Содержание
1.1 Введение. Цель и задачи дисциплины, её место в учебном процессе.
1.2 Основные понятия и определения.
1.3 Проблемы надежности. Общее представление о технической диагностике.
1.1 Введение. Цель и задачи дисциплины, её место в учебном процессе
Дисциплина «Диагностика изоляции электрооборудования» изучает методы, средства и организационные меры с целью обеспечения надежной работы систем электроснабжения, электрооборудования и электрических машин, на основе использования современных методов и технических средств диагностики и контроля состояния электрической изоляции.
Целью данного электронного курса является подготовка специалистов в области эксплуатации электрооборудования и систем электроснабжения.
В процессе изучения дисциплины «Диагностика изоляции электрооборудования» поставлены и решаются следующие основные задачи:
– дать общие сведения о решении задач, связанных с обеспечением надежности и технического обслуживания электрооборудования на основе использования методов и технических средств диагностики электрической изоляции обмоток электрических машин;
– дать представление об основных задачах технической диагностики в системах электроснабжения;
– дать представление о полимерной изоляции обмоток электрических машин, её конструкции, основных свойствах, научить строить математическую модель на основе схемы замещения электрической машины.
– получить представление о методах диагностики изоляции электрооборудования, в том числе и о современных методах, а также о технических средствах диагностики, реализующие данные методы;
– научить использовать методы диагностики и технические средства для решения практических задач, связанных с проблемами обеспечения надежности электрооборудования.
Место дисциплины в структуре ООП (Основная образовательная программа) направления
Дисциплина «Диагностика изоляции электрооборудования» формирует комплекс знаний, умений и готовности, необходимых для изучения следующих дисциплин: «Научно-исследовательская работа» и «Защита выпускной квалификационной работы» магистратуры.
Изучение дисциплины «Диагностика изоляции электрооборудования» основывается на базовых и специальных знаниях, полученных при подготовке в рамках ООП направления 13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника» квалификации бакалавр.
«Диагностика изоляции электрооборудования», согласно рабочей программе дисциплины, состоит из трех основных модулей.
Модуль 1. Основы технической диагностики и надежности систем электроснабжения.
Модуль 2. Контроль технического состояния, причины отказов и методы диагностики изоляции электрических машин
Модуль 3. Современные методы и технические средства диагностики изоляции электрических машин.
Каждый модуль состоит из основных 5 тем. Каждой теме соответствует 1 занятие – лекция.
Кроме данного лекционного курса существует и практический курс по дисциплине «Диагностика изоляции электрооборудования».
Тестирование производится по окончании изучения каждого из трех модулей.
Итоговый контроль знаний (экзамен) производится в конце семестра.
1.2 Основные понятия и определения
Используемые основные понятия и определения соответствуют ГОСТ 20911-89 (Техническая диагностика. Термины и определения).
Техническая диагностика - это область знаний, охватывающая теорию, методы и средства определения технического состояния объектов.
ГОСТ 20911-89, п. 3, в таблице 1
Техническое диагностирование – это определение его технического состояния.
ГОСТ 20911-89, п. 4, в таблице 1
Объект технического диагностирования (контроля технического состояния) – это изделие или его составные части, подлежащие или подвергаемые диагностированию (контролю).
Например, изделием может быть электродвигатель, а его составным элементом – электрическая изоляция.
Техническое состояние объекта – это состояние, которое характеризуется в определенный момент времени, при определенных условиях внешней среды, значениями параметров, которые установлены технической документацией на технический объект.
Задачи технического диагностирования:
- контроль технического состояния;
- поиск места и определение причин отказа (неисправности);
- прогнозирование технического состояния.
Контроль технического состояния – это проверка соответствия значений параметров объекта требованиям технической документации и определение на этой основе одного из заданных видов технического состояния в данный момент времени.
Примечание. Видами технического состояния являются, например, исправное, работоспособное, неисправное, неработоспособное и т.п. в зависимости от значений параметров в данный момент времени
Контроль функционирования – это контроль выполнения объектом части или всех свойственных ему функций
Поиск места и определение причин отказа – это процедура выявления неисправности с помощью технических средств диагностики
Прогнозирование технического состояния – это определение технического состояния объекта с заданной вероятностью на предстоящий интервал времени.
Примечание. Целью прогнозирования технического состояния может быть определение с заданной вероятностью интервала времени (ресурса), в течение которого сохранится работоспособное (исправное) состояние объекта или вероятности сохранения работоспособного (исправного) состояния объекта на заданный интервал времени
Технический диагноз (результат контроля) – это заключение о сущности неисправности и состоянии технического объекта, установленное в результате его диагностирования.
В общем случае, диагноз - это результат диагностирования.
Рабочее диагностирование – это диагностирование технического объекта, при котором на него подаются рабочие воздействия.
Тестовое диагностирование - это диагностирование, при котором на объект подаются тестовые воздействия.
Экспресс-диагностирование - это диагностирование по ограниченному числу параметров. По сути, экспресс-диагностирование – это ускоренное диагностирование.
Средство технического диагностирования (контроля технического состояния) – техническое средство, реализующее какой-то метод диагностики, с помощью которого осуществляется диагностирование (контроль). Средством диагностирования может быть программа или комплекс программно-технических средств.
Приспособленность объекта к диагностированию (контролепригодность) – это свойство объекта, характеризующее его пригодность к проведению диагностирования (контроля).
Система диагностирования (контроля) – это совокупность средств, объекта и исполнителей, необходимая для проведения диагностирования (контроля) по правилам, установленным в технической документации.
Автоматизированная система диагностирования (контроля) – это система диагностирования (контроля), обеспечивающая проведение диагностирования (контроля) с применением средств автоматизации и участием человека.
Автоматическая система диагностирования (контроля) - система диагностирования (контроля), обеспечивающая проведение диагностирования (контроля) без участия человека.
Алгоритм диагностирования (контроля) – это совокупность предписаний, определяющих последовательность действий при проведении диагностирования (контроля)
Диагностическое обеспечение – это комплекс взаимоувязанных правил, методов, алгоритмов и средств, необходимых для осуществления диагностирования на всех этапах жизненного цикла объекта
Диагностическая модель – это формализованное описание объекта, необходимое для решения задач диагностирования.
Примечание. Описание может быть представлено в аналитической, табличной, векторной, графической и других формах
Диагностический (контролируемый) параметр – это параметр объекта, используемый при его диагностировании (контроле)
1.3 Проблемы надежности. Общее представление о технической диагностике.
В современном мире, проблемы, связанные с обеспечением надежной работы любых технических объектов и систем всегда были и остаются актуальными.
В электроэнергетике, как и в других отраслях экономики, особое внимание уделяется обеспечению непрерывности производственного процесса, минимизации потерь из-за непредвиденных отказов электрооборудования, и комплексу мер по поддержанию заданного (требуемого) уровня его надежности.
В качестве примера, при изучении дисциплины «Диагностика изоляции электрооборудования», мы будем рассматривать наиболее уязвимые элементы электрооборудования – обмотки электрических машин. Это связано с тем, что, электрические машины, например, асинхронные электродвигатели (АД) являются наиболее распространенными электрическими машинами на промышленных предприятиях. В свою очередь промышленные предприятия являются основными потребителями электрической энергии.
Так в РФ, предприятия машиностроения, металлургии, химической промышленности, и многие другие производства потребляют 50-70 % от всей вырабатываемой ЭЭС (электроэнергетическая система) электроэнергии. При этом, основная часть потребляемой предприятиями электроэнергии приходится на технологическое оборудование, которое имеет в своем составе асинхронный электропривод.
Таким образом можно сделать вывод, что от надежной работы АД в немалой степени зависит надежность работы основного производственного оборудования на любом промышленном предприятии.
Что из себя представляет АД.
Асинхронный двигатель (начальное представление)
| {dzen}vHYz9-Q2q9Xs{/dzen} |
Изоляция обмоток асинхронного двигателя
| {rutube}f98522f475929f36f8fe02627cdc9bf7{/rutube} |
Как уже было отмечено выше, наиболее уязвимым элементом конструкции АД является обмотка статора. Тот факт, что чаще всего отказы в работе АД связаны с нарушением изоляции обмотки статора подтверждают и многочисленные научные исследования.
Таким образом, обеспечение надежной и безотказной работы АД, как, впрочем, и любого другого электрооборудования, возможно только при условии обеспечения заданных параметров электрической изоляции.
Иными словами, одним из путей обеспечения эксплуатационной надежности электрооборудования является получение информации о текущем состоянии электрической изоляции. Получить такую информацию можно с помощью диагностирования.
Диагностика электрооборудования позволяет оценить его состояние в любой момент времени, обеспечивает возможность поиска неисправностей, осуществить необходимую регулировку или спрогнозировать остаточный ресурс.
Соответственно, всё это позволяет поддерживать заданный уровень надежности, что в конечном счете, повышает эффективность благодаря минимизации затрат на восстановление работоспособности производственного оборудования, снижению ущерба от его внепланового простоя, ликвидацию аварий и т.д. и т.п.
