![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Условия работоспособности
Область работоспособности. Электроэнергетическое оборудование состоит из конечного числа элементов, и соответственно в нем может возникнуть конечное число дефектов. Разделение множества состояний на подмножества работоспособных и неработоспособных определяет условие работоспособности, т.е. условие, при выполнении которого электроэнергетическое оборудование может выполнять возложенные на него функции. Следует отметить, что понятие работоспособность содержит некоторую неопределенность, связанную с тем, что между абсолютной работоспособностью элемента ЭУ, когда все диагностические признаки имеют номинальное значение, и абсолютной неработоспособностью, когда ЭО совершенно не способно работать (пробой изоляции, обрыв проводов, их замыкание на землю), лежит конечное число промежуточных состояний, при которых ЭУ способна выполнять некоторую работу, но с пониженной производительностью или с ухудшением качества. Не всегда очевидна граница между работоспособным и неработоспособным состояниями. Не ясно также, при каких значениях диагностических признаков элементов ЭУ должна считаться неработоспособной и подвергаться восстановлению. Превышение допустимых значений напряжения приводит к снижению надежности работы электроустановок. Повышение тока нагрузки приводит к чрезмерному перегреву всех аппаратов, кабелей, обмоток силовых трансформаторов и электрических машин, включенных в эту электрическую цепь. В результате перегрева электрооборудования возможен пробой изоляции с последующим замыканием токоведущих частей между собой или на землю. В общем случае объект может находиться в конечном множестве S=(s1, ….sj, …sp). Каждому состоянию соответствует определенное значение какого-либо диагностического признака (рис.7.1). Ξ =(ξ 1, …, ξ j, …, ξ r) Причем p=r, если существует однозначное соответствие, а в общем случае р≠ r.
Область работоспособности определяется как область изменения диагностических параметров, ограниченная их допустимыми значениями, в которой объект работоспособен. Допустимые нижние ξ н или верхние ξ в значения ξ доп можно определить из анализа диагностической модели или воспользоваться приближенным расчетом: ξ доп= ξ пр ± Δ ξ; ξ доп = ξ ном × к, где Δ ξ - запас относительно предельного значения параметра ξ пр; ξ ном - номинальное значение диагностического параметра; к - коэффициент запаса. При этом не учитывается влияние множества случайных факторов, воздействующих на объект. На практике нормальная работа критических схем обеспечивается при отклонении напряжений не более чем на 10 % от номинального значения. Однако в аварийном режиме допускается работа элементов ЭУ при разбросе напряжений до 20...30 %. Состояние элементов ЭУ характеризуется совокупностью диагностических признаков. При этом условие работоспособности можно задавать в пространстве диагностических признаков, исходя из следующих предположений: 1. Определено множество состояний электроэнергетического оборудования S, т.е. совокупность диагностических признаков Ξ; 2. Существуют номинальные лучшие состояния, т.е. определены Ξ ном; 3. Отклонение работоспособных состояний от номинальных допускается в определенных пределах Δ, соответствующих диапазону Ξ н, … Ξ в (н - нижнее, в - верхнее значение). Таким образом, для всех точек в области работоспособности элементы ЭУ считаются функционирующими нормально; номинальное состояние включено в область работоспособности. В связи с тем, что в качестве ДП могут использоваться параметры и характеристики, рассмотрим способы задания условий работоспособности для них. Условия работоспособности на параметры. Наиболее часто используемые для контроля работоспособности электрооборудования параметры приведены в табл. 1. Кроме того, в качестве параметров могут использоваться: индуктивность и резонансная частота обмоток силовых трансформаторов и электрических машин, потенциалы, сопротивление изоляции элементов ЭУ, уровень напряженности электромагнитного поля, интенсивность частичных разрядов.
Таблица 1 Условия работоспособности по одному параметру непрерывных объектов задаются неравенствами, которые ограничивают его значения с одной или двух сторон: ξ i > ξ i" (Rи> 300 МОм, сопротивление изоляции более 300 МОм, измеренное при температуре 18-20°С); ξ i < ξ i" (tgδ < 2, 5%, тангенс угла диэлектрических потерь меньше 2, 5%); где ξ i - текущее значение, ξ i" - наименьшее, ξ i" - наибольшее допустимое значение диагностических параметров. В большинстве случаев на диагностические параметры задаются двухсторонние ограничения вида: ξ i" < ξ i < ξ iв (Iн < 1< 1, 25 Iн - ток нагрузки трансформатора); Если состояние ЭУ определяется несколькими ДП, т.е. Ξ = (ξ 1,..., ξ i,..., ξ г), то задачу контроля работоспособности сводят к проверке рассмотренных неравенств для каждого признака. Если хотя бы одно из неравенств не выполняется, то объект признается неработоспособным. Примером может служить синхронный двигатель серии СТД, типа 800-2, состояние которого определяется частотой вращения ω, частотой вибрации f, током утечки I ут. Условия работоспособности на характеристики. Если в качестве ДП используется характеристика, то оценить состояние элементов ЭУ можно или по нескольким показателям характеристики, или по отклонению текущей характеристики от номинальной. Если в качестве диагностических признаков, например, силовых трансформаторов или системы трансформатор - линия электропередачи используются показатели интенсивности высокочастотных излучений y=f(x), где x и y - соответственно входная и выходная переменные, то условия работоспособности определяются величиной отклонения текущей характеристики f (х) объекта от номинальной φ (x). При этом необходимо установить количественный критерий, который позволял бы оценивать сходство и различие этих характеристик. Существует несколько таких критериев: а) критерий среднего отклонения Интеграл в этом соотношении численно равен площади (рис.2), ограниченной функциями f (х) и φ (x). Недостатком этого критерия является одинаковая чувствительность как к величине абсолютного отклонения, так и к длительности интервала, по которому оценивается отклонение; Рис.2. Номинальная φ (x) и текущая f (х) характеристики
б) критерий среднеквадратичного отклонения Этот критерий более чувствителен к величине отклонения, чем к длительности интервала, на котором оценивается отклонение. Он наиболее часто используется на практике; в) критерий равномерного приближения В этом случае критерием близости является их максимальное отклонение на интервале [а, в]. Если максимальное отклонение мало, то на всем интервале определения функции будут мало отличаться друг от друга. Условие работоспособности будет выглядеть в виде неравенства ρ р(f, φ)≤ ε, где ε - допустимое отклонение; р = 1, 2, 3-вид критерия. Допустимые отклонения на всю характеристику могут задаваться в виде маски (рис. 3).
Рис. 3. «Маска» В случае, если характеристика оценивается по точкам (рис.4), то задается область допустимых отклонений для ограниченной совокупности точек на рабочем участке характеристики х € [а, b]. Рис. 4. Характеристика y=f(x) Условия работоспособности задаются для каждой точки в виде неравенства [ f(xi) - φ (xi)] < ε i i = 1, n. Если неравенства справедливы для всей совокупности рассматриваемых точек характеристики, то объект признается работоспособным. Для ОД, состоящего из нескольких СЕ, вектор состояния имеет вид S=(s1,..., si,..., sn). Условием работоспособности такого объекта является работоспособность каждой СЕ. Состояние СЕ имеет два исхода: работоспособна - 1, неработоспособна - 0. Тогда условие работоспособного состояния сложного объекта можно записать Sp = (1,..., 1,..., 1). Для каждой СЕ условия работоспособности могут записываться в одном из приведенных выше виде.
|