10.14489/vkit.2019.01.pp.030-036

DOI: 10.14489/vkit.2019.01.pp.030-036

Костюкова А. П.
ЭКСПЕРТНАЯ СИСТЕМА ТЕПЛОВИЗИОННОЙ ДИАГНОСТИКИ СИЛОВОГО ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ
(с. 30-36)

Аннотация. Рассмотрена задача обеспечения надежности и безотказности силового электрооборудования за счет своевременного диагностирования возможных поломок. Показано, что работоспособность объекта зависит от совокупности характеристик, случайным образом изменяющихся и определяющих его техническое состояние. Экспертная система предназначена для поддержки принятия решений по результатам тепловизионного контроля. При моделировании тепловых процессов использован программный продукт COMSOL Multiphysics (Femlab), основанный на методе конечных элементов. Приведены основные этапы методологии тепловизионного мониторинга. Рассмотрено применение компьютерных моделей при исследовании влияния дефектов на распределение теплового поля на верхней части трансформатора. Зарегистрированы оценочные показатели абсолютной температуры дефекта. Разработана математическая модель в виде системы дифференциальных уравнений связи интенсивностей и длительностей отказов и восстановлений, вероятности нахождения объекта в том или ином состоянии. Представлена концепция экспертной системы для просмотра и распознавания термографических изображений на основе критерия выявления дефектов и отказов в зависимости от соотношений размеров теплового пятна и значения его температуры.

Ключевые слова: система поддержки принятия решения; мониторинг; диагностика; тепловизионный контроль; термограмма; математическая модель.

Kostyukova A. P.
THE EXPERT SYSTEM OF POWER ELECTRICAL EQUIPMENT THERMAL IMAGING DIAGNOSTIC
(pp. 30-36)

Abstract. The relevance of the topic is confirmed by the need to ensure reliable, trouble-free equipment, on which, in particular, depends the quality of our lives, production and economy. It is shown that performance is determined by a set of characteristics that randomly change and determine the technical condition of the object. The main criterion is the temperature observed and diagnosed on the surface of the controlled electrical equipment. Therefore, the basis of the expert decision support system is thermal imaging control. The COMSOL Multiphysics (Femlab) software product based on the finite element method was used to simulate thermal processes. The main stages of the proposed of thermal imaging monitoring methodology are developed. Computer models were obtained, which allowed to investigate in detail the influence of the equipment elements defects on the distribution of the transformer tank upper part thermal field. The estimated parameters for determining the absolute temperature of the defect are registered. The mathematical model in the form of the differential equations system of intensity and refusals duration communication is developed, the probability of finding an object in particular state. The concept of the expert system allowing to carry out thermal viewing and recognition on the basis of the criterion of defects and refusals identification depending on thermal spot size and temperature is submitted.

Keywords: Decision support system; Monitoring; Diagnostics; Thermal imaging control; Thermogram; Mathematical model.

+ - Информация об авторах (About the Authors) Click to collapse

Рус

А. П. Костюкова (Уфимский государственный авиационный технический университет, Уфа, Россия) E-mail: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript

Eng

A. P. Kostyukova (Ufa State Aviation Technical University, Ufa, Russia) E-mail: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript

+ - Библиографический список (References) Click to collapse

Рус

1. РД 34.45-51.300–97. Объем и нормы испытаний электрооборудования [Электронный ресурс]: утв. ОАО РАО «ЕЭС России» 08.05.1997. 6-е изд. М.: ЭНАС, 1998. 177 с. URL: http://www.ti-ees.ru/ fileadmin/f/activity/laws/rd_3445-51300-97.pdf (дата обращения: 22.11.2018)
2. Джонсон Н., Лион Ф. Статистика и планирование эксперимента в технике и науке. Методы обработки данных: пер. с англ. / под ред. Э. К. Лецкого, Е. В. Марковой. М.: Мир, 1981. 520 с.
3. Калявин В. П., Рыбаков Л. М. Надежность и диагностика электроустановок: учеб. пособие. СПб.: Элмор, 2009. 336 с.
4. Костюкова А. П. Система поддержки принятия решений по диагностированию состояния индукционных плавильных установок: дис. … канд. техн. наук: 23.06.11. М., 2011. 111 с.
5. Бажанов С. А. Инфракрасная диагностика электрооборудования распределительных устройств. М.: НТФ «Энергопрогресс», 2000. 76 с.
6. Власов А. Б. Приведение данных тепловизионного контроля к единому критерию // Электрика. 2001. № 12. C. 24 – 28.
7. Костюкова Т. П., Семенов В. В. Исследование распределения теплового поля от возможных повреждений силовых трансформаторов // Компьютерное моделирование: Тр. V Междунар. науч. техн. конф., Ч. 1. СПб.: Изд-во «Нестор», 2004. Ч. 1. С. 117 – 120.
8. Малов А. В., Снетков А. Ю. Тепловизионное обследование силовых трансформаторов // Энергетик. 2000. № 2. С. 34–35.
9. Попов Г. В., Игнатьев Е. Б. О совершенствовании технологий диагностирования маслонаполненного электротехнического оборудования // Новое в Российской энергетике. 2001. № 7. С. 28 – 32.
10. Костюкова А. П. Автоматизированная система наблюдения, распознавания и регистрации состояния индукционных плавильных модулей [Электронный ресурс] // Интернетжурнал «Науковедение» [Сайт]. 2016. Т. 8, № 4. URL: http://naukovedenie.ru/ PDF/09TVN416.pdf (дата обращения: 28.05.2016).
11. Костюкова Т. П., Семенов В. В. Тепловизионная система диагностики как инструмент экономии и планирования технического обслуживания // Современные энергетические системы и комплексы и управление ими: Материалы V Междунар. науч.-практ. конф.: В 2 ч. / Юж.-Рос. гос. техн. ун-т (НПИ). Новочеркасск: ЮРГТУ, 2005. Ч. 2. С. 22 – 24.
12. Крылов О. В. Метод конечных элементов и его применение в инженерных расчетах. М.: Радио и связь, 2002. 104 с.
13. Назаров В. И., Чиж В. А., Буров А. Л. Теплотехнические измерения и приборы. Минск: Техноперспектива, 2008. 174 с.
14. Костюкова А. П., Грахов П. А. Исследование электростатических полей в системах управления и регулирования средствами FEMLAB // Радиоэлектроника, электротехника и энергетика: Одиннадцатая Междунар. науч.-техн. конф. студентов и аспирантов. М.: МЭИ, 2005. Т. 1. С. 428–429.

Eng

1. The scope and standards of electrical testing. (1998). RD 34.45-51.300-97. Moscow: ENAS. [in Russian language]
2. Dzhonson N., Lion F. (1981). Statistics and experiment planning in engineering and science. Methods of data processing. Moscow: Mir. [in Russian language]
3. Kalyavin V. P., Rybakov L. M. (2000). Reliability and diagnostics of electrical installations. Yoshkar-Ola: Mariyskiy gosudarstvennyy universitet. [in Russian language]
4. Kostyukova A. P. (2011). The decision support system for diagnosing the state of induction melting plants. Moscow: ProSoft-M. [in Russian language]
5. Bazhanov S. A. (2000). Infrared diagnostics of electrical switchgear. Moscow: NTF «Energoprogress». [in Russian language]
6. Vlasov A. B. (2001). Bringing thermal imaging data to a single criterion. Elektrika, (12), pp. 24-28. [in Russian language]
7. Kostyukova T. P., Semenov V. V. (2004). Study of the distribution of the thermal field from possible damage to power transformers. Computer modeling: Proceedings of the V International Scientific and Technical Conference, Part 1, pp. 117-120. Saint Petersburg: Izdatel'stvo «Nestor». [in Russian language]
8. Malov A. V., Snetkov A. Yu. (2000). Thermal inspection of power transformers. Energetik, (2), pp. 34-35. [in Russian language]
9. Popov G. V., Ignat'ev E. B. (2001). On the improvement of technologies for diagnosing oilfilled electrical equipment. Novoe v Rossiyskoy energetike, (7), pp. 28-32. [in Russian language]
10. Kostyukova A. P. (2016). Automated system for monitoring, recognizing and recording the state of induction melting modules. Internetzhurnal «Naukovedenie», 8(4). Available at: http://naukovedenie.ru/ PDF/09TVN416.pdf (Accessed: 28.05.2016).
11. Kostyukova T. P., Semenov V. V. (2005). Thermal diagnostic system as a tool for cost saving and maintenance planning. Modern energy systems and complexes and their management: Proceedings of the V International Scientific Practical Conference: At 2 parts, part 2, pp. 22-24. Novocherkassk: YuRGTU. [in Russian language]
12. Krylov O. V. (2002). The finite element method and its application in engineering calculations. Moscow: Radio i svyaz'. [in Russian language]
13. Nazarov V. I., Chizh V. A., Burov A. L. (2008). Thermal measurements and devices. Minsk: Tekhnoperspektiva. [in Russian language]
14. Kostyukova A. P., Grahov P. A. (2005). Investigation of electrostatic fields in the control and regulation systems by means of FEMLAB. Electronics, electrical engineering and power engineering: Eleventh International scientific and technical conference undergraduate and graduate students, Vol. 1, pp. 428-429. Moscow: MEI. [in Russian language].

+ - Заказать электронную версию статьи (Purchase digital version of a single article) Click to collapse

Рус

Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).

DOI: 10.14489/vkit.2019.01.pp.030-036

Скопируйте DOI статьи и перейдите по ссылке https://id-spektr.ru/product/pokupka-elektronnoy-stati-iz-zhurnala-vestnik-kompyuternyh-i-informatsionnyh-tehnologiy

В комментарии к заказу обязательно укажите DOI статьи.

Eng

This article is available in electronic format (PDF).

DOI: 10.14489/vkit.2019.01.pp.030-036

Copy the article DOI and follow the link https://id-spektr.ru/product/pokupka-elektronnoy-stati-iz-zhurnala-vestnik-kompyuternyh-i-informatsionnyh-tehnologiy

Please specify the article DOI in the order comments.