05.14.02 "Електричні станції, мережі та системи"
Постійне посилання колекціїhttps://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/17118
Переглянути
Документ Підвищення ефективності експлуатації високовольтних вводів за рахунок зниження технічних ризиків(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2021) Загайнова, Олександра АнатоліївнаДисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.14.02 – електричні станції, мережі і системи. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2021 р. Дисертацію присвячено підвищення ефективності функціонування високовольтних вводів електричних мереж та систем шляхом вдосконалення методів і критеріїв оцінки технічного стану ВВ в умовах тривалої експлуатації, а також обґрунтованості прийняття рішень щодо їх подальшої експлуатації. В роботі виконано удосконалення і розробка алгоритмів обробки результатів періодичних випробувань стану ізоляції ВВ з урахуванням впливу конструкції, умов і режимів експлуатації. Запропоновано метод мінімізації ризиків експлуатації ВВ при визначенні ГДЗ показників ізоляції. Запропоновано метод для раннього прогнозування несправностей ВВ на основі аналізу динаміки зміни показників у часі. Запропоновано метод та пристрой безперервного контролю внутрішньої ізоляції конденсаторного типу високовольтних вводів на сучасній елементній базі як елемент АСК ТП підстанції.Документ Підвищення ефективності експлуатації високовольтних вводів за рахунок зниження технічних ризиків(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2021) Загайнова, Олександра АнатоліївнаДисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук (доктора філософії) за спеціальністю 05.14.02 – Електричні станції, мережі і системи (141 – Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка). – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут" МОН України, Харків, 2021. Дисертація присвячена розв’язанню актуальної науково-практичної задачі підвищення ефективності експлуатації високовольтних вводів за рахунок зниження технічних ризиків шляхом удосконалення методів і критеріїв оцінки технічного стану високовольтних вводів в умовах тривалої експлуатації. Мета і задачі дослідження. Метою дисертаційної роботи є вдосконалення методів і критеріїв оцінки технічного стану високовольтних вводів в умовах тривалої експлуатації, підвищення ефективності системи оцінки технічного стану та обґрунтованості прийняття рішень щодо їх подальшої експлуатації. Відповідно до поставленої мети необхідно вирішити такі завдання: – на основі аналізу літературних джерел встановити напрямки дослідження підвищення ефективності експлуатації високовольтних вводів під час тривалої експлуатації; – виконати аналіз чинників, що впливають на значення показників ізоляції високовольтних вводів протягом тривалої експлуатації; – проаналізувати закони розподілу показників ізоляції для високовольтних вводів, що мають різний стан; – розробити метод для визначення гранично допустимих значень показників ізоляції високовольтних вводів, який дозволить врахувати вплив конструкції вводів, строки та режими експлуатації; – проаналізувати вплив режимів та терміну експлуатації справних вводів, а також ймовірності виникнення дефектів та їх "важкість" на гранично допустимі значення показників ізоляції високовольтних вводів; – виконати аналіз характеру залежностей показників ізоляції від тривалості експлуатації для високовольтних вводів з різним станом та розробити метод для раннього прогнозування несправностей високовольтних вводів на основі аналізу динаміки зміни показників у часі; – удосконалити метод безперервного контролю внутрішньої ізоляції конденсаторного типу високовольтних вводів та розробити пристрій для безперервного контролю внутрішньої ізоляції конденсаторного типу. Об’єкт дослідження – процеси зміни стану високовольтних маслонаповнених вводів протягом тривалої експлуатації в електричних мережах України. Предмет дослідження – показники та характеристики ізоляції високовольтних вводів в умовах тривалої експлуатації з урахуванням конструкції та режимів роботи електричних мереж. Методи дослідження. Для вирішення поставлених у дисертації задач застосовані такі методи проведення досліджень: інтегральне і диференціальне числення; методи теорії ймовірності; методи математичної статистики; теорія ризику і моделювання ризикових рішень; методи аналізу часових рядів; чисельні методи рішень нелінійних алгебраїчних рівнянь; метод експериментального дослідження; методи теорії електричних ланцюгів. Наукова новизна отриманих у дисертації результатів полягає у наступному: – отримав подальший розвиток метод оцінки впливу експлуатаційних чинників на інтенсивність старіння ізоляції, який відрізняється від існуючих урахуванням струму завантаження та складу споживачів, що дозволяє підвищити достовірність оцінки стану високовольтних вводів шляхом коригування гранично допустимих значень показників; – вперше науково обґрунтовано, що значення показників ізоляції в справних та дефектних вводах можуть бути описані розподілом Вейбула, при цьому математичні очікування показників справних високовольтних вводів зміщуються в область більш високих значень зі зростанням завантаження вводів, а функції щільності розподілів показників для дефектного та справного стану перетинаються, що робить неможливим визначення гранично допустимих значень показників, використання яких не призводить до хибних рішень під час експлуатації; – вперше запропоновано метод визначення гранично допустимих значень показників ізоляції високовольтних вводів в якому гранично допустимі значення показників визначаються за рахунок мінімізації функції середнього ризику з урахуванням розподілу значень показників для справного та дефектного стану, а також особливостей конструкції вводів та режимів їх експлуатації, що забезпечує мінімум можливих збитків в разі прийняття хибних рішень. Встановлено, що отримані гранично допустимі значення показників забезпечують значення ризику в 1,5–33 рази менші в порівнянні з гранично допустимими значеннями, регламентованими чинним в Україні стандартом, і в 1,1–13 разів менші, ніж гранично допустимі значення, отримані методом інтегральних функцій; – вперше науково обґрунтовано, що розвиток дефектів у високовольтних вводах може призвести не тільки до зміни значень показників ізоляції, але і до зміни характеру залежностей показників від тривалості експлуатації, а поява статистично значущої систематичної складової в залежностях показників від тривалості експлуатації є свідченням наявності дефекту, навіть якщо значення показників не перевищують гранично допустимої величини, що дозволяє виявляти несправності вводів на ранній стадії їх розвитку; – знайшов подальший розвиток метод безперервного контролю стану внутрішньої ізоляції, який відрізняються від існуючих тим, що для контролю стану ізоляції високовольтних вводів виконується оцінка не тільки значень струму витоку та тангенса кута діелектричних втрат, але й зміни втрат активної потужності, що дозволяє виявляти дефекти на ранній стадії. Практична цінність отриманих у дисертації результатів полягає у наступному: – розроблена методика статистичної обробки результатів періодичних випробувань використовується в науковій діяльності кафедри передачі електроенергії НТУ "ХПІ" при дослідженні процесів старіння ізоляції високовольтного обладнання електричних мереж; – алгоритмічно розроблені та програмно реалізовані окремі модулі інформаційно-аналітичної системи "СИРЕНА", яка на теперішній час розробляється на кафедрі "Передача електричної енергії" НТУ "ХПІ", що реалізують метод для визначення гранично допустимих значень показників ізоляції високовольтних вводів, а також метод раннього прогнозування стану високовольтних вводів; – розроблено структурну та принципову схему функціонування пристрою безперервного контролю для вимірювання діелектричних параметрів внутрішньої ізоляції конденсаторного типу в маслонаповненому високовольтному обладнанні; – розроблено алгоритм способу контролю діелектричних характеристик внутрішньої ізоляції конденсаторного типу під робочою напругою для забезпечення роботи пристрою безперервного контролю; – виготовлено дослідний зразок пристрою безперервного контролю електричних параметрів внутрішньої ізоляції конденсаторного типу в маслонаповненому високовольтному обладнанні як елемент АСК ТП ПС для впровадження на ПС "Артема-330 кВ" Північної електроенергетичної системи НЕК "Укренерго» для контролю під робочою напругою вводів 110 кВ і 330 кВ трифазного силового автотрансформатора; – результати дисертаційної роботи використовуються в навчальному процесі на кафедрі передачи електричної енергії НТУ "ХПІ" – в лекційних курсах "Математичні задачи енергетики", "Математичні основи технічної діагностики", "Основи експлуатації об’єктів електроенергетичних систем". Дисертаційна робота виконана відповідно до наукових напрямків досліджень кафедри передачі електричної енергії Національного технічного університету "Харківський політехнічний інститут". Основні наукові результати дисертаційної роботи отримані автором при виконанні досліджень за держбюджетними НДР МОН України: "Розробка системи безперервного контролю внутрішньої ізоляції обладнання об’єктів електричних систем" (DPN 0100U001673), "Розробка теоретичних засад створення інформаційно-діагностичного комплексу для оцінювання стану об’єктів електроенергетичної системи" (DPN 0106U001490), в них здобувач була відповідальним виконавцем та виконавцем окремих етапів.