Условия работоспособности СЭЖТ

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ №1 - 2

«КОНТРОЛЬ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ СЭЖТ»

ВРЕМЯ – 4 часа

ЦЕЛИ ЗАНЯТИЯ:

Изучить основные понятия и методы контроля работоспособности СЭЖТ.

СОДЕРЖАНИЕ ЗАНЯТИЯ:

ВВОДНАЯ ЧАСТЬ – 5 мин.

УЧЕБНЫЕ ВОПРОСЫ:

1. УСЛОВИЯ РАБОТОСПОСОБНОСТИ СЭЖТ– 30 мин.

2. КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ ХАРАКТЕРИСТИК СЭЖТ– 30 мин.

3. СТЕПЕНЬ РАБОТОСПОСОБНОСТИ – 20 мин.

4. МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ – 45 мин.

ПЕРИОДИЧНОСТЬ КОНТРОЛЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ - 45 мин.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ – 5 мин.

УСЛОВИЯ РАБОТОСПОСОБНОСТИ СЭЖТ

Область работоспособности (ОР). Система электроснабжения ЖТ состоит из конечного числа элементов, и соответственно в ней может возникнуть конечное число дефектов. Разделение множества состояний на подмножества работоспособных и неработоспособных определяет условие работоспособности, т.е. условие, при выполнении которого СЭЖТ 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 состояний:

S=(s₁,...,s_j,...,s_p).

Каждому состоянию соответствует определенное значение какого-либо диагностического признака (рис.1):

Причем p=r, если существует однозначное соответствие, а в общем случае .

Область работоспособности определяется как область изменения диагностических параметров, ограниченная их допустимыми значениями, в которой объект работоспособен.

Допустимые нижние или верхние значения можно определить из анализа диагностической модели или воспользоваться приближенным расчетом:

; ,

где – запас относительно предельного значения параметра ; – 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.

Рис. 1. Связь значений диагностического параметра и состояний электроэнергетического оборудования

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 всех диагностических признаков Е;

2. Существуют номинальные лучшие состояния, т.е. определены Е_ном ;

3. Отклонение работоспособных состояний от номинальных допускается в определенных пределах , соответствующих диапазону Е_н … Е_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 таблице 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. Параметры, характеризующие состояние электроустановок.

Условия работоспособности по одному параметру непрерывных объектов задаются неравенствами, которые ограничивают его значения с одной или двух сторон:

(R_и >300 МОм, сопротивление изоляции более 300 МОм, измеренное при температуре 18-20⁰С);

(tg <2,5%, тангенс угла диэлектрических потерь меньше 2,5%);

где – текущее значение, – наименьшее, – наибольшее допустимое значение диагностических параметров.

В большинстве случаев на диагностические параметры задаются двухсторонние ограничения вида:

(I_н <I<1,25 I_н – ток нагрузки трансформатора);

Если состояние ЭУ определяется несколькими диагностическими параметрами, т.е. , 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 , частотой вибрации f, током утечки I_ут.