Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Научные основы систем оценки технического состояния электрооборудования электротехнических комплексов Таджибаев Алексей Ибрагимович

Научные основы систем оценки технического состояния электрооборудования электротехнических комплексов
<
Научные основы систем оценки технического состояния электрооборудования электротехнических комплексов Научные основы систем оценки технического состояния электрооборудования электротехнических комплексов Научные основы систем оценки технического состояния электрооборудования электротехнических комплексов Научные основы систем оценки технического состояния электрооборудования электротехнических комплексов Научные основы систем оценки технического состояния электрооборудования электротехнических комплексов Научные основы систем оценки технического состояния электрооборудования электротехнических комплексов Научные основы систем оценки технического состояния электрооборудования электротехнических комплексов Научные основы систем оценки технического состояния электрооборудования электротехнических комплексов Научные основы систем оценки технического состояния электрооборудования электротехнических комплексов Научные основы систем оценки технического состояния электрооборудования электротехнических комплексов Научные основы систем оценки технического состояния электрооборудования электротехнических комплексов Научные основы систем оценки технического состояния электрооборудования электротехнических комплексов
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Таджибаев Алексей Ибрагимович. Научные основы систем оценки технического состояния электрооборудования электротехнических комплексов : диссертация... доктора технических наук : 05.09.03 Самара, 2006 373 с. РГБ ОД, 71:07-5/402

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1. Разработка обобщенных моделей систем оценки технического состояния электрооборудования электротехнических комплексов (ЭКС) и обоснование задач исследования 8

1.1. Анализ технических решений в области оценки технического состояния электрооборудования 8

1.2. Формирование обобщенных моделей функционирования систем оценки с однородными признаками технического состояния 22

1.3. Расширение обобщенных моделей функционирования систем оценки на основе анализа неоднородных и комбинированных признаков технического состояния 28

1.4. Задачи оценки состояния электроустановок в системе управления режими работы, ремонтом и обслуживанием ЭКС 40

1.5. Задачи создания научных основ оценки технического состояния электроустановок ЭКС 46

1.6. Выводы по первой главе 61

Глава 2. Формирование и анализ моделей электрооборудования как объекта оценки технического состояния 64

2.1. Анализ связей моделей физических полей и процессов в электроустановках 65

2.2. Анализ источников тепловыделений и модели тепловых процессов в электрооборудовании 74

2.3. Частотные модели электрооборудования, электротехнических комплексов и анализ на их основе процессов развития дефектов 92

2.3.1. Частотные модели электрооборудования 92

2.3.2. Частотные модели и свойства электротехнических комплексов 104

2.4. Модели динамических свойств дефектов и технического состояния электрооборудования при воздействии рабочих и повышенных напряжений 113

2.5. Моделирование процессов и формирование признаковых пространств в электрооборудовании как в многоэлементном объекте 130

2.6. Выводы по второй главе 148

Глава 3. Разработка методических основ анализа признаков технического состояния электрооборудования 151

3.1. Линейный анализ признаков технического состояния электрооборудования 155

3.1.1. Преобразования на основе введения z-переменной 155

3.1.2. Корректирующие преобразования 168

3.2. Преобразование по критериям компактности признаковых пространств 173

3.3. Функции преобразования на базе метода огибающих 182

3.4 Анализ признаков состояния при многоэтапной процедуре оценки состояния 186

3.5. Преобразования по критериям снижения размерности признакового пространства 192

3.6. Выводы по третьей главе 200

Глава 4. Методы анализа технического состояния электрооборудования с учетом погрешностей измерения и преобразования сигналов 202

4.1. Обеспечение достоверности оценки технического состояния электрооборудования при наличии инструментальной погрешности 202

4.2. Анализ погрешностей оценки технического состояния на основе исследования вариаций газосодержания трансформаторного масла..208

4.3. Метод учета шумовых составляющих хроматографического анализа при оценке состояния маслонаполненного электрооборудования 223

4.4. Исследование погрешностей при инфракрасном термографическом анализе и методы их учета при оценке технического состояния электрооборудования 230

4.5. Анализ влияния погрешностей на результаты прогнозирования и методы их снижения 252

4.6. Выводы по четвертой главе 257

Глава 5. Разработка новых и совершенствование существующих методов принятия решения при оценке состояния электрооборудования 259

5.1. Оценка технического состояния электрооборудования на основе использования критериев упорядоченной минимизации риска 264

5.2. Метод оценки технического состояния электрооборудования ЭКС

на основе подбора из базы данных 270

5.3. Метод оценки технического состояния электрооборудования на базе анализа комплексного критерия качества 283

5.4. Автоматизированная оценка состояния электрооборудования на основе анализа режимных параметров ЭКС 292

5.5. Метод анализа ресурса полимерных конструкций электрооборудования 305

5.6. Выводы по пятой главе 327

Заключение 329

Литература 333

Приложения. Акты о внедрении 358

Введение к работе

Прогресс в решении задач эксплуатации электротехнических комплексов и систем во многом определяется качественным уровнем систем оценки технического состояния (ОТС) электрооборудования. Эффективность новых разработок в этой области реализуется через управление обслуживанием, ремонтом и режимами работы оборудования, через действие оперативного персонала и функционирование средств противоаварийного управления, которые в значительной мере определяют надежность, безопасность и экономичность функционирования электрооборудования (ЭО) и электротехнических комплексов и систем (ЭКС).

Особенно актуальными решения задач совершенствования технологий ОТС становятся в условиях реорганизации, когда происходят изменения структуры технического обслуживания, когда традиционные способы контроля и оценки состояния не решают в полной мере задачи эксплуатации. Кроме того, в современных условиях в эксплуатации сочетается состарившееся оборудование и оборудование с новыми материалами и свойствами, для которых традиционные методы выявления дефектов оказываются неприемлемыми. Это ставит важную задачу поиска новых технических решений оценки состояния, обеспечивающих более совершенную организацию технического обслуживания.

Качественного улучшения системы оценки состояния можно достигнуть, исследуя ее как многофакторную задачу. Многие дефекты и аномальные режимы можно обнаружить только в результате измерения и последующей обработки комплекса первичных признаков. Такие задачи требуют обработки большого объема информации, широкого использования информационных технологий. Поэтому для создания современных технологий оценки состояния ЭО, способных удовлетворить требования ЭКС, необходим высокий уровень экспериментальных и теоретических исследований широкого класса задач, связанных с изучением свойств ЭО и его узлов в условиях возникновения и развития дефектов, обоснованием новых признаков и сочетаний признаков, формирующих признаковые пространства,

разработкой методических основ и способов ОТС, совершенствованием технических средств, реализующих предлагаемые методы.

Другими словами, оценка технического состояния

электрооборудования является важнейшим элементом всех основных аспектов эксплуатации электростанций и подстанций. Актуальность решения задач совершенствования методов и средств оценки состояния неоднократно отмечалась на международных и отечественных семинарах, конференциях, форумах, посвященных электроэнергетике, в правительственных и отраслевых решениях.

В первой главе диссертации дан обзор методов оценки состояния и проведен анализ статистических данных о повреждаемости ЭО и их конструктивных узлов. Осуществлен анализ функциональных моделей систем оценки состояния и обоснованы задачи исследований и разработок диссертационной работы.

Проблемам, связанным с оценкой технического состояния электрооборудования уделялось внимание многими отечественными и зарубежными учеными, и отражено в соответствующих публикациях: в области общей теории технической диагностики [1, 2, 3, 4, 5]; в области маслонаполненного электрооборудования [2, 6, 7, 8, 9]; вращающихся электрических машин [10, 11, 12, 13, 14]; электрических аппаратов [2, 6, 9, 15, 16]; кабелей и кабельных сетей [2, 6, 17, 18, 19]. Значительный вклад в теорию и практику обеспечения эффективности эксплуатации внесли исследования анормальных режимов [10, 20, 21, 22, 23], надежности и методам ее обеспечения с помощью методов и средств оценки технического состояния [24, 25, 26, 27, 28]. Решения в этой области подготовили необходимые предпосылки для создания научных основ оценки технического состояния электрооборудования. Вместе с тем их анализ показывает, что традиционные методы и средства оценки имеют ограниченные возможности и требуют дальнейшего совершенствования.

Для реализации технологий оценивания, опирающихся на комплексные критерии, требуется обоснование моделей, которые бы

позволили осуществить анализ статических и динамических свойств признаков состояния по мере старения оборудования и развития дефектов. Исследованию проблем моделирования и посвящена вторая глава диссертации. Актуальность задач моделирования связана еще и с тем, что появление электрооборудования с новыми принципами работы, новыми материалами требует обоснования методов оценивания, отличных от традиционных, что также должно опираться на адекватные модели.

В третьей главе разработан комплекс методов преобразования и анализа признаковых пространств, которые обеспечивают нормирование, компактность признаков, формирование разделяющих поверхностей, ранжирование признаков технического состояния с целью организации многоэтапной процедуры оценивания. Обоснованы методики выбора структуры и параметров систем преобразования в зависимости от исходных требований к оценке технического состояния. Поэтому рассмотрен ряд методов линейного и нелинейного преобразований, получивших реализацию в конкретных системах оценки состояния электрооборудования.

В четвертой главе на основе анализа задач обеспечения достоверности ОТС электрооборудования проведено исследование различных источников погрешности при проведении обследования. Проведен анализ вариаций при определении газосодержания трансформаторных масел, пространственных и временных шумов при термографическом обследовании, погрешностей при измерении частичных разрядов. Обоснованы методы, позволяющие дать оценку технического состояния с учетом погрешностей.

Важнейшим этапом оценки состояния является процедура принятия решения, обоснование которой должно опираться на результаты моделирования, итоги формирования и преобразования признаковых пространств. Вопросам построения методов принятия решения посвящена пятая глава диссертации. Особую сложность имеет задача процедур принятия решения в условиях неопределенности, в условиях зависимости реального состояния от большого числа эксплуатационных факторов, не поддающихся описанию детерминированными методами.

Анализ технических решений в области оценки технического состояния электрооборудования

Целью функционирования системы ОТС электрооборудования является повышение эффективности эксплуатации электротехнических комплексов и систем. Повышение эффективности эксплуатации включает несколько направлений: повышение аппаратной надежности электрооборудования, совершенствование нормативных требований к эксплуатации, методическое и техническое совершенствование ремонтно-восстановительных работ, развитие организационно-экономических методов эксплуатации, совершенствование методов и технических средств оценки состояния электрооборудования. Причем в каждом из них задачи оценки технического состояния являются важнейшим элементом эксплуатации. Необходимо отметить, что перечисленные направления являются частью общей задачи обеспечения надежности, безопасности и экономичности электротехнических комплексов, объединенных сложной системой взаимодействия.

Особенно важную роль в последние годы оценка состояния приобретает в связи с внедрением в ЭКС технологий эксплуатации, основанных на мониторинге технического состояния оборудования.

Оценка состояния ЭО, являясь важнейшим аспектом эксплуатации ЭКС, всегда была предметом внимания при проведении исследований отечественных и зарубежных ученых. Существенный вклад в развитие систем технической диагностики внесли исследования В.В. Клюева, А.В. Мозгалевского, И.А. Биргера, П.П. Пархоменко, Я.Б. Данилевича, Ю.Н. Львова, А.Г. Овсянникова, В.А. Савельева и др. Работы таких ученых, как Н.Н. Тиходеев, Ф.Л. Коган, И.А. Глебов, Г.С.Кучинский, А.К. Черновец, Ф.Х. Халилов, Г.А. Евдокунин и других, обеспечили анализ процессов и их воздействие на электроустановки. Важную роль в становлении и развитии систем технического обслуживания и ремонта, неотъемлемой частью которых является оценка технического состояния ЭО, сыграли работы Е.Ю. Барзиловича, Ф. Байхельта, В.Ф. Воскобоева, Е.К. Иноземцева, В. Смита, Р.И. Соколова и других. Развитию теории и методов обеспечения надежности, связи проблем обеспечения надежности с системами оценки технических и режимных состояний посвящены работы Ю.Н. Руденко, М.Н.Розанова, Н.И. Воропая, Ю.Б. Гука, В.А. Непомнящего, Ю.А. Фокина и других. Значительный вклад в анализ методов и средств оценки состояния энергетического оборудования как важнейшего инструмента обеспечения надежности, безопасности и экономичности, в развитие теории, ускорение внедрения в практику внесли участники Всероссийского научного семинара РАН «Методические вопросы исследования надежности больших систем энергетики» и Международного научно-технического семинара «Методы и средства оценки состояния энергетического оборудования».

Для поддержания электроустановок в работоспособном состоянии, предупреждения отказов и его преждевременного износа требуется выполнение профилактических мероприятий по техническому обслуживанию, диагностированию, ремонту и по управлению режимами. Правило, устанавливающее выбор периодичности, состава и объема профилактических мероприятий принято называть стратегией технического обслуживания [14,24,29].

Выбор стратегии технического обслуживания является сложной научно-технической задачей, решение которой зависит от очень многих факторов: ремонтопригодности, контроле-пригодности, глубины и достоверности диагностирования, уровня ответственности на объекте энергетики и др. [26, 30, 31].

Наиболее распространенная стратегия планово-предупредительных ремонтов не обеспечивает во многих случаях принятие экономически оптимальных решений. Стратегия аварийных ремонтов приводит к частым длительным остановкам технологических процессов, что обусловливает большой ущерб и значительные затраты на аварийно-восстановительный ремонт. Поэтому стратегия аварийных ремонтов может применяться только для неответственного оборудования, отказ которого не нарушает ритма производственного процесса. Наиболее перспективным направлением является использование стратегии ремонтов по техническому состоянию. Основой для реализации такой стратегии являются методы и средства оценки технического состояния, которые определяют его работоспособность и необходимость в соответствующем управляющем воздействии. Такая стратегия эффективна при эксплуатации сложного оборудования, ремонт которого связан с большими затратами, позволит более полно использовать технический ресурс и обеспечить надежную работу при минимальных затратах.

Целесообразность использование технологий эксплуатации по состоянию выдвигает и новые задачи перед системами оценки состояния, поднимает актуальность связанных с ними задач. Более того, реализация этой стратегии не возможна без методической базы, на основе которой формируется и совершенствуется система оценки технического состояния.

Задача оценки состояния электроустановок является сложной и многоплановой, которую по отношению к электротехническому комплексу в целом невозможно решить монопараметрическими методами. Даже по отношению к простейшему по конструкции оборудованию необходим комплекс измерений.

Рассмотрим проблему в рамках оценки технического состояния изоляционных конструкций [33, 34, 35]. На рис. 1.1. представлены гистограммы, показывающие объем дефектов, выявленных разными методами в фарфоровых (рис. 1.1,а), полимерных (рис. 1.1,6) и масляных (рис. 1.1 ,в) изоляционных конструкциях.

Проведем в качестве первого шага более подробный анализ методов оценки состояния наиболее распространенных в количественном отношении изоляционных конструкций выполненных из фарфора. Скрытые производственные дефекты изоляторов достаточно разнообразны. Для опорных стержневых изоляторов массовый характер носят такие дефекты, как макроскопическая пористость, открытая микроскопическая пористость. Встречаются также "местные" дефекты - отдельные трещины, полости, включения, связанные, главным образом, с попаданием крупных посторонних включений, а иногда - из-за нарушения технологического режима изготовления.

Помимо дефектов, возникающих в процессе изготовления фарфоровых изоляторов, имеют место дефекты, развивающиеся непосредственно в эксплуатационных условиях различного рода макроскопических трещин и открытой микроскопической пористости. В последнем случае развитие дефекта имеет место при впитывании атмосферной влаги. В некоторых случаях могут иметь место усталостные разрушения качественного фарфора, связанные с длительным пребыванием его под механической нагрузкой, сопоставимой с пределом прочности.

Анализ источников тепловыделений и модели тепловых процессов в электрооборудовании

При анализе теплопередачи в жидкой или газообразной среде в условиях естественной конвекции к уравнению (2.14) следует присоединить уравнение течения (2.11). Рассмотренные источники (стоки) мощности характеризуются разыми скоростными свойствами температурных проявлений, а следовательно разными скоростными свойствами признаков состояния. На модели это отражается временной зависимостью всех элементов (рис. 1.4,в).

Старение изоляции токоведущей конструкции электроустановок происходит значительно медленнее, чем температурный режим токоведущей части, который зависит, например, от суточного графика нагрузки. Однако скорость развития дефекта изоляции в заключительной стадии непосредственно перед отказом оказывается значительно выше скорости изменения температуры. Поэтому временные свойства элементов модели, изображенной на рис. 1.4,в различны и обобщены через tq ,t ,tk, tM, td,tx.

Вернемся к анализу однородных признаков на примере исследования температурных пространств.

Граничные условия. Уравнение (2.14), описывающее стационарное тепловое поле, является уравнением в частных производных. Поэтому для его решения в замкнутой области, какими обычно и являются электроустановки, необходимы граничные условия, описывающее поведение решения на границе расчетной области. Рассмотрим эти условия более подробно. На рис. 2.10 приведена расчетная область общего вида, на границе которой заданы граничные условия различных типов, применяемые при решении задач теплопередачи.

На участке 1-2 границы (рис. 2.10) задано граничное условие первого рода - определена температура на данном участке границы. Данное условие при анализе тепловых полей объектов электроэнергетики применяется крайне редко, поскольку распределение температуры в объекте, включая его границы, не может быть известно заранее. Поэтому условие первого рода используется лишь в модельных задачах для качественного анализа процессов. На участке 2-3 границы (рис. 2.10) задано граничное условие второго рода -распределение теплового потока в расчете на единицу длины поверхности.

Данное условие используется сравнительно часто. Например, полагая поверхностный поток равным нулю, можно таким образом задавать условие симметрии теплового поля, в частности при использовании цилиндрической системы координат в случае тел вращения на оси (г = 0) задается условие

Граничное условие второго рода также используется для участков границы, контактирующих с нагревателем заданной мощности, который вносит в тело тепловой поток через поверхность контакта. На участке 3-4 задано граничное условие третьего рода - конвективное граничное условие. Данное условие широко применяется при анализе тепловых полей в твердотельных объектах обтекаемых потоком газа или жидкости. При этом для получения точного результата анализа весьма важно иметь надежную оценку коэффициента теплоотдачи а. Получение такой оценки часто представляет собой проблему не менее сложную, чем расчет самого теплового поля. В стандартных случаях возможно использование справочных данных. В частности для оребренной поверхности высоковольтных изоляторов коэффициент теплоотдачи на основе экспериментальных данных оценивается значением 15-20 Вт/м -К [2].

Радиационное граничное условие имеет место на участке 4-1 границы (рис. 2.10). Тепловой поток на данном участке границы определяется разностью четвертых степеней температуры поверхности исследуемого объекта и температуры окружения (Те). Заметное влияние на тепловой режим объекта радиационный теплообмен может оказать в случае высоких значений температуры. При температурах, не превосходящих 100 С, тепловое пространство объекта практически не зависит от процессов теплообмена излучением.

Уравнение (2.14) с определенными специфическими источниками qCpec\ и граничными условиями на всей границе расчетной области описываю задачу, решение которой тем или иным способом позволяет получить распределение температуры в пределах объекта, включая его границы.

Методы решения уравнения теплопередачи можно разделить на две большие группы аналитических и численных методов. Аналитические методы, позволяющие получить точное решение задачи, на первый взгляд являются предпочтительными. При решении стационарного уравнения теплопередачи аналитическое решение относительно легко получается для случая одномерных тепловых полей, когда температура зависит только от одной пространственной координаты. В случае плоской геометрии этой такой координатой является, например декартова координата х, а при наличии цилиндрической или сферической симметрии расчетной области -радиальная координата - г. В частности одномерное уравнение теплопроводности в плоском случае имеет вид

Преобразование по критериям компактности признаковых пространств

Широкие возможности метода конечных элементов стимулировали разработку программных комплексов, многие из которых стали промышленным стандартом моделирования в частности тепловых процессов в реальных технических объектах. Наличие интерфейса или полное совмещение конечно-элементных программных комплексов с системами автоматизированной разработки и проектирования позволяет в настоящее время получать детальные конечно элементные модели реальных объектов, точность аппроксимации которых ограничена только мощностью применяемых компьютеров. Поэтому сегодня при моделировании температурных пространств в принципе доступны для реализации трехмерные конечно-элементные модели весьма сложных по геометрии и структуре объектов. Апробация метода и сравнения с результатами экспериментальных исследований показали высокую точность модели [84, 60,63,64,65,100].

Исследования представлений о процессах в электрооборудовании показал, что превалирующими факторами влияющими на статику и динамику ухудшения физико-механических и электроизоляционных характеристик являются процессы, связанные с тепловыми воздействиями. Так на пример для большего числа узлов различного электрооборудования деструктивные процессы связаны с тепловым воздействиям на содержание пластификатора и антиоксиданта.

Проведен анализ общих закономерностей тепловых процессов в конструктивных узлах электрооборудования с источниками различной природы. Исследование закономерностей Джоулева тепловыделения при протекании тока через проводники, тепловыделения в результате диэлектрических потерь и трения, изменения температуры в результате излучения и теплопроводности позволили выделить группу необратимых источников с постоянным знаком и группу универсальных источников с переменным знаком изменения температур. Получены доказательства на основе исследования методов Кирхгофа, Пуассона, Ньютона-Рихмана того, что традиционными аналитическими методами решить задачу в условиях сложной расчетной области и многомерности источников тепловыделений невозможно и требуется обоснование более сложных моделей.

Проведен анализ частотных свойств и обоснованы релаксационные модели изоляционных конструкций электроустановок. Модели позволяют разрабатывать признаки технического состояния при старении и ухудшении характеристик изоляционных конструкций.

Обоснованы модели увлажнения и проникновения влаги в конструктивные элементы электрооборудования. В моделях учтены воздействия напряженностей электрического поля при различных видах перенапряжений. Показано, что при возникновении коммутационных перенапряжений увеличивается скорость проникновения влаги. Проанализированы динамические свойства признаков технического состояния связанных с зарождением и ростом водных триингов. Показано также, что с ростом температуры существенно возрастает диффузия воды в изоляцию на полимерной основе.

Анализ воздействия реальных эксплуатационных факторов показал, что возникновение и развитие дефектов в виде триингов и триингообразных процессов требуют учета двух основных воздействий: электродинамических и тепло-динамических. Именно эти процессы определяют скорость продвижения каналов развития дефектов и динамику изменения признаков технического состояния. Показано, что существенное влияние на динамику развития дефекта в виде триинга имеют процессы связанные с перенапряжениями. Анализ показал, что традиционные представления о кинематике разряда требуют уточнения, так как в момент пробоя в локальной полости напряжение не падает до нуля. Это связано с неадекватностью представления о процессах в канале триинга. Установлено, что частичные разряды в полупериоде напряжения сопровождались разрядами по поверхности диэлектрика и дали окончательный разряд завершался серией микроразрядов, что реально приводило к существенному изменению динамического диапазона. Найдены качественные и количественные соотношения, характеризующие скорость процессов развития дефектов и изменения признаков технического состояния в результате тепло-динамических и электродинамических воздействий.

Применение аналитических методов решения уравнений для анализа процессов гидродинамики, теплопередачи, механики, электромагнитного поля, влияющих на статику и динамику возникновения и развития дефектов весьма проблематично для реального электрооборудования, так как сопряжено с большим числом ограничений и требует введения допущений, приводящих в недопустимым погрешностям. В связи с этим была разработана гибридная модель, основу которой составляет метод конечных элементов. В соответствии с этой моделью исследуемая величина подчиняется заданным условиям на границе области и соответствует известному уравнению во внутренних точках области. Модель учитывает многомерность возмущений, вызывающих процессы в конструктивных узлах, сложную геометрию и пространственную неоднородность элементов электрооборудования.

Обеспечение достоверности оценки технического состояния электрооборудования при наличии инструментальной погрешности

Обоснована концепция преобразования признаковых пространств как решение задач отображения первично измеренных однородных, неоднородных, комбинированных сигналов X размерностью "и" в пространство вторичных признаков размерностью "w". Ключевыми проблемами при преобразовании являются: нормирование, которое при однородности признаков определяет масштабирование, при неоднородном или комбинированном признаковом пространстве учитывает не только необходимость масштабирования, но и неодинаковую размерность, когда нужно учесть прямую и инверсную зависимость признаков от степени развития дефекта; снижение размерности признакового пространства; преобразование с целью перехода к признаковому пространству, обеспечивающему физическую реализуемость задачи; преобразование с целью частотной селекции признаков технического состояния; преобразование с целью обеспечения компактности формирования разделяющей поверхности.

Разработан метод преобразования на основе введения z-переменной, который позволяет перейти от трансцерентных с бесконечным множеством особых точек к непериодическим рациональным функциям с целью определения условий физической реализуемости и организации процедуры выбора параметра. На основе преобразования с постановкой z-переменной проанализированы свойства базовых функций с различным числом и расположением нулей и полюсом. Показано, что на основе базовых функций можно реализовать сколь угодно сложную характеристику затухания, и разработана методика выбора различных схем соединений параметров прямых и обратных связей. Разработана методика, которая позволяет при наличии исходных требований на подавляющие свойства в соответствующих частотных диапазонах обеспечить выбор структуры и параметров прямых и обратных связей.

Найдены аналитические зависимости, позволяющие с помощью корректирующих звеньев обеспечить фильтрацию с любой наперёд заданной точностью. Задача решается двумя путями: реализацией заданных свойств затухания за счёт расширения частотного диапазона элементов, реализующих функцию (3.1), путём выбора параметров полинома Гурвица с Чебышевским приближением; введением корректирующих функций , выбранных методом наилучшего равномерного приближения. Обоснован комплекс нелинейных методов преобразования, обеспечивающих свойства компактности признаков, принадлежащих одному классу, и формирование разделяющих поверхностей. Найденные функции позволяют реализовать разделяющие поверхности любой сложности в виде отрезков прямых и дуг окружностей. Рассмотрен комплекс преобразований признаков технического состояния, которые представляют собой узкополосный процесс. Приведены зависимости, позволяющие проанализировать динамические свойства процессов в виде комплексного сигнала. Методика преобразования обеспечивает решение задачи обоснования способов оценки режимного состояния. Продемонстрированы конкретные примеры определения процесса при повреждениях в цепях возбуждения. Разработан метод анализа признаков технического состояния , преследующий своей целью ранжирование признаков с целью построения многоэтапной процедуры оценки состояния. Сформулированы подходы для поэтапного анализа одномерных и двухмерных признаковых пространств на основе вычисления отношения условных вероятностей и сравнения с пороговыми значениями. Показана возможность реализации метода для произвольного числа признаков технического состояния. Метод позволяет уменьшить вероятность ошибок, уменьшить затраты и увеличить достоверность оценки технического состояния.

Рассмотренные методы преобразования получили применение в устройствах для контроля симметричных составляющих трехфазных систем, устройствах выявления аварийных режимов, устройствах выявления повреждений в цепях обмотки ротора синхронных машин [37, 80, 108-124].

Похожие диссертации на Научные основы систем оценки технического состояния электрооборудования электротехнических комплексов