют пространственновременную картину распределения яркости поверхностного разрядов и стробируют (выделяют относительно фоновых засветок) оптическое излучение поверхностных разрядов в полупериоде высокого напряжения.
Анализ газов, растворенных в Тр масле. Анализ производится с целью выявления их состава и определения нормальных и пред аварийных концентраций. Определяют общее содержания газа в масле (объем газов). Применяют газовую адсорбционную хроматографию (ГАХ) - разделение смеси при помощи различных адсорбентов - пористых веществ с сильно развитой поверхностью. 2 этапа ГАХ: разделение пробы смеси на компоненты (качественный анализ); определение концентраций каждого компонента (количественный анализ).
Рисунок 2 - Схема хроматографической установки: 1 – сосуд с газом – носителем; 2 – дозатор; 3 – разделительная колонка; 4 – детектор; 5 – регистратор; 6 – устройство для извлечения газа из масла
После выделения из масла смесь газов (проба) вводится в поток носителя 1, который пропускается через дозатор 2 и колонку 3, содержащую адсорбент. Различия в свойствах отдельных газов смеси вызывают разные в скорости их продвижения через адсорбент. На выходе колонки 3 появляются составляющие газа из пробы в смеси с носителем 1. Свойства газов определяются детектором 4, сигнал которого регистрируется устройством 5 (самопишущий потенциометр или ЭВМ). Примерный вид хроматограммы приведен на рисунке 3.
Рисунок 3 – Хроматограмма смеси трех газов Последовательность вывода из колонки 3 газов известна для условий анализа, что дает информацию о составе анализируемой смеси газов Тр. Показатели по площади пиков хроматограммы, которая приводится к значениям концентрации газов.
При определении состава газов надо убедиться, что порог чувствительности обеспечивает выявление концентраций газов, при наличии развивающихся в Тр дефектов. Появлением опасного газа в масле Тр - концентрация превышающая пороговую чувствительность. Измеренные концентрации газов используют для расчета отношений концентраций и скорости их нарастания лишь в случае, если их значения в 5 -10 раз превышают порог чувствительности метода диагностирования.
Скачать презентацию Электроэнергетический факультет Кафедра электроснабжения и эксплуатации электрооборудования Учебная
8a422b5e47e1be79ccd6767c0951fd5f.ppt