Введение к работе
Актуальность работы
В последние годы значительное внимание уделяется совершенствованию методов определения технического состояния электротехнического оборудования, например, силовых трансформаторов и электротехнических машин. Эти методы позволят перейти от профилактических ремонтов в регламентированные сроки к ремонтам по техническому состоянию. Одной из сложных задач в этой области является раннее обнаружение признаков появления различных дефектов и определения скорости их роста.
Применяемые в настоящее время способы диагностики различного оборудования предполагают его частичную или полную разборку, что сказывается на последующей его работе. Также следует учесть, что применение разборного, классического метода диагностики для некоторых объектов затруднено, а иногда даже невозможно, и тем более не может применяться для контроля технического состояния объекта в условиях эксплуатации.
Среди разнообразных методов оценки технического состояния различного электротехнического оборудования одним из наиболее эффективных является метод виброакустической диагностики. Он основан на связи параметров дефектов и характеристик виброакустических процессов, генерируемых исследуемым оборудованием.
Установление корреляционных зависимостей между параметрами дефектов и характеристиками виброакустических процессов для исследуемого электротехнического оборудования и качественный анализ характеристик этих процессов являются важнейшими задачами при оценке его технического состояния.
; -4-
Поэтому актуальность задачи создания методов и средств виброакустической диагностики электротехнического оборудования не вызывает сомнений.
Цель работы
Цель диссертационной работы заключается.,. в разработке . экспериментально-расчетного метода и системы определения технического состояния силового трансформатора по вибрационным характеристикам.
Задачи научного исследования
Для достижения поставленной цели в работе решаются следующие задачи:
-
структурный и параметрический синтез вибраакустичёской системы диагностики;
-
повышение качества спектрального анализа виброакустических процессов;
-
разработка экспериментально-расчетного метода анализа технического состояния силового трансформатора по виброакустическим процессам;
-
разработка методов расстановки вибродатчиков для оценивания скалярного вибрационного поля.
Методы исследования
Для решения поставленных задач в .работе использовались: статистическая теория пространственно-временной обработки сигналов и полей, спектрально-корреляционная теория, теория линейных операторов и графов, методы дифференциального исчисления.
-5-Экспериментальные результаты получены при использовании современной измерительной виброакустической аппаратуры и персональной ЭВМ типа IBM PC Pentium.
Научная новизна
Проведен структурный и параметрический синтез виброакустической системы оценки технического состояния электротехнического оборудования.
Предложен метод повышения качества спектрального анализа виброакустических процессов, основанный на оценивании текущей статистической погрешности.
Предложен метод расстановки вибрационных датчиков для измерения скалярного вибрационного поля на основе: оценки меры обусловленности определителя коэффициентов базисных функций, оценки пространственного спектра огибающей вибрационного процесса с последующим вычислением шага расстановки вибродатчиков по пространственным координатам, оценки значения функции когерентности и сравнения его с заданной.
Предложен метод расчета собственных частот колебаний магнитопровода силового трансформатора для определения его технического состояния по вибрационным процессам.
Практическая ценность
Разработаны система виброакустического определения технического
состояния электротехнического оборудования и соответствующее
программное обеспечение.
Предложена методика расстановки вибродатчиков на поверхности
исследуемого объекта.
На защиту выносится:
-
методика синтеза виброакустической системы, позволяющей разделить пространственную и временную обработку виброакустического сигнала;
-
математическая модель магнитопровода силового трехфазного трансформатора для расчета его собственных частот;
-
методы расстановки вибродатчиков для оценивания скалярного вибрационного поля. Предлагаемые методы могут быть применены для измерения скалярных вибрационных полей различного электротехнического оборудования и выбираются исходя из априорной информации об объекте исследований;
-
адаптивный метод спектрального анализа. Этот метод позволяет получить заданную точность оценки спектра виброакустического процесса за счет управления временем усреднения при спектральном анализе по оценке текущей статистической погрешности.
Реализация результатов работы
Основные научные и практические результаты диссертационной работы использованы при разработке виброакустической системы, которая используется на предприятии НТЦ «КАМАЗ» (г. Наб.Челны) и в НТЦ «S-Эмульгатор» (Представительство компании "I.F.F INVESTMENTS Ltd.") (г. Казань).
Апробация работы
Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на Молодежной научной конференции «XXI Гагаринскис чтения», г. Москва, 1994 г.; на Всероссийской студентической научно-технической конференции «Королевские чтения», г. Самара, 1995 г.; на XV Международной межвузовской школе-семинаре «Методы и средства технической диагностики», г. Йошкар-Ола, 1996 г.; на Молодежной
-7-научиой конференции «XXII Гагарииские чтения», г. Москна, 1996 г.; на Республиканской научной конференции «Проблемы энергетики», і-. Казань, 1998 г.; на Втором международном симпозиуме по энергетике, окружающей среде и экономике, г. Казань, 1998 г.; на III Лспирантско-магистерском научном семинаре КФ МЭИ, г. Казань, 1999 г.
Публикации
По материалам диссертационной работы опубликовано 10 работ, в том числе патент на изобретение.
Структура и объем диссертации
Работа изложена на 150 страницах машинописного текста, иллюстрируется рисунками, состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений.
