Повышение эффективности оценки технического состояния электроустановок до 1000 В электростанций

11

Размещено на http://www.allbest.ru/

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Повышение эффективности оценки технического состояния электроустановок до 1000 В электростанций

Маркевич Надежда Викторовна

Специальность 05.14.02 - Электростанции и электроэнергетические системы

Иваново - 2008

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный политехнический университет» и Федеральном государственном образовательном учреждении дополнительного профессионального образования «Петербургский энергетический институт повышения квалификации».

Научный руководитель:

доктор технических наук, доцент Таджибаев Алексей Ибрагимович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Савельев Виталий Андреевич

кандидат технических наук, доцент Селезнев Юрий Григорьевич

Ведущая организация - Открытое акционерное общество «Научно-исследовательский институт по передаче электроэнергии постоянным током высокого напряжения» (г. Санкт-Петербург)

Защита состоится « 19 » декабря 2008 г. в 11.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.064.01 при ГОУ ВПО «Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина» по адресу: 153003, г. Иваново, ул. Рабфаковская, д.34, корпус «Б», аудитория 237.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью организации, просим присылать по адресу: 153003, г. Иваново, ул. Рабфаковская 34, Ученый совет ИГЭУ. Тел.: (4932) 38-57-12, факс: (4932) 38-57-01.

С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке ГОУ ВПО «Ивановский государственный энергетический университет».

Автореферат разослан « 18 » ноября 2008 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

д.т.н, профессор А.В. Мошкарин

Общая характеристика работы

Актуальность работы. Важнейшей составляющей в решении широкого круга задач, связанных с эксплуатацией электростанций (ЭС), является объективная информация о техническом состоянии электроустановок (ЭУ). Качественное решение этих задач возможно только при соответствующем развитии и повышении эффективности средств и методов оценки технического состояния (ТС) и при адекватной реализации управления ремонтами и обслуживанием. При чем надежность и экономичность ЭС определяется системами всех уровней напряжения, в том числе и ЭУ до 1000 В, которые осуществляют многочисленные функции, в том числе и функции, обеспечивающие безопасность. Отсутствие необходимого внимания к проблемам электроснабжения собственных нужд до 1000 В привело к возрастанию случаев отказов и нарушений в этом классе напряжения и требует шагов по совершенствованию систем оценки ТС, как одного из важнейших средств повышения надежности. Особенно актуальна эта проблема в условиях решения инновационных задач в энергетике, когда наблюдается широкое внедрение новых технологий и материалов в ЭУ, когда традиционные способы технической диагностики и неразрушающего контроля оказываются неприемлемыми. Это заставляет искать новые решения в области оценки состояния ЭУ.

Важнейшим фактором совершенствования систем оценки состояния является не только учет всех реальных эксплуатационных факторов, влияющих на ЭУ, но и взаимное влияние текущих состояний по мере изменения свойств оборудования. Такой подход требует рассматривать проблему не как состояние отдельного независимого объекта, а как комплекс состояний элементов, связанных условиями эксплуатации. Такое представление реально отвечающее техническому состоянию требует обоснования более совершенных моделей, для чего необходим высокий уровень исследований на основе математического и физического моделирования, теоретических и экспериментальных исследований свойств элементов системы электроснабжения напряжением до 1000 В в условиях возникновения и развития дефектов, изучения свойств признаков технического состояния, задающих динамические и статические свойства признаковых пространств, характеризующих текущее ТС. Обоснование новых признаков ТС, выбор состава и размерности признаковых пространств должно опираться на тщательное изучение свойств участников процесса (автоматических выключателей, кабелей, двигателей, трансформаторов, ограничителей перенапряжения и т.д.) и их взаимное влияния.

Необходимость повышения эффективности оценки состояния ЭУ неоднократно отмечалось на научных конференциях и семинарах в Российской Федерации и за рубежом, в отраслевых и правительственных решениях.

Оценка состояния ЭУ, опирающееся на представление ТС как процесса, в котором участвуют и взаимно влияют все объекты эксплуатации на разработку новых технологий оценивания, является одним из ключевым элементов функционирования систем электроснабжения до 1000 В электростанций, что позволяет констатировать актуальность темы диссертационной работы.

Цель диссертационной работы заключается в разработке методов повышения эффективности оценки технического состояния электроустановок до 1000 В электростанций.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Разработать модель, позволяющую провести анализ динамических свойств технического состояния электроустановок до 1000 В, учитывающую свойства автоматических выключателей, кабелей, двигателей и их взаимное влияние.

2. Разработать методику определения динамических свойств текущего состояния, ресурсных показателей и оценки остаточного ресурса автоматических выключателей, кабелей и двигателей.

3. Разработать методику учета влияния коммутационных перенапряжений на триинговые процессы, как в водной фазе, так и в фазе частичных разрядов, а также методику анализа динамических свойств развития дефекта в кабелях с полимерной изоляцией.

4. Усовершенствовать модель тепловых процессов в электроустановках.

Научная новизна работы состоит в следующем:

1. Разработана модель, позволяющая провести анализ динамических свойств технического состояния электроустановок до 1000 В. Отличительной особенностью её является учет кинематической схемы автоматического выключателя на этапе включения и отключения, свойств коммутируемых присоединений (активная, индуктивная и емкостная нагрузки). Модель основана на учете временных характеристик начальной стадии горения электрической дуги и изменении кривой напряжения на дуге по мере увеличения количества циклов включений и отключений.

2. Получены данные влияния свойств автоматических выключателей на надежность кабелей и двигателей. Показано, что по мере старения автоматических выключателей увеличивается длительность включения и отключения, что приводит к увеличению термического воздействия на кабели и двигатели.

3. Разработана методика учета влияния коммутационных перенапряжений на триинговые процессы, как в водной фазе, так и в фазе частичных разрядов. Методика основана на учете в теории термофлуктуационных колебаний комбинированного процесса воздействия влаги и электрического поля, а также позволяет определить ресурсные свойства кабеля из полимерной изоляции.

4. Разработана новая методика оценки остаточного ресурса автоматических выключателей, основанная на контроле времени горения электрической дуги на стадии жидкометаллического мостика.

На защиту выносятся:

1. Модель динамических свойств технического состояния электроустановок до 1000 В, учитывающая взаимное влияние свойств автоматических выключателей, кабелей и двигателей.

2. Методика анализа динамических свойств развития дефекта в кабелях с полимерной изоляцией и обмотках двигателей, обеспечивающая определение ресурсных свойств.

3. Способы оценки остаточного ресурса автоматических выключателей, основанные на контроле времени горения электрической дуги на стадии жидкометаллического мостика и оценки технического состояния обмотки двигателя на основе двухчастотного метода.

4. Модель тепловых процессов, учитывающая конвективную теплопередачу при определении признаков технического состояния электроустановок при термографическом анализе.

Практическая ценность результатов, полученных в диссертации заключается в разработке модели, позволяющей провести анализ динамических свойств технического состояния электроустановок до 1000 В. Такая модель является базой для анализа влияния процессов в автоматических выключателях на смежные электроустановки, на их ресурсные показатели.

Результаты теоретических и экспериментальных исследований ресурсных свойств автоматических выключателей использованы для разработки новых коммутационных аппаратов, позволяющих увеличить межремонтный период, в том числе для повышения надежности электроустановок сетей 0,4 кВ, что обеспечит надежность систем собственных нужд, следовательно, и надежность электростанций.

Реализация и внедрение результатов работы:

Результаты диссертационной работы внедрены в учебный процесс на кафедре ЭЭСП ФГОУ ДПО «ПЭИПК» в соответствии с образовательными программами «Энергетическое оборудование электрических станций, промышленных предприятий электрических и тепловых сетей» и «Диагностика, эксплуатационный контроль и ремонт энергетического оборудования». Выпущены учебные пособия.

Результаты диссертационной работы внедрены в производство на ОАО «Новая ЭРА» и использованы в лаборатории «Технической диагностики и энергоаудита». Изготовлен лабораторный образец устройства контроля состояния электродвигателя и проведены его экспериментальные исследования.

Достоверность результатов работы обусловлена организацией экспериментальных исследований и обработкой их результатов с учетом требований отраслевых нормативных документов, государственных и международных стандартов.

Апробация работы.

Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались:

- на Политехническом симпозиуме «Молодые ученые - промышленности Северо-Западного региона», Санкт-Петербург, 2005 г.;

- Международном семинаре «Методы и средства оценки состояния энергетического оборудования» в 2005 г. (Санкт-Петербург), в 2006 г. (Новосибирск), в 2007 г. (Созопол, Болгария);

- Всероссийской межвузовской научно-технической конференции студентов и аспирантов, Санкт-Петербург, 2007 г.;

- Международной научно-технической конференции «Полимерные изоляторы и изоляционные конструкции высокого напряжения», Санкт-Петербург, 2008 г;

- Международном форуме «Электроэнергетика - 2007» (Старая Лесна, Словакия), «Электроэнергетика - 2008» (Санкт-Петербург).

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 8 печатных работ, из них две статьи в научно-технических журналах, включенных в перечень ВАК, и два учебных пособия.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы, включающего 95 наименований. Основная часть работы изложена на 170 страницах машинописного текста. Работа содержит 73 рисунка и 18 таблиц.

Основное содержание работы

технический состояние электростанция

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулированы цели и задачи исследования, изложены основные научные результаты, полученные в работе, ее практическая значимость и основные положения, выносимые на защиту.

Первая глава содержит обзор методов оценки ТС и анализ повреждаемости ЭУ, дано обоснование необходимости исследования свойств электрооборудования систем электроснабжения до 1000 В и повышения эффективности оценки ТС ЭУ электростанций.

Оценка состояния ЭУ, являясь важнейшим элементом эксплуатации ЭС, всегда была предметом исследований отечественных и зарубежных ученых. Существенный вклад в развитие систем технической диагностики внесли исследования В.В. Клюева, И.А. Биргера, Я.Б. Данилевича, Ю.Н. Львова, А.Г. Овсянникова, В.А. Савельева и др. Важную роль в становлении и развитии систем технического обслуживания и ремонта ЭУ, неотъемлемой частью которых является оценка ТС, сыграли работы Е.Ю. Барзиловича, В.Ф. Воскобоева, В.Смита, Р.И. Соколова и других. Развитию теории и методов обеспечения надежности, связи проблем обеспечения надежности с системами оценки технических и режимных состояний ЭС посвящены работы Ю.Н. Руденко, М.Н. Розанова, Н.И. Воропая, Ю.А. Фокина и других. Значительный вклад в анализ метод и средств оценки состояния энергетического оборудования как важнейшего инструмента обеспечения надежности, безопасности и экономичности, в развитии теории, ускорение внедрения в практику внесли участники Международного научно-технического семинара «Методы и средства оценки состояния энергетического оборудования».

Вместе с тем анализ технических решений показывает, что ранние разработки неполно охватывают возможности совершенствования систем оценки ТС, а к ЭУ до 1000 В традиционно уделялось мало внимания.

В процессе эксплуатации кроме воздействия основных факторов (электрического поля, теплового поля, окружающей среды и механических воздействий) происходит взаимное влияние свойств ЭУ друг на друга. Это приводит к снижению эксплуатационной надежности и увеличению опасности возникновения отказов. Рассмотрено влияние процессов в ЭУ до 1000 В на надежность систем электроснабжения электростанций, а также управление ТС, как способ обеспечения надежности.

Интегральной характеристикой состояния ЭУ можно считать технический ресурс. Литературный анализ показал, что фактический сработанный ресурс ЭУ при воздействии электрических эксплуатационных факторов может быть определен по выражению:

, (1)

где iЭ=1…NЭ - количество воздействующих электрических факторов; - кратность iЭ-го электрического фактора; - относительное отклонение iЭ-го электрического фактора; - нормативное значений iЭ-го эксплуатационного фактора; R*=R/R0 - фактический сработанный ресурс в относительных единицах.

Показано, что старение автоматических выключателей приводит к увеличению вероятности возникновения и увеличению скорости развития дефектов в кабелях и двигателях. На примере имеющихся статистических данных показано, что по мере старения ограничителей перенапряжения и изменения их вольт-амперных и вольт-секундных характеристик изменяются процессы в сторону ускорения старения двигателей, кабелей и автоматических выключателей. С учетом этого обоснована модель изменения ТС, которая учитывает взаимное влияние различных электроустановок друг на друга. Модель позволяет обнаружить и отсеять второстепенные факторы, выделить и определить ключевые составляющие, учитывающие старение ЭУ.

На основе проведенных исследований в главе 1 сформулированы следующие задачи поставленной цели: разработка модели, позволяющей провести анализ динамических свойств технического состояния электроустановок до 1000 В, учитывающей свойства автоматических выключателей, кабелей, двигателей и их взаимное влияние; разработка методики определения динамических свойств текущего состояния, ресурсных показателей и оценки остаточного ресурса автоматических выключателей, кабелей и двигателей; разработка методики учета влияния коммутационных перенапряжений на триинговые процессы, как в водной фазе, так и в фазе частичных разрядов, а также методики анализа динамических свойств развития дефекта в кабелях с полимерной изоляцией; усовершенствование модели тепловых процессов в электроустановках.

Во второй главе разработана модель, позволяющая провести анализ динамических свойств ТС ЭУ до 1000 В. Выполнен анализ свойств развития триинговых процессов и влияние на них коммутационных свойств автоматических выключателей. Разработана модель системы управления ТС с учетом результатов диагностики автоматических выключателей.

Модель основана на учете временных характеристик начальной стадии горения электрической дуги и изменении кривой напряжения на дуге по мере увеличения количества циклов включений и отключений. Отличительной особенностью модели является учет кинематической схемы автоматического выключателя на этапе включения и отключения, свойств коммутируемых присоединений (активная, индуктивная и емкостная нагрузки).

Для исследования кинематических свойств автоматических выключателей разработано программное обеспечение, которое реализовано в математическом пакете MatCad (рис.1). С помощью математической модели проводились исследования при разных интервалах изменений углов поворотов входных звеньев (входных обобщённых координат) и при разных линейных составляющих коэффициентов внутренних и внешних пружин включения и отключения. Выполнена экспериментальная проверка адекватности модели. Получены данные влияния свойств автоматических выключателей на надежность кабелей и двигателей.

Проведен анализ процессов, влияющих на коммутационную и механическую износостойкость, отключающую способность автоматических выключателей. На базе чего обоснована методика определения динамических свойств текущего состояния и ресурсных показателей.

Разработана новая методика оценки остаточного ресурса автоматических выключателей. Найдены диагностические параметры - время начальной стадии горения электрической дуги и изменение напряжения на дуге. С увеличением времени начальной стадии горения электрической дуги техническое состояние автоматических выключателей значительно ухудшается.

11

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 1. Алгоритм расчета ресурсных свойств выключателей

Показано, что по мере старения автоматических выключателей, увеличивается длительность разрыва тока, что приводит к увеличению термического воздействия на кабели и пускового тока двигателей.

Обоснованная методика позволяет организовать обслуживание и ремонт автоматических выключателей по состоянию, что обеспечивает увеличение межремонтных периодов.

Опираясь на разработанную математическую модель, был проведен анализ коммутационных перенапряжений, воздействующих на изоляцию кабеля.

Показано, что при коммутациях присоединений в виде кабельной и двигательной нагрузки возникают высокочастотные перенапряжения, ускоряющие рост триингов, как в водной фазе, так и в фазе возникновения частичных разрядов. Существенное изменение скорости развития триингов происходит в диапазоне частот до 30 кГц, а в диапазоне 30 кГц - 400 кГц скорость развития триингов меняется незначительно (рис.2).

На этой основе обоснована методика учета динамических свойств ресурса и развития дефекта.

11

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис.2. Количественные характеристики развития триингов в кабелях с полимерной изоляцией

Во второй главе также разработана модель системы управления ТС с учетом результатов диагностики автоматических выключателей. Оценка ТС ЭУ является одним из неотъемлемых элементов систем управления режимами работы, ремонтом и обслуживанием. Функции оценки ТС в общей системе обслуживания и ремонта является установление соответствия между текущими значениями ТС и состояниями, характеризующими надежность.

В третьей главе выполнено исследование методов и технологий теплового контроля ЭУ. Усовершенствована модель тепловых процессов в ЭУ, учитывающая конвективные потоки среды.

Выделяющаяся в ЭУ тепловая мощность распространяется как внутри ЭУ, так и за его пределы в окружающее пространство. При этом могут действовать различные механизмы теплопередачи. Рассмотрены теоретические методы теплового контроля ЭУ, в которых источниками тепловой мощности являются: джоулево тепловыделение, диэлектрические потери, тепловыделение при трении, нагрев и охлаждение теплопроводностью.

Показано, что при моделировании теплового состояния ЭУ, необходимо учитывать конвективные потоки среды, так как конвективное течение во многом определяет тепловой режим и картину его теплового поля.

Наиболее сложными с точки зрения анализа тепловых процессов являются автоматические выключатели, так как имеют неоднородное выделение тепловой энергии, что представляет сложность определения области для оценки его состояния. Тепловое состояние всех элементов автоматических выключателей определяется процессами, происходящими в нем при коммутации. В момент отключения тока короткого замыкания температура внутри дугогасительных устройств достигает высоких значений, после отключения - температура падает. По динамике изменения температуры можно проводить оценку состояния элементов автоматических выключателей.

Моделирование теплового состояния автоматических выключателей с учетом конвективных потоков среды выполнено с использованием программного пакета FlexPDE путем решения методом конечных элементов нелинейного дифференциального уравнения теплопроводности:

, (2)

с граничными условиями: . (3)

Выполнена экспериментальная проверка адекватности модели.

Результат моделирования теплового состояния автоматических выключателей позволяет сформулировать требования для проектирования автоматических выключателей с большей отключающей способностью.

На основании данных исследований усовершенствована модель тепловых процессов в ЭУ, которая позволяет априорно определить признаки ТС, а также решить обратную задачу.

В четвертой главе выполнено исследование динамических свойств возникновения и развития повреждений в кабелях и двигателях, разработаны неразрушающие методы их выявления.

В современных условиях в распределительных кабельных сетях работает большое количество кабелей с полимерной изоляцией, которые в процессе эксплуатации часто выходят из строя значительно раньше гарантийного срока службы. Это связано с возникновением и развитием в полимерной изоляции триинговых процессов. Показан комбинированный процесс развития повреждений в полимерных изоляциях (водный и электрический триинг).

Методика исследования динамических свойств триинговых процессов основана на учете в теории термофлуктуационных колебаний комбинированного процесса воздействия влаги и электрического поля, а также позволяет определить ресурсные свойства кабеля из полимерной изоляции.

Зависимость потерь энергии от частоты определяется формулой:

 (4)

где m -фактор потерь энергии в области максимума, - параметр распределения времен релаксации, x = lnf/fm - частотный параметр.

Проведя измерения на двух частотах, составим в соответствии с (4) систему из двух уравнений; далее, решая эту систему относительно m и принимая во внимание, что = tg получим формулу для определения fm:

. (5)

Исследованы расчетные и экспериментальные зависимости tg от частоты для исходного и состаренного кабеля с поливинилхлоридной изоляцией. Старение приводит к уменьшению параметра распределения.

11

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 3. Частотные зависимости tg при старении кабелей с поливинилхлоридной изоляцией

На рис. 3 представлены частотные зависимости tg при старении кабелей с поливинилхлоридной изоляцией, где зависимость 1 соответствует частотной зависимости tg исходного кабеля, зависимость 2 - частотной зависимости состаренного кабеля. По мере старения кабеля происходит сдвиг релаксационного максимума.

Определения ресурса кабеля выполняется по формуле:

, (6)

где - предельное значение ресурса в формированном режиме испытаний; Тф - температура старения в форсированном режиме; Тр - рабочая температура кабеля; W - условная энергия активации процесса разрушения (для ПЭ-W =54 кДж / моль).

После измерения tg на частотах f1 и f2 по формуле (5) рассчитывается fм и определяется параметр ?fм. Затем для расчета наработанного ресурса используется формула (6). Возможность определения ресурса кабеля неразрушающим методом позволяет в процессе эксплуатации кабеля определять степень выработки ресурса и уделять большее внимание кабелям с малым остаточным ресурсом, тем самым, повышая надежность работы кабельной сети.

Предложен способ оценки технического состояния двигателя на основе двухчастотного метода, позволяющий определять параметры, характеризующие состояние изоляции обмотки двигателя.

В пятой главе представлены итоги экспериментальных исследований автоматических выключателей, кабелей и электрических двигателей. Получены количественные данные подтвердившие результаты теоретических разработок.

Исследования ресурсных свойств автоматических выключателей, при ударном токе 90 кА показали сильный износ дугогасительного устройства без разрушения металлических пластин, а эрозионные следы дуги носят локальный характер (рис. 4). Вся плазма перемещается в первую половину дугогасительной камеры и практически не распределяется равномерно по пластинам.

11

Размещено на http://www.allbest.ru/

а) б)

Рис.4. Электродуговая эрозия металлических пластин дугогасительной камеры, при отключении тока 90 кА: а - внешний вид металлических пластин; б - площадь следов дуговой эрозии S (см2) по пластинам N дугогасительной камеры

Увеличение термической нагрузки при ударном токе 105 - 120 кА суммарной длительностью 0.074 с приводит к разрушение металлических пластин. Электродуговая эрозия металлических пластин дугогасительных камер после коммутационного цикла: О-П-ВО-П-ВО имеет вид сплошного оплавления с видимым разрушением и сопровождается выносом массы металла и засорением межконтактного промежутка продуктами эрозии. Анализ показал, что существенную роль в разрушении пластин играют электродинамические усилия, которые воздействуют на электрическую дугу отключения. Экспериментально удалось установить пути уменьшения смещения дуги.

Проведено экспериментальное исследование кабелей с поливинилхлоридной и резиновой изоляцией. Выполнено измерение электрического сопротивления, емкости и тангенса угла диэлектрических потерь при различных частотах. Исследования подтвердили количественные данные при определении степени старения в зависимости от частотных свойств.

Испытания устройства двухчастотного контроля обмотки электродвигателя позволили не только подтвердить результаты теоретических исследований, но и определить оптимальные граничные линии состояний электродвигателя.

Проведены комплексные экспериментальные исследования при коммутации в системе электроснабжения до 1000 В системы кабель-двигатель. Получены данные по воздействию на все элементы сети, найдены предельные значения дугогасительных свойств выключателей по уровню допустимых напряженностей влияющих на свойства двигателей и кабелей.

Основные результаты работы

Исследования, выполненные в диссертационной работе, обеспечили решение ряда научных и технических задач, направленных на повышение эффективности оценки технического состояния электроустановок до 1000 В электростанций. Повышение эффективности основывается на учете динамических свойств технического состояния электроустановок. Наиболее существенные научные и практические результаты заключаются в следующем:

1. Разработана модель, позволяющая провести анализ динамических свойств технического состояния электроустановок до 1000 В. Отличительной особенностью её является учет кинематической схемы автоматического выключателя на этапе включения и отключения, свойств коммутируемых присоединений (активная, индуктивная и емкостная нагрузки). Модель основана на учете временных характеристик начальной стадии горения электрической дуги и изменении кривой напряжения на дуге по мере увеличения количества циклов включений и отключений. Модель является базой для анализа влияния процессов в автоматических выключателях на смежные электроустановки, на их ресурсные показатели.

2. На основе разработанной математической модели проведен анализ процессов, влияющих на коммутационную и механическую износостойкость, отключающую способность автоматических выключателей. Обоснована методика определения динамических свойств текущего состояния и ресурсных показателей. Показано, что существенно влияют линейные составляющие коэффициентов внутренних и внешних пружин включения и отключения. Получены данные влияния свойств автоматических выключателей на надежность кабелей и двигателей. Показано, что по мере старения автоматических выключателей, увеличивается длительность включения и отключения, что приводит к увеличению термического воздействия на кабели и двигатели.

3. Опираясь на разработанную математическую модель, был проведен анализ коммутационных перенапряжений, воздействующих на изоляцию кабеля. Показано, что при коммутациях присоединений в виде кабельной и двигательной нагрузки возникают высокочастотные перенапряжения, ускоряющие рост триингов, как в водной фазе, так и в фазе возникновения частичных разрядов. На этой основе обоснована методика учета динамических свойств ресурса и развития дефекта.

4. Разработана методика исследования динамических свойств триинговых процессов, позволяющая определить ресурсные свойства кабеля из полимерной изоляции. Методика основана на учете в теории термофлуктуационных колебаний комбинированного процесса воздействия влаги и электрического поля.

5. Разработана новая методика оценки остаточного ресурса автоматических выключателей, основанная на контроле времени горения электрической дуги на стадии жидкометаллического мостика и изменении напряжения на дуге. Обоснованная методика позволяет организовать обслуживание и ремонт автоматических выключателей по состоянию, что обеспечивает увеличение межремонтных периодов.

6. Усовершенствована модель тепловых процессов в электроустановках, которая позволяет априорно определить признаки технического состояния, а также решить обратную задачу для определения теплового поля. По сравнению с традиционными представлениями в модели учитываются изменения температурных пространств из - за изменения конвективных потоков. Модель позволяет более объективно учитывать эксплуатационные факторы при инфракрасном термографическом обследовании.

7. Усовершенствован способ оценки технического состояния обмотки электродвигателя. Способ основан на наложении дополнительного сигнала на контролируемую цепь, что позволяет получить параметры, обеспечивающие более высокую достоверность оценки состояния.

8. Проведен комплекс исследований на основе математического и физического моделирования, подтверждающих основные результаты, выносимые на защиту. Получены количественные характеристики по частотным свойствам кабелей с поливинилхлоридной изоляцией, динамике развития дефектов с учетом воздействия перенапряжений, новые данные в процессах дугогасительных устройств автоматических выключателей при отключении предельных токов короткого замыкания.

Основные публикации по теме диссертации

Научные статьи, опубликованные в изданиях по списку ВАК:

1. Маркевич, Н.В. Оптимизация динамических характеристик силовых автоматических выключателей серии ВАЭ [текст] / Н.В. Маркевич, В.В. Сорокин, А.В. Зимин, В.С. Гендель // Электромеханика. - 2007. - № 3. - С. 25-28.

2. Маркевич, Н.В. Электродуговая эрозия металлических пластин дугогасительных устройств автоматических выключателей при предельных токах коммутации [текст] / Н.В. Маркевич, Р.П. Кияткин, О.П. Максимов // Электротехника. - 2007. - № 12. - С. 43-47.

Публикации в других изданиях:

3. Маркевич, Н.В. Оптимизация параметров силовых автоматических выключателей серии ВАЭ ОАО «Новая ЭРА» [текст] / Н.В. Маркевич, Е.Н. Тонконогов, Ю.А. Кулагин, В.В. Сорокин // В кн. «Методы и средства оценки состояния энергетического оборудования» под ред. А.И. Таджибаева, В.Н. Осотова. Вып. 28. - Санкт - Петербург, 2005. - С. 109-111.

4. Маркевич, Н.В. Численное моделирование процессов отключения в дугогасительных устройствах низкого напряжения [текст] / Молодые ученые - промышленности северо - западного региона. Материалы семинаров Политехнического симпозиума. - Санкт - Петербург, 2005. - С. 53.

5. Таджибаев, А.И. Модели сетей и оценка технического состояния кабелей с полимерной изоляцией / А.И. Таджибаев, Н.В. Маркевич, А.Н. Казаков: Учебное пособие - Санкт - Петербург: ПЭИПК, 2007. - 110 с.

6. Таджибаев, А.И. Модели тепловых процессов в электрооборудовании напряжением до 1000 В [текст] / А.И. Таджибаев, Н.В. Маркевич // Матер. Междунар. науч.-техн. конф. «Полимерные изоляторы и изоляционные конструкции высокого напряжения» - 16 июня - 19 июня, Санкт - Петербург: ПЭИПК, 2008. - С. 58-70.

7. Назарычев, А.Н. Влияние процессов в автоматических выключателях на надежность кабелей с полимерной изоляцией систем электроснабжения собственных нужд электрических станций и подстанций [текст] / А.Н. Назарычев, А.И. Таджибаев, Н.В. Маркевич // Матер. Междунар. науч.-техн. конф. «Полимерные изоляторы и изоляционные конструкции высокого напряжения» - 16 июня - 19 июня, Санкт - Петербург: ПЭИПК, 2008. - С. 90-97.

8. Маркевич, Н.В. Процессы в выключателях и их воздействие на кабели с полимерной изоляцией / Н.В. Маркевич, А.И.Таджибаев, М.К. Ярмаркин: Учебное пособие. - Санкт - Петербург: ПЭИПК, 2007. - 58 с.

Размещено на Allbest.ru