Разработка адаптивной аналитической системы оценки состояния электрощитового оборудования для применения в системе предиктивной аналитики системы диспетчеризации «4Z Диспетчер» ООО «Челябинский завод электрооборудования». Этап НИР

Надежность электроснабжения потребителей как один из основных показателей, к повышению которого стремятся как электросетевые компании, так и энергетические службы промышленных предприятий, остается ключевой задачей в работе электроэнергетиков. Во многом она связана с такими проблемами как качество контактных соединений и обрывы проводов на воздушных линиях электропередач. В настоящее время разработаны различные методы и средства контроля состояния данных видов повреждений. Однако их эффективность и стоимость не всегда соответствуют требованиям и достижению поставленных задач. Развитие цифровизации и стремление к переходу от методов контроля к непрерывному мониторингу особенно остро требует пересмотра способов решения указанных проблем. Также следует отметить, что наиболее протяженные электрические сети среднего и низкого напряжения остаются наименее наблюдаемыми и контролируемыми, так как локальные ущербы в них менее чувствительны для компаний. Однако наибольшее количество указанных выше повреждений происходит именно в этих сетях. Несмотря на достаточно высокую надежность контактных соединений ухудшение хотя бы одного из них может стать причиной аварийных ситуаций от короткого замыкания до возникновения пожара, последствия которых устранять уже значительно сложнее, нежели просто своевременно его восстановить. Существующие в настоящее время методы и средства мониторинга либо оказываются дорогостоящими при достаточной точности определения состояния контактов, либо при достаточных инструментальных средствах не обеспечены необходимые методы анализа первичных измерительных данных. Наиболее приемлемыми по технико-экономическим показателям сейчас являются методы температурного мониторинга. Однако основной их недостаток в том, что они хорошо работают только при токах близких к номинальным для электроустановки. С учетом категории надежности электроснабжения достаточно часто такие режимы являются редкими, поэтому необходим более интеллектуальный анализ текущих измерительных данных. Это позволит обеспечить при имеющихся технико-экономически обоснованных инструментальных средствах повысить качество оценки состояния контактных соединений, а значит более точно и своевременно предупредить персонал о наличии проблемы. Данному вопросу посвящены первый раздел, часть третьего и шестого разделов отчета. При известной линейности зависимости температуры контакта от квадрата тока данные, получаемые с измерительных систем, требуют их фильтрации в несколько этапов. Во-первых, для получения значения, отфильтрованного от случайных процессов, необходимо усреднение (интеграция). Во-вторых, нужна статистическая обработка, чтобы получить более точное значение искомого сопротивления контакта. На точность этого процесса оказывает влияние ряд факторов, например, переменный режим работы оборудования, взаимное расположение контролируемого контакта и датчика температуры. Обрыв провода на воздушной линии электропередач кроме снижения надежности электроснабжения несет еще и опасность для людей и животных, оказавшихся рядом. Поэтому скорость обнаружения места и устранения такого повреждения не менее важна. Существующие способы определения участков с обрывом провода, основанные на анализе токов прямой и обратной последовательности в блоках релейной защиты, имеют зону нечувствительности, особенно при малых токах в конце линии и отсутствуют методики расчета уставок таких защит. Способы на основе анализа уровней напряжения обратной последовательности на стороне низкого напряжения трансформаторов не обеспечены системами аналитики и требуют ручной работы персонала, что снижает и качество, и скорость определения такого повреждения. Способы, требующие установки дополнительного оборудования, имеют низкие технико-экономические показатели. Данному вопросу посвящены второй и четвертый разделы, часть третьего и шестого разделов отчета. Использование векторных измерений на стороне низкого напряжения электрических подстанций 6(10)/0,4 кВ и обработка их результатов с помощью нейросети позволит как обеспечить требуемые технико-экономические показатели, так и скорость определения участка сети с обрывом провода. Для решения проблемы реализации таких измерений и передачи данных определены конструктивы датчиков с встроенными средствами первичной обработки и питания от контролируемой линии. Интеграция полученных в ходе данных исследований решений в разрабатываемую систему диспетчеризации «4Z Диспетчер» осуществляется через создание аналитической подсистемы, которая позволит выполнять самостоятельный анализ состояния оборудования пользователем и в автоматическом режиме будет давать ему подсказки о выявленных местах нарушений. Для ее реализации разработано соответствующее техническое задание.