Прогнозування змінення ресурсних параметрів високовольтних вимикачів на основі теорії нечітких часових рядів
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Гідроенергетика України |
|---|---|
| Дата: | 2011 |
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Українська |
| Опубліковано: |
Інститут електродинаміки НАН України
2011
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/57962 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Прогнозування змінення ресурсних параметрів високовольтних вимикачів на основі теорії нечітких часових рядів / Є.І. Бардик // Гідроенергетика України. — 2011. — № 3-4. — С. 63-66. — Бібліогр.: 10 назв. — укр. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859642393570050048 |
|---|---|
| author | Бардик, Є.І. |
| author_facet | Бардик, Є.І. |
| citation_txt | Прогнозування змінення ресурсних параметрів високовольтних вимикачів на основі теорії нечітких часових рядів / Є.І. Бардик // Гідроенергетика України. — 2011. — № 3-4. — С. 63-66. — Бібліогр.: 10 назв. — укр. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Гідроенергетика України |
| first_indexed | 2025-12-07T13:23:19Z |
| format | Article |
| fulltext |
Гідроенергетика України, 3�4/2011, ISSN 1812�9277 6363
Н А У К А — Н А У К О В О 2 Т Е Х Н І Ч Н О М У П Р О Г Р Е С У В Г І Д Р О Е Н Е Р Г Е Т И Ц І
боль ши н стве слу ча ев ока зы ва ет ся меньше маг ни -
топ ро во да, срок служ бы транс фор ма то ра в ос нов -
ном оп ре де ля ет ся по сте пе ни из но са цел лю лоз -
ной изо ля ции.
Вывод. Все блоч ные си ло вые транс фор ма то -
ры (кро ме Т'4) тре бу ют за ме ны на сов ре мен ные.
За ме на транс фор ма то ров даст зна чи тель ное сок -
ра ще ние по терь ак тив ной энер гии (см. Табл. 2) и
обес пе чит на дёж ную и эф фек тив ную ра бо ту Ка -
хо вс кой ГЭС. За ме на од но го транс фор ма то ра
при ве дет к сок ра ще нию по терь энер гии в сред нем
до 1 млн. кВт·ч в год.
�
© Бородаенко А.С., 2011
ПРОГНОЗУВАННЯ ЗМІНЕННЯ РЕСУРСНИХ
ПАРАМЕТРІВ ВИСОКОВОЛЬТНИХ ВИМИКАЧІВ
НА ОСНОВІ ТЕОРІЇ НЕЧІТКИХ ЧАСОВИХ РЯДІВ
БАРДИК Є.І. , канд. техн. наук., доцент., НТУУ "КПІ"УДК 621.311
ЗЗ
а без пе чен ня надій нос ті функціону ван ня ге -
не ру ю чого облад нання ГЕС та ГАЕС еле к т -
ро е нер ге тич них си с тем (ЕЕС), що здійсню -
ють еле к т ро по с та чан ня спо жи вачів, є однією з ос -
нов них ба га то пла но вих про блем еле к т ро е нер ге -
ти ки. Рівень надійності еле к т ро по с та чан ня спо -
жи вачів знач ною мірою за ле жить від технічно го
ста ну си ло во го генеру ючого і ко му таційно го об -
лад нан ня, зно шен ня яко го на сьо годнішній день
ся гає 60—70 %, що при зво дить до збільшен ня
імовірності йо го відмов, підви щен ня аварійності
в ЕЕС [5—10]. Відмо ви ок ре мих еле ментів си с тем
ЕЕС не завжди є ло каль ни ми подіями і мо жуть
вик ли ка ти відмо ви не по шко д же но го об лад нан ня.
Це, в свою чер гу, зу мов лює не обхідність надійно -
го функціону ван ня ко му таційних апа ратів, що
здій с ню ють ав то ма тич не уп равління ро бо тою си -
с те ми еле к т ро по с та чан ня.
Для вирішен ня за дач уп равління ре сур сом
не обхідна роз роб ка ма те ма тич них мо де лей про -
гно зу ван ня змінен ня за лиш ко во го ре сур су ви ми -
ка ча на ос нові яких мож на виз на чи ти мож ливість
ви чер пан ня ре сур су пра цез дат ності (про гно зу ва -
ти відмо ви) і стра ху ва ти ри зик відмо ви від по ві -
даль них підси с тем ЕЕС, які за без пе чу ють еле к т -
ро по с та чан ня спо жи вачів.
Аналіз відмов ви со ко вольт них ви ми качів по -
ка зав, що найбільш по шко д жу ва ни ми еле мен та -
ми повітря но го ви ми ка ча є при вод, ду го гас ний
пристрій і внутрішня ізо ляція, ущільнен ня, при -
чо му ча ст ка відмов ду го гас но го при ст рою іноді
ся гає 20—27%. Оче вид но, що од ним з найбільш
виз на чаль них па ра метрів що до про гно зу ван ня
ви чер пан ня ре сур су пра цез дат ності ви ми ка ча є
ко му таційний ре сурс, найбільше спра цю ван ня
яко го ви ни кає при ко му тації струмів ко рот ко го
за ми кан ня (КЗ) [6—8].
В [7—9] до клад но висвітлені ос новні по ло -
жен ня ме то дик виз на чен ня спраць о ва но го і за -
лиш ко во го ре сур су ви ми ка ча, як що відомі зна -
чен ня ко му то ва но го стру му і кількості ко му тацій.
При їх ви ко ри с танні оцінка спраць о ва но го ре сур -
су ви ми качів ви ко нується шля хом підсу мо ву ван -
ня спраць о ва но го ре сур су після ви ко нан ня кож -
но го КЗ. Але як по ка за но в [8] на прак тиці в ЕЕС
в більшості ви падків відсутні дат чи ки, які фіксу -
ють ко роткі за ми кан ня. У цьо му ви пад ку, інфор -
мацію що до ве ли чи ни ко му то ва них струмів і
кількості ко му тацій одер жу ють на ос нові аналізу
і об роб ки ста ти с тич них да них про ко роткі за ми -
кан ня в еле к т ро пе ре дачі і еле к т ро об лад нанні.
Ра зом з цим в існу ю чих і ство рю ва них су час -
них си с те мах моніто рин гу ко му таційно го об лад -
нан ня енер го си с тем пе ред ба чається без пе рерв на
реєстрація, як в нор маль них так і в аварійних ре -
жи мах, зна чень ко му то ва но го ви ми ка чем стру му.
Крім то го, си с те ми моніто рин гу, за зви чай,
здійсню ють не тільки оцінку, але й про гно зу ван -
ня ре сур су пра цез дат ності ко му таційно го об лад -
нан ня і то му ство рен ня відповідно го ма те ма тич -
но го і про грам но го за без пе чен ня, яке є скла до вою
ча с ти ною ек с перт них си с тем моніто рин гу ко му -
таційно го об лад нан ня, є ак ту аль ною за да чею.
В більшості ви падків для ви ко нан ня не -
обхідних роз ра хунків виз на чен ня спра цю ван ня
ко му таційно го ре сур су потрібно ма ти аналітич ну
Н А У К А — Н А У К О В О 2 Т Е Х Н І Ч Н О М У П Р О Г Р Е С У В Г І Д Р О Е Н Е Р Г Е Т И Ц І
Гідроенергетика України, 3�4/2011, ISSN 1812�92776464
за лежність чис ла га ран то ва них відклю чень від
стру му, що ви ми кається nдоп = f(I*
від) [1, 8, 9]. Для
де я ких серій ви ми качів за во ди'ви роб ни ки да ють
такі за леж ності. В іншо му ви пад ку та ка за -
лежність у ви гляді різних відо б ра жа ю чих
функцій мо же бу ти по бу до ва на ме то дом най мен -
ших ква д ратів по трьом або чо ти рь ом зна чен ням
відклю чаємих струмів
В [8] по ка за но, що найбільш адек ват но на явні
дані опи сує гіпер болічна за лежність
nдоп = A +B/I *
від; I *
від= Iвід/Iвід.н,
де nдоп — до пу с ти ме чис ло опе рацій вклю чен ня і
від клю чен ня ви ми ка ча при I = I *
від. Спраць о ва -
ний ко му таційний ре сурс в цьо му ви пад ку виз на -
чається:
, як що Iном ≤ Iвід.і ≤ Iвід.ном;
, як що 0 ≤ Iвід.і ≤ Iном,
де Nкз, N’кз, Nкз.i, N’кз.i — за галь на кількість КЗ і чис -
ло відклю чень КЗ зі стру ма ми I *
від.i та I‘*
від.i від -
по від но; I‘*
від.i — струм відклю чен ня в до лях від
номіна ль но го, I *
від.i — струм відклю чен ня в до лях
від номіна ль но го стру му відклю чен ня; А, В, А', B'
— постійні ко ефіцієнти.
За да ча про гно зу ван ня ви чер пан ня ко му -
таційно го ре сур су ви ми ка ча, як за зна ча лось, в за -
галь но му ви пад ку є до стат ньо склад ною про бле -
мою внаслідок ви со ко го рівня не виз на че ності
подій, пов'яза них як з мо мен том ви ник нен ня КЗ,
так і зі зна чен ням стру му, що ви ми кається I *
від.i.
На сьо годнішній день не існує єди ної універ -
саль ної ме то ди ки виз на чен ня терміну ви чер пан -
ня ко му таційно го ре сур су ви со ко вольт них ви ми -
качів. То му оче вид но, що для про гно зу ван ня
змінен ня цьо го па ра ме т ра не обхідно ви ко ри с то -
ву ва ти різні ме то ди ки і мо делі, а для ос та точ но го
прий нят тя рішен ня що до ви ве ден ня ви ми ка ча в
ре монт не обхідно вра хо ву ва ти ре зуль та ти, одер -
жані з ви ко ри с тан ням всіх існу ю чих ме то дик і
мо де лей. Ниж че на ве де но один із існу ю чих
підходів до вирішен ня цієї про бле ми.
Як по ка зує прак ти ка оцінки і про гно зу ван ня
ре сур су еле к т ро об лад нан ня ЕЕС, тра диційний
шлях вра ху ван ня фак торів не виз на че ності на ос -
нові імовірнісно го і ста ти с тич но го мо де лю ван ня
ча с то є не адек ват ним вирішу ва ним за да чам і мо -
же при зве с ти навіть до не пра виль них ре зуль татів,
оскільки йо го функціону ван ня на прак тиці ха рак -
те ри зується не виз на ченістю "не сто ха с тич но го"
ти пу. Ча со вий ряд змінен ня ре сурс них па ра мет -
рів відповідаль но го си ло во го і ко му таційно го об -
лад нан ня при цьо му ха рак те ри зується та ки ми
особ ли во с тя ми: невідомі імовірнісні ха рак те ри с -
ти ки сто ха с тич но го про це су, ма ла кількість еле -
мен тів вибірки, не виз на ченість і не по вно та ін -
фор мації про функціону ван ня об'єкта [2, 3].
То му ви ко ри с тан ня мо де лей заміню ван ня па -
ра метрів технічно го ста ну у ви гляді ви пад ко вих
про цесів і роз ра ху нок па ра метрів спраць о ва но го і
за лиш ко во го ре сур су че рез па ра ме т ри ви пад ко во -
го про це су не завжди дають мож ливість виз на чи -
ти про гноз мо мен ту по яви гра нич но го ста ну.
Для підви щен ня якості і до сте мен ності рі -
шень, які прий ма ють ся при про гно зу ванні ви чер -
пан ня ре сур су, з ура ху ван ням всієї мно жи ни фак -
торів, що впли ва ють на їх ре зуль та ти, не обхідний
си с тем ний підхід, який ґрун тується на досвіді,
знан нях і ар гу мен то ва них су д жен нях (ек с перт -
них оцінках) спеціалістів'ек с пертів з ви ко ри с тан -
ням інте лек ту аль них ме тодів аналізу ча со вих
рядів. Ос нов ним ма те ма тич ним апа ра том фор -
малізації, пред став лен ня і об роб ки ек с перт них
оці нок є те орія нечітких мно жин [4].
У відповідності з ви ще заз на че ним, спраць о -
ва ний ко му таційний ре сурс, який виз на чається
по фор мулі (1), мож на вва жа ти нечіткою ви пад -
ко вою змінною. Ди намічний роз ви ток зміню ван -
ня спраць о ва но го ко му таційно го ре сур су
в часі мож на пред ста ви ти у ви гляді нечітко го ча -
со во го ря ду , який пред -
став ляє со бою де я ку впо ряд ко ва ну послідовність
спо с те ре жень над зміню ван ням у часі ре сур су ви -
ми ка ча, зна чен ня яко го в мо мент ча су ti ви ра -
жається за до по мо гою нечіткої змінної (ха рак те -
ри зується лінгвістич ним тер мом і три кут ною
функцією на леж ності). Про гно зу ван ня ви чер пан -
ня ко му таційно го ре сур су ви ми ка ча по ля гає в то -
му, щоб знай ти мо мент ча су, ко ли до сяг не
гра нич но го зна чен ня.
Виз на чен ня терміну ви чер пан ня ко му -
таційно го ре сур су ви со ко вольт но го ви ми ка ча
здійснюється порівнян ням нечітких мно жин гра -
нич них зна чень спраць о ва но го ко му таційно го ре -
сур су з про гноз ни ми зна чен ня ми у
відповідності з [11]:
,
де Х — універ саль на мно жи на дійсних чи сел, ↔
Гідроенергетика України, 3�4/2011, ISSN 1812�9277 6565
Н А У К А — Н А У К О В О 2 Т Е Х Н І Ч Н О М У П Р О Г Р Е С У В Г І Д Р О Е Н Е Р Г Е Т И Ц І
— опе рація еквіва лент ності нечітких мно жин
.
.
Нечіткі мно жи ни нечітко рівні , ко -
ли (α за дається ек с перт ним шля -
хом, ча с то α = 0,5).
Для відпра цю ван ня і підтвер д жен ня адек ват -
ності роз роб ле них мо де лей про гно зу ван ня змі -
нен ня ко му таційно го ре сур су ви со ко вольт них ви -
ми качів за до по мо гою нечітких про гноз них мо де -
лей, на ос нові виміря них па ра метрів КЗ в фіксо -
вані терміни міжре монт но го періоду ек сплу а тації
ви ми качів ти пу ВНВ'330'63/1350 і
ВГУ'110'40/2000 бу ли про ве дені роз ра хун ки, які
вклю ча ли: вибір відповідно го ти пу функції трен -
ду зміню ван ня ко му таційно го ре сур су та іден ти -
фі ка цію па ра метрів ап рок си му ю чої функції.
Зна чен ня ко му то ва них ви ми ка ча ми струмів і
ве ли чи ни спраць о ва но го ре сур су ви ми качів в мо -
мен ти ча су спо с те ре жен ня на ве дені у Таб л. 1 та 2.
Для існу ю чих ап рок си му ю чих функцій
(лінійна, ква д ра тич на, сте пе не ва то що) з ви ко ри -
с тан ням ме то ду най мен ших ква д ратів бу ло ви ко -
на но роз ра ху нок па ра метрів ап рок си му ю чих кри -
вих в про грам но му се ре до вищі Matlab R2010a.
Про ве дені роз ра хун ки по ка за ли, що найбільш
прий нят ною ап рок си му ю чою функцією, яка дає
най мен шу по мил ку ре г ресії да них, є лінійна
функція ти пу Rк(t) = b+a t .
Ілю с т рація ди наміки змінен ня ко му таційних
ре сурсів ви ми качів ВНВ'330 і ВГУ'110 та мо -
ментів їх ви чер пан ня по ка за но на Рис. 1. За ре -
зуль та та ми про гно зу ван ня мож на зро би ти вис но -
вок, що для ви ми ка ча ВНВ'330 ви чер пан ня ко му -
та ційно го ре сур су відбу деть ся че рез термін t = 5,9
років ек сплу а тації після вве ден ня в ро бо ту, або
чер го во го капіталь но го ре мон ту, який мен ший
ніж рег ла мен то ва на періодичність капіталь них
ре монтів ви ми ка ча (скла дає 6 років для повітря -
них ви ми качів).
Для ви ми ка ча ВГУ'110 ви чер пан ня ко му та цій -
но го ре сур су відбу деть ся че рез термін t = 12,64 ро -
ки, який, на впа ки, є більшим, ніж нор ма тив на пе ріо -
дичність пла но вих капіталь них ре монтів (10 років).
Таблиця 1. Струми та спрацювання ресурсу вимикача ВНВ#330 Таблиця 2. Струми та спрацювання ресурсу вимикача ВГУ#110
Рис. 1. Динаміка спрацювання і прогноз комутаційного ресурсу високовольтних вимикачів: а — ВНВ#330; б — ВГУ#110
Н А У К А — Н А У К О В О 2 Т Е Х Н І Ч Н О М У П Р О Г Р Е С У В Г І Д Р О Е Н Е Р Г Е Т И Ц І
Гідроенергетика України, 3�4/2011, ISSN 1812�92776666
Вис нов ки
1. За без пе чен ня надійності функціону ван ня
електричних станцій (ГЕС, ГАЕС) ЕЕС по тре бує
ефек тив но го кон тро лю ста ну і виз на чен ня
спраць о ва но го та за лиш ко во го ко му та цій но го ре -
сур су ви со ко вольт них ви ми качів.
2. В умо вах знач ної не виз на че ності мо мен ту
по яви та ве ли чи ни струмів КЗ, виз на чен ня про -
гно зо ва но го за лиш ко во го ре сур су ви ми ка ча до -
ціль но здійсню ва ти з ви ко ри с тан ням те орії нечіт -
ких ча со вих рядів.
3. Роз роб ле но ма те ма тич не і про грам не за без -
пе чен ня доз во ляє про гно зу ва ти термін ви чер пан -
ня ко му таційно го ре сур су і, та ким чи ном пла ну -
ва ти терміни ре монт них робіт.
4. Ос та точ не рішен ня що до виз на чен ня тер мі -
ну спра цю ван ня ко му таційно го ре сур су ви ми ка ча
по вин но прий ма ти ся на ос нові ре зуль татів про -
гно зу ван ня, одер жа них з ви ко ри с тан ням різних
існу ю чих ме то дик і мо де лей.
ЛІТЕ РА ТУ РА
1. Граб ко В.В., Мокін Б.І. Мо делі та си с те ми технічної
діаг но с ти ки ви со ко вольт них ви ми качів. — Вінни ця:
УНІВЕЗ СУМ— Вінни ця, 1999. — 74 с.
2. Афа на сь ев В.Н. Ана лиз вре мен ных ря дов и про гно зи -
ро ва ние. — М. : Фи нан сы ста ти с ти ка, 2001. — 288 с.
3. Киль ди шев Г.С. Ана лиз вре мен ных ря дов и про гно зи -
ро ва ние. — М. : Ста ти с ти ка, 1973.
4. Штов ба С.Д. Про ек ти ро ва ние не чет ких си с тем сред ст -
ва ми MATLAB. — М.: Го ря чая ли ния—Те ле ком, 2007. — 288 с.
5. На за ры чев А.Н., Ан д ре ев Д.А. Ме то ды и ма те ма ти че с -
кие мо де ли ком плекс ной оцен ки тех ни че с ко го со сто я ния
эле к т ро обо ру до ва ния. — Ива но во: ИГЭУ, 2005. — 224 с.
6. Аб ду рах ма нов А.М., Ми с ри ха нов М.Ш., Не кле па ев Б.Н.,
Шун тов А.В. Еще раз о со став ля ю щих мо де ли от ка за вы клю -
ча те ля // Эле к т ри че с кие стан ции. — 2005. — № 4. — С. 41'48.
7. Ан д ре ев Д.А., На за ры чев Д.А. Ана лиз ме то дов оцен ки
ком му та ци он но го ре сур са вы со ко вольт ных вы лю ча те лей
// Ве ст ник ИГЭИ. — 2008. — Вып.5. — С. 1'15
8. Не кле па ев Б.Н., Вос ро са бин А.А. Ме то ди ка оцен ки
ком му та ци он но го ре сур са вы клю ча те лей при экс плу а та ции
// Про мы ш лен ная энер ге ти ка. — 1995. — № 1. — С. 28'35
9. Ме то ди че с кие ука за ния по оп ре де ле нию рас хо да ком -
му та ци он но го ре сур са вы клю ча е те лей при экс плу а та ции. —
М.: ОР ГЭС, 1992.
10. Бар дик Є. І., Ко с терєв М.В., Літвінов В.В. Нечітке
мо де лю ван ня технічно го ста ну ви со ко вольт них ви ми качів
енер го си с тем.//НТУУ "КПІ", міжна род ний на уко -
во'технічний жур нал "На укові вісті". — 2011. — № 1. — С.
3'10.
11. Ме ли хов А.Н., Берн штейн Л.С. Си ту а ци он ные со ве ту -
© Бардик Є.І., 2011
�
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-57962 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1812-9277 |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2025-12-07T13:23:19Z |
| publishDate | 2011 |
| publisher | Інститут електродинаміки НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Бардик, Є.І. 2014-03-16T15:42:03Z 2014-03-16T15:42:03Z 2011 Прогнозування змінення ресурсних параметрів високовольтних вимикачів на основі теорії нечітких часових рядів / Є.І. Бардик // Гідроенергетика України. — 2011. — № 3-4. — С. 63-66. — Бібліогр.: 10 назв. — укр. 1812-9277 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/57962 621.311 uk Інститут електродинаміки НАН України Гідроенергетика України Наука — науково-технічному прогресу в гідроенергетиці Прогнозування змінення ресурсних параметрів високовольтних вимикачів на основі теорії нечітких часових рядів Article published earlier |
| spellingShingle | Прогнозування змінення ресурсних параметрів високовольтних вимикачів на основі теорії нечітких часових рядів Бардик, Є.І. Наука — науково-технічному прогресу в гідроенергетиці |
| title | Прогнозування змінення ресурсних параметрів високовольтних вимикачів на основі теорії нечітких часових рядів |
| title_full | Прогнозування змінення ресурсних параметрів високовольтних вимикачів на основі теорії нечітких часових рядів |
| title_fullStr | Прогнозування змінення ресурсних параметрів високовольтних вимикачів на основі теорії нечітких часових рядів |
| title_full_unstemmed | Прогнозування змінення ресурсних параметрів високовольтних вимикачів на основі теорії нечітких часових рядів |
| title_short | Прогнозування змінення ресурсних параметрів високовольтних вимикачів на основі теорії нечітких часових рядів |
| title_sort | прогнозування змінення ресурсних параметрів високовольтних вимикачів на основі теорії нечітких часових рядів |
| topic | Наука — науково-технічному прогресу в гідроенергетиці |
| topic_facet | Наука — науково-технічному прогресу в гідроенергетиці |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/57962 |
| work_keys_str_mv | AT bardikêí prognozuvannâzmínennâresursnihparametrívvisokovolʹtnihvimikačívnaosnovíteoríínečítkihčasovihrâdív |