Оцінювання ймовірності відмови комірки вимірювального трансформатора розподільчого пристрою високої напруги експертно-статистичним методом

Автор(и)

  • Serhii Domoroshchyn Національний університет «Запорізька політехніка» вул. Жуковського, 64, м. Запоріжжя, Україна, 69063, Україна https://orcid.org/0000-0002-5233-7153
  • Alexandr Sakhno Національний університет «Запорізька політехніка» вул. Жуковського, 64, м. Запоріжжя, Україна, 69063, Україна https://orcid.org/0000-0002-3283-3731

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.210048

Ключові слова:

трансформатор струму, роз’єднувач, комірка, нечітка модель, технічний стан, ймовірність відмови

Анотація

Розроблений підхід визначення чисельного значення ймовірності відмови та прогнозування ресурсу комірки вимірювального трансформатора на момент спостереження. Даний підхід заснований на контролі основних параметрів, які впливають на технічний стан (ТС) апаратів комірки вимірювального трансформатора розподільчого пристрою високої напруги (РПВН). Для визначення (ТС) апаратів застосований математичний метод нечіткого моделювання, який дозволяє проинтегрувати різні за своєю природою діагностичні параметри. В побудові нечіткої моделі використовується досвід експертів відповідної галузі.

Актуальність розроблення даного підходу обумовлена функціональною важливістю трансформатор струму. Від його роботи залежить точність спрацювання пристроїв релейного захисту, а також облік електричної енергії. Точний облік електричної енергії – це мінімізація її втрат та шлях до енергозбереження. Особливістю даного підходу є те, що в ньому враховується вплив ТС кожної одиниці обладнання комірки, на ймовірність її відмови в цілому. Для врахування факторів випадкових збурень, експертна нечітка модель уточнюється ймовірнісно-статистичним методом. 

На прикладі комірки вимірювального трансформатора РПВН електроенергетичної системи, обґрунтовано перевагу даного підходу над існуючими методами контролю технічного стану електрообладнання. Похибка прогнозу ресурсу комірки за одним параметром (тепловізійне обстеження) склала Δf(Р-02)=1–QР-02=0,364 або 36,4 %. При застосуванні експертно-статистичної моделі в визначенні ймовірності відмови комірки похибка склала Δf(Р-02)=1–Qapost=0,034 або 3,4 %. Застосування даного підходу показало більш достовірну оцінку ймовірності відмови комірки.

Впровадження розробленого підходу в галузі діагностиці стану електрообладнання, може підвищити рівень достовірності результатів прогнозування. Розроблена модель може бути застосована в автоматизованих системах «on-line» діагностування електричних апаратів РПВН

Біографії авторів

Serhii Domoroshchyn, Національний університет «Запорізька політехніка» вул. Жуковського, 64, м. Запоріжжя, Україна, 69063

Аспірант

Кафедра електричних та електронних апаратів

Alexandr Sakhno, Національний університет «Запорізька політехніка» вул. Жуковського, 64, м. Запоріжжя, Україна, 69063

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра електричних та електронних апаратів

Посилання

  1. Borshchov, P. I. (2019). Increase accuracy of phase difference measurement at industrial frequency. Tekhnichna Elektrodynamika, 3, 85–91. doi: https://doi.org/10.15407/techned2019.03.085
  2. Borshchov, P. I., Obodovsky, V. D. (2014). Device for precision measuring of the dielectric parameters of the high voltage insulation under working voltage. Tekhnichna Elektrodynamika, 3, 97–99.
  3. Skrupskaya, L. S., Oliinyk, A. O., Sakhno, A. A. (2014). Model building for current transformer paper-oil insulation state diagnostics. Electrical Engineering & Electromechanics, 2, 48–51. doi: https://doi.org/10.20998/2074-272x.2014.2.11
  4. Beliaev, V. K., Panenko, H. N. (2016). Determination of insulation parameters of current transformers at multiple measurements in monitoring systems under working voltage. Electrical Engineering & Electromechanics, 5, 40–46. doi: https://doi.org/10.20998/2074-272x.2016.5.06
  5. Krieg, T. W., Napolitano, M. (2000). Implementation of On-Line Transformer Monitoring and Fault Diagnosis in ElectraNet SA. Proceedings of ICMEP. Wuhan, 25–26.
  6. Borsi, H. (2000). Gassing behavior of different insulating liquids for transformers. Electra, 188, 20–41.
  7. Reyes, O., Garcia-Colon, V. R., Lara, H., Robles, E., Guzman, M., Elizarraraz, F., Martinez, J. C. (2008). Abnormal Failure Rate on High Voltage Current Transformers Affected by Environmental Conditions. Conference Record of the 2008 IEEE International Symposium on Electrical Insulation. doi: https://doi.org/10.1109/elinsl.2008.4570321
  8. Fei, Y., Wang, X.-Q., Luo, C.-J. et. al. (2012). Type selection and structure of ±1000 kV ultra HVDC instrument transformer. Gaoya Dianqi/High Voltage Apparatus, 48 (1).
  9. Sun, C., Zhang, L., Yan, C., Li, C. et. al. (2018). On-site Error Calibration Technology Under High Current for 1 000 kV Current Transformer. Gaoya Dianqi/High Voltage Apparatus, 54 (6), 184–188. doi: http://doi.org/10.13296/j.1001-1609.hva.2018.06.028
  10. Zhou, T., Ruan, J., Liu, Y., Peng, S., Wang, B. (2020). Defect Diagnosis of Disconnector Based on Wireless Communication and Support Vector Machine. IEEE Access, 8, 30198–30209. doi: https://doi.org/10.1109/access.2020.2972010
  11. Shi, J., Xu, T., Yang, S., Li, B. (2017). Design and realization of high voltage disconnector condition monitoring system. Journal of Physics: Conference Series, 887, 012011. doi: https://doi.org/10.1088/1742-6596/887/1/012011
  12. Qiu, Z., Ruan, J., Huang, D., Huang, Y. (2014). Mechanical fault diagnosis of high voltage outdoor disconnector based on motor current signal analysis. 2014 International Conference on Power System Technology. doi: https://doi.org/10.1109/powercon.2014.6993501
  13. Lin, X., Cai, Q., Xu, J.-Y., Li, S. (2011). Large scale of electric field calculation of 1100 kV disconnector based on domain decomposition method. Gaoya Diangi/High Voltage Apparatus, 47 (2), 1–6.
  14. Qiu, Z., Huang, D., Zhang, E., Ruan, J., Zhang, Y. (2015). Mechanical faults analysis of high voltage disconnectors and review of diagnosis technology. Gaoya Dianqi/High Voltage Apparatus, 51 (8), 171–179. doi: http://doi.org/10.13296/j.1001-1609.hva.2015.08.029.
  15. Shi, J., Xu, T., Yang, S., Li, B. (2017). Design and realization of high voltage disconnector condition monitoring system. Journal of Physics: Conference Series, 887, 012011. doi: https://doi.org/10.1088/1742-6596/887/1/012011
  16. Kosterev, M., Litvinov, V. (2015). Development of an analytical estimation method of the fault risk in the power system. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4 (2 (76)), 44–50. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2015.47290
  17. Kosterev, M., Litvinov, V. (2018). Priority events determination for the risk-oriented management of electric power system. EUREKA: Physics and Engineering, 3, 21–32. doi: https://doi.org/10.21303/2461-4262.2018.00643
  18. Kosteriev, M. V., Bardyk, Ye. I. (2011). Pytannia pobudovy nechitkykh modelei otsinky tekhnichnoho stanu obiektiv elektrychnykh system. Kyiv: NTUU «KPI», 148.
  19. Shtovba, S. D. (2007). Proektirovanie nechetkih sistem sredstvami MATLAB. Moscow: Goryachaya liniya – telekom, 288.
  20. Saati, T. (1993). Prinyatie resheniy. Metod analiza ierarhiy. Moscow: «Radio i svyaz'», 278.
  21. SOU-N EE 20.302: 2007. Normy vyprobuvannia elektroobladnannia. Kyiv: OEP «HRIFRE», 278.
  22. DSTU EN 62271-102:2016. Prystroi kontrolni rozpodilchi vysokovoltni. Chastyna 102. Roziednuvachi ta uzemliuvalni peremykachi zminnoho strumu (EN 62271-102:2002, IDT). Zi zminamy ta popravkoiu.
  23. Venttsel', E. S. (1972). Teoriya veroyatnostey. Moscow: Nauka, 576.
  24. Sahno, A. A. (2010). Mathematical model for prediction of the remaining resource of current transformers of 330-750 kV with OIP insulation. Visnyk Natsionalnoho tekhnichnoho universytetu «Kharkivskyi politekhnichnyi istytut». Zbirnyk naukovykh prats. Tematychnyi vypusk: Problemy udoskonalennia elektrychnykh mashyn i aparativ. Teoriya i praktyka, 55, 97–106.
  25. Guk, Yu. B. (1990). Teoriya nadezhnosti v elektroenergetike. Leningrad: Energoatomizdat, 206.
  26. Bardyk, Ye. I. (2014). Modelling and assessment of chances of failure of power systems electrical equipment taking into account the after repair resource restoration level. Naukovyi visnyk Natsionalnoho hirnychoho universytetu, 3, 82–90.

##submission.downloads##

Опубліковано

2020-08-31

Як цитувати

Domoroshchyn, S., & Sakhno, A. (2020). Оцінювання ймовірності відмови комірки вимірювального трансформатора розподільчого пристрою високої напруги експертно-статистичним методом. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4(2 (106), 70–81. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.210048

Номер

Том 4 № 2 (106) (2020): Інформаційні технології. Системи управління в промисловості

Розділ

Системи управління в промисловості

Ліцензія

Авторське право (c) 2020 Serhii Domoroshchyn, Alexandr Sakhno

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.