Введение
1. Анализ проблемы оптимизации жизненного цикла трансформатора с принудительным охлаждением 10
1.1. Постановка задачи 10
1.1.1. Понятие оптимального жизненного цикла силового трансформатора с принудительным охлаждением 10
1.1.2. Понятие проектно-диагностической модели силового трансформатора с принудительным охлаждением 12
1.1.3. Требования к подсистеме мониторинга 15
1.1.4. Требования к организации системы оптимизации жизненного цикла силовых трансформаторов 17
1.2. Характеристика объекта 19
1.3. Математическое моделирование процессов в силовом трансформаторе 25
1.3.1. Проектная модель силового трансформатора 25
1.3.2. Расчет тепловых процессов в трансформаторе 29
1.3.3. Средства и методы поиска оптимального решения 30
1.3.4. Использование нейронных сетей и методов нелинейного программирования в математическом моделировании 32
1.4. Системы поддержки жизненного цикла силовых трансформаторов 33
1.4.1. Современное состояние мониторинга и диагностики силовых трансформаторов 33
1.4.2. Современное состояние систем поддержки жизненного цикла трансформаторов 35
1.4.3. Информационный обмен в системах управления техническими устройствами 38
1.5. Проблема замены оборудования 39
Выводы по первой главе 42
2. Разработка диагностической модели силовых трансформаторов . 44
2.1. Разработка модели информационного обмена в системе оптимизации жизненного цикла силовых трансформаторов 44
2.1.1. Анализ модели информационного обмена в системах управления техническими устройствами 44
2.1.2. Разработка структуры многоуровневой модели информационного обмена в системе оптимизации жизненного цикла силового трансформатора 47
2.1.3. Формализация информационного обмена в системе оптимизации жизненного цикла силового трансформатора 52
2.2. Характеристика элементов подсистемы мониторинга силовых трансформаторов 59
2.2.1. Общая характеристика подсистемы мониторинга силовых трансформаторов 59
2.2.2. Аналоговый уровень подсистемы мониторинга 60
2.2.3. Цифровой уровень подсистемы мониторинга 61
2.2.4. Системный уровень подсистемы мониторинга 62
2.2.5. Информационный уровень подсистемы мониторинга 63
2.2.6. Аналитический уровень подсистемы мониторинга 65
2.2.7. Уровень принятия решений подсистемы мониторинга 66
2.3. Диагностические алгоритмы в подсистеме мониторинга силовых трансформаторов 68
2.3.1. Контроль повышений напряжения 68
2.3.2. Контроль температуры наиболее нагретой точки обмотки 69
2.3.3. Контроль содержания влаги в изоляции 70
2.3.4. Старение изоляции 71
2.3.5. Контроль состояния и оценка эффективности работы системы охлаждения 72
2.3.6. Расчет предельной температуры ННТ по критерию образования пузырьков 73
2.3.7. Контроль состояния высоковольтных вводов 75
2.3.8. Контроль температуры верхних слоев масла 76
Выводы по второй главе 77
3. Разработка проектной модели силового трансформатора 78
3.1. Математический аппарат системы поиска решений трансформатора с заданными свойствами 78
3.2. Программная реализация системы поиска решений трансформатора с заданными свойствами 86
3.3. Алгоритм теплового расчета силового трансформатора с принудительным охлаждением 89
3.3.1. Постановка задачи разработки подсистемы теплового расчета силового трансформатора с принудительным охлаждением 89
3.3.2. Тепловой расчет обмоток 92
3.3.3. Расчет системы охлаждения 92
3.3.4. Расчет коэффициента теплоотдачи со стороны масла 93
3.3.5. Расчет коэффициента теплоотдачи со стороны воздуха 95
3.3.6. Гидравлический расчет малогабаритных теплообменников 97
3.4. Тепловая динамическая модель трансформатора 98
3.4.1. Формирование системы дифференциальных уравнений 98
3.4.2. Расчет коэффициентов уравнений динамики тепловых процессов в трансформаторе 101
3.4.3. Коррекция коэффициента ЬЗ по данным подсистемы мониторинга 103
Выводы по третьей главе 106
4. Разработка проектно-диагностическои модели для управления охлаждением силовых трансформаторов 108
4.1. Разработка базовых элементов подсистемы управления охлажде нием трансформаторов 108
4.1.1. Аппаратное обеспечение подсистемы управления охлаждением трансформатора 108
4.1.2. Программное обеспечение подсистемы управления охлаждением трансформатора 115
4.2. Разработка алгоритма управления охлаждением трансформато ра на основе динамической тепловой модели 119
4.2.1. Постановка задачи и обоснование пути ее решения 119
5 4.2.2. Алгоритм поиска оптимального управляющего воздействия на систему охлаждения 122
4.3. Разработка алгоритма управления охлаждением трансформатора на основе нейросетевой модели 127
4.3.1. Математический аппарат нейронных сетей 127
4.3.2. Разработка модели системы охлаждения трансформатора на основе нейронной сети в среде MatLab 131
4.3.3. Экспериментальная проверка работы системы оптимального управления системой охлаждения трансформатора 135
Выводы по четвертой главе 138
5. Разработка проектно-диагностической модели для оценки технико-экономических показателей оборудования 140
5.1. Оценка эффективности работы оборудования 140
5.1.1. Требования к подсистеме оценки технико-экономического состояния трансформатора 140
5.1.2. Математический аппарат подсистемы принятия решений по ремонту или замене трансформатора 141
5.1.3. Функции подсистемы оценки технико-экономического состояния трансформатора 145
5.2. Разработка подсистемы оценки технико-экономических показате-
лей оборудования 146
5.2.1. Структура и интерфейс подсистемы поддержки принятия ре
шений по ремонту или утилизации трансформатора 146
5.2.3. Расчет технико-экономической эффективности трансформатора ТДЦ 400000/500 150
5.3. Оценка перехода к ремонту трансформатора по техническому состоянию с использованием подсистемы мониторинга 155
Выводы по пятой главе 163
Заключение І 164
Библиографический список
