Актуальнойь рабшм. Организационная сфуктура промышленною предприятия представляет собой сложную динамическую сис1ему, сосюящую из взаимосвязанных и функционально обособленных подсисюм, стремящихся к постоянному развитию и совершенствованию в соответствии со своими основными целями и задачами. Центральной подсистемой такой системы является основное производство с инфраструктурой, обеспечивающей ею комплексом работ и услуг, направленных на обеспечение эффективною функционирования предприятия. Энерютическое хозяйство предприяшя должно оршнизопывать снабжение техноло1ическою оборудования и машин всеми видами потребляемых энерюресурсов и элекфоэнерг ии.
Силовые трансформаторы (СТ) являются связующим звеном между электростанцией и электрическими сетями предприятия, в значительной мере определяющим надежность работы энергосис1емы и подачи элекфоэнерг ии. Внезапный выход из строя фансформатора причиняе1 особенно большой ущерб, так как при эюм убьики связаны не только с необходимое гыо восстановления трансформа юра, но и, прежде всею, с перерывом в производстве. Однако, в настоящее время yiрожающими темпами растет ишос производственных основных фондов практически на всех промышленных предприятиях. Доля элекфо-оборудования (ЭО), выработавшею свой ресурс, составляет от 30% и более, а для силовых трансформаторов доходит до 70%. Нарастание объема изношенною оборудования и отсутствие возможности ею восстановления вводит энерге-шческое обеспечение в зону повышенною риска, техноло1ических отказов и аварий не только электрооборудования, систем автоматического регулирования, релейной защиты и иротивоаварийною управления, но и tcxhojioi ическою оборудования промышленных предприятий. В тоже время функционирование ЭО за рамками своею жизненною цикла имеег гехнические, методологические, экономические и другие особенности. Специфичность повреждений изношенных СТ, повышенная чувствительность к факторам износа, увеличение скорости развития повреждений в СТ — все это приводит к повышению фактора риска повреждения ИЭО в процессе ею эксплуатции, а также к затруднению в протезировании продолжительности безаварийной работы ИЭО при cymeci-вующих формах техническою обслуживания, реализованных в виде системы планово-предупредительных ремонтов (ППР).
Система техническою обслуживания и ремонта силовых фансформа’о-ров, но текущему состоянию электрооборудования (ТОР СЭО) являе1ся наиболее эффективной, однако требует детальной проработки и совершенствования ор1анизации техническою обслуживания и ремонтов ИЭО. Средства монию-риша и диагностики состояния ЭО, а также применение экспертных систем в оркшизации производственных процессов позволяют изменить с грате! ию ор-1аншации периодически проводимых профилактических рабог на более эффективную систему обслуживания, зависящую от состояния объекта.
Переход от системы ППР к системе техническою обслуживания и ремонтов, но состоянию электрооборудования требует также реструктуризации иод-разделений предприятия. Сущеетующие формы ортнизации ремонтных работ промышленных предприятий направлены в основном на проведение IIIIP, поэтому необходимы совершенствование структуры отдела главною энерютика и ор1анизация новой производственной единицы — подразделения технической диатоаики.
13 современных условиях прослеживается 1енденция соизмерят!" затраты и прибыль от любых технических мероприятий, поэтому замена существующей системы предунредигелыю-плановых ремонтов на более эффективную систему с учетом контроля и ранней диашостики будет иметь значительный экономический эффек!
Целью работы является ор1анизация мониториша, экспертной диашостики и прогнозирования техническою состояния силовых трансформаторов путем разработки методов для эффективного функционирования при совершенствовании структуры энерюхозяйства на промышленных предприятиях.
В соответствии с поставленной целью необходимо решение следующих задач:
1. Определить основные направления организации и совершенствования jnepiохозяйспш промышленных предприятий.
2. Выяви п. наиболее информативные диатосшческие факторы, влияющие на техническое состояние и срок дальнейшей эксплуатации высоковолы-ных силовых трансформаторов.
3. Формализовать нечеткие факторы состояния СТ и их отношения;
4. Определить достоверность экспертных заключений в системе принятия решений в условиях нечеткой среды.
5. Разработать прототип экспертной системы для мониюриша, диагностики и fipoiнозирования сосюяния высоковольтных силовых трансформаторов при выявлении развивающихся дефектов или опасных режимов работы до тою, как они вызову I повреждение, для продления срока службы С Г промышленных предприятий.
6. Разработать сфуктуру подразделения технической диагностики в производственной схеме отдела главною энергетика предприятия для перехода от системы TOP III IP к техническому обслуживанию электрооборудования, но ею состоянию.
MeIоды исследования. В работе использовались положения системною анализа, теории вероятности, нечетких множеств, меюды математической статистики, диатостики, методы планирования активною эксперимента, математическое и компьютерное моделирование.
Обоснованное!i> и достоверное!!, научных положений и выводов подтверждается корректным использованием математического аппарата и результатами лабораторных и эксплуатационных испытаний. Достаточное условие основано не на противоречии выдвинутых положений известным и достоверно изученным закономерностям, выдвигаемые научные положения аргументированы известными научными положениями, исгинносгь которых доказана или самоочевидна.
Па защиту выноси ich полученные лично автором следующие научные положения:
1) обоснование информативности основных диапюсшческих факюров техническо1 о состояния С Г;
2) разработанные модели и методы формализации неопределенной информации с помощью теории нечетких множеств;
3) меюдика определения достоверности принимаемою экспертного заключения при информационной поддержке принятия решения;
4) методика доопределения типовых ситуаций до принятия экспертного заключения;
5) предложенная производственная структура подразделения технической диагностики с использованием экспертной поддержки приняшя решений.
Научна" новизна работы заключается в следующем:
1) выявлены наиболее информативные факторы, влияющие на возникновение часгичных разрядов в изоляции силовых трансформаторов, как основною диапюстическою признака техническою сосюяния СТ;
2) проведена классификация типовых ситуаций, в соответствии с ко юрой возможны проектирование и разработка систем автоматизированной диагностики СТ;
3) разработана меюдика формирования экспертных заключений и определение степени достоверности на основе нечет комножесг венных правил и выводов;
4) разработан прототип экспертной системы поддержки принятия решений по результатам мониторинга для прогнозирования техническою состояния силовых трансформаторов;
5) разработана структура подразделения технической диагностики в отделе главною энергетика предприятия для организации обслуживания и ремонтов ИЗО промышленных предприятий.
Практическая ценность рабспы. Разработан прототип экспертной системы мониторинга и диагностики техническою сосюяния силовых трансформа горой, предложена структура подразделения 1ехнической диагностики в производственной схеме огдела главною энергетика, позволяющая перейти ог существующей формы обслуживания ЭО, реализованной в виде III IP, к сисгеме обслуживания по состоянию. Данная диагносгическая cipyKiypa позволяет осуществлять пропкн техническою состояния силовых грансформагоров на следующий временной интервал, а соответственно позволяет продлить срок эксплуатации изношенною электрооборудования.
Реализация полученных резулыаиж. Полученные в работе резулыагы исследований доведены до инженерных решений, практических рекомендаций и конкретною внедрения. Подразделение технической диагностики, как отдельная производственная структура, образовано в управлении главною энергетика ОАО «Порильскгазпром», являющемся основным поставщиком ЗФ ОАО «ГМК «Норильский Никель», на базе учаегка по наладке, испытаниям и из-.е-рениям электротехнической лаборатории.
Материалы диссертационной рабогы используются в учебном процессе Норильскою индустриального института в дисциплинах специальностей 100 400 «Электроснабжение (по отраслям)» и 71 900 «Информационные системы в энергегике».
Апробация рабои. к Основные результаты рабогы и материалы исследований докладывались на:
• Всероссийской научной конференции студентов и аспирантов «Молодые исследователи — per ионам» (Вологда, 2005);
• VII Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов, докторантов и молодых ученых «Наука XXI веку» (Майкоп, 2005);
• Всероссийской научной конференции молодых ученых «Наука. Технологии. Инновации» (Новосибирск, 2006);
• Всероссийской научно-практической конференции аспирантов и молодых ученых (Екатеринбург, 2006);
• III Всероссийской научно-практической конференции (с международным участием) «Безопасность жизнедеятельности в гретьем гысячелепш» (Челябинск, 2006);
• Региональной научно-технической конференции «Молодые ученые Норильскою нромышленною района — Российскому северу» (2005;2006).
Также материалы диссертации докладывались и получили одобрение на ежеюдных научно-технических конференциях Норильскою индустриальной) инсгшута (2003;2006).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 pa6oi общим объемом 1,9 печатных листов.
Структура и объем рабопл. Диссертационная работа состоит из введения, четыреч ишв, заключения, списка литературы и приложений.
4.5. Выводы.
1. В результате рассмотрения типовой структуры и обязанностей отдела ьчавною энергетика, связанных с осуществлением системы ТОР СЭО, необходимо проведение технической диагностики и мониторинга состояния ЭО в непрерывном режиме либо с заданной периодичностью для определения необходимых сроков и количества ремонтов ЭО.
2. В соответствии с новыми функциями в отделе главною энергетика требуется создание подразделения технической диагностики с целью контроля параметров функционирования ЭО и их оптимизации, прогнозирования срока службы оборудования.
3. В связи с поставленными задачами подразделение технической диагностики проводит комплекс мероприятий по контролю техническою состояния силовых трансформаторов, прогнозированию дальнейшею срока эксплуатации, оптимизации режимов работы С Г.
4. Для формирования заключения по техническому состоянию силовых трансформаторов при отсутствии достаточной информации, а также при нечетких и неполных данных, ор1анизуется экспертная диагностика для поддержки припиши решений.
5. В структуру экспертной системы входят следующие компоненты: средства диагностики, база знаний, алгоритмы обработки полученной информации, алгоритмы принятия оптимальных решений.
6. Для принятия точного решения в случаях с неполной информацией в экспертной системе разработан алгоритм доопределения экспертного заключения по семантической цепи в диалоговом режиме с пользователем.
7. Результатами проведенных технико-экономических расчетов подтверждена целесообразность продления срока службы изношенных силовых трансформаторов в резервированной се г и при неизменной или возрастающей стоимости силовою трансформатора в течение ею эксплуатации.
