Руководитель проекта: Пудов Сергей Михайлович

СОГБПОУ «Рославльский многопрофильный колледж»

Номинация: Наука – XXI век

Введение

Автоматизированная система мониторинга и технического диагностирования (АСМД) является составной частью технического обслуживания высоковольтного оборудования, заключающейся в контроле технического состояния.

Со временем изменяются конструкции и технические возможности оборудования электрических сетей. Так же помимо оборудования ужесточаются законодательные требования к энергобезопасности и энергоэффективности. Из-за всех этих изменений, нужен поиск оптимально баланса между требуемыми стандартами по эксплуатации оборудования и необходимой диагностической аппаратуры, с соблюдением нормативных актов, управлением рисками и достижением стратегических целей.

Автоматизированная система мониторинга и технического диагностирования (АСМД)

Основные технические и эксплуатационные требования к мобильным системам АСМД силовых трансформаторов с низким уровнем технического состояния в документе ПАО Россети определяются в следующем виде:

- Мобильность системы мониторинга. Это требование предполагает достаточно простой монтаж и демонтаж оборудования системы мониторинга на практически любом силовом трансформаторе «без вмешательства в него конструкцию».

- Ограниченное количество контролируемых параметров должно позволять проводить корректный расчет технического состояния трансформатора и динамику его изменения. Этим требованием накладываются ограничения на допустимое количество первичных датчиков.

- Минимальный объем первичной информации для работы экспертного ядра АСМД должен компенсироваться использованием расчетно-аналитических диагностических моделей, как всего трансформатора, так и его отдельных подсистем.

- Система АСМД обязательно должна включать в себя технические и программные средства передачи информации по беспроводным каналам связи на более высокие уровни системы технологического управления ПАО Россети по стандартным интерфейсам и протоколам.

Оптимальная система АСМД мобильного мониторинга трансформатора не должна быть дорогой, так как такими системами необходимо оснастить достаточно большое количество эксплуатируемого оборудования.

Назначение и область применения

АСМД предназначена для контроля диагностических характеристик и оценки технического состояния высоковольтного оборудования по ограниченному числу контролируемых параметров с учетом динамики их изменения, с использованием расчетно-аналитических моделей. Область применения – высоковольтное энергетическое оборудование класса напряжения 110 кВ и выше.

Диагностирование линий электропередач

Цифровой электромонтер – концепция организационного и программно-аппаратного комплекса, призванная повысить безопасность проведения работ на электросетевых объектах и автоматизировать процессы их планирования, исполнения и контроля.

Важно, что проект «Цифровой электромонтер» направлен на автоматизацию работы мобильных бригад и является неотъемлемой частью создания цифровых районов электрических сетей (РЭС).

 В рамках этого проекта бригады компании будут оснащены мобильными устройствами с установленным специальным программным обеспечением.      Это позволяет персоналу дистанционно получать задания на выполнение работ, в электронном виде оформлять необходимые разрешающие документы, фиксировать факт начала и окончания работ. С помощью мобильного устройства можно будет производить фотофиксацию дефектов оборудования и оперативно размещать информацию о них в электронном журнале с целью ускорения организации работ по ликвидации дефектов.

В числе неоспоримых преимуществ проекта – возможность диспетчеров и менеджеров видеть на электронной карте расположение бригад, что позволит назначать аварийные заявки ближайшим к месту технологического нарушения бригадам. Специальные датчики контроля и движения позволят точно определить местонахождение сотрудника и по результатам выполнения работ сформировать отчет о производительности труда персонала.

Совокупность внедряемых в рамках этого проекта технологий позволит снизить потери рабочего времени, повысить оперативность восстановления электроснабжения, перейти на полностью безбумажный документооборот при оформлении работ.

Беспилотные летательные аппараты (БПЛА)

Как происходит обследование ЛЭП с помощью квадрокоптера. Сначала дрон в автоматическом режиме делает аэрофотосъемку воздушных ЛЭП и охранных зон. Потом снимки с координатами мест съемки и данными автопилота загружают в программное обеспечение. Программа выдает ортофотоплан. Готовый ортофотоплан заливается в геоинформационную систему, а в ней происходит анализ полученных данных.

Съемка ведется не только на цифровые камеры. Дрон можно оснастить и другой измерительной аппаратурой, которая:

1) создает видеоизображение в режиме реального времени;

2) делает снимки в инфракрасном (ИК) и ультрафиолетовом (УФ) диапазонах;

3) фиксирует облака точек лазерных отражений.

В случае чрезвычайной ситуации, или для оперативного мониторинга ВЛ с квадрокоптера можно транслировать видеоизображение на пульт оператору в режиме реального времени. Опять же, риска для здоровья и жизни человека в таком случае нет, а информацию получаем максимально быстро.

В каком порядке производится обследование и обработка данных, полученных с помощью дрона?

Порядок такой:

1) дрон снимает воздушные линии электропередачи;

2) снимки с координатами и телеметрическими данными автопилота

3) загружаются в программное обеспечение для привязки к местности;

4) изображения ортотрансформируются и «сшиваются»;

5) все изображения загружаются в ГИС, где происходит анализ полученных данных.

Квадрокоптер летит вдоль ВЛ в четыре пролета с 80%-м перекрытием. Каждая точка на снимке имеет 12-кратное перекрытие. Если необходимо увеличить скорость работ, можно запустить сразу два дрона в одну и другую сторону вдоль линии.

При хорошей погоде с одного квадрокоптер в день можно отснять до 200 км ЛЭП. Это существенно экономит затраты на диагностику ЛЭП.

Функциональные возможности систем мониторинга силовых трансформаторов с низким индексом ТС

Система АСМД потенциально должна состоять из набора локальных диагностических подсистем, каждая из которых представляет собой отдельную расчетно-аналитическую модель. Интегрирование результатов работы этих математических моделей позволяет получить информацию о текущем техническом состоянии всего силового трансформатора.

1 – Математическая модель температурных режимов работы силового трансформатора.

2 – Система оперативного контроля текущего состояния изоляционной системы трансформатора.

3 – Контроль технического состояния высоковольтных вводов трансформатора.

4 – Подсистема контроля состояния электромеханических элементов трансформатора.

5 – Контроль общего состояния конструкции трансформатора на основе контроля вибрационных параметров.

По результатам совместной работы всех этих диагностических математических моделей в экспертной части программы мониторинга рассчитывается обобщенный коэффициент технического состояния трансформатора.

Стабильность или изменение этого коэффициента позволяет оценивать возможность дальнейшей эксплуатации трансформатора с низким индексом технического состояния.

Заключение

5. Благодаря развитию диагностической отросли, появляются новые способы тестирования оборудования и коммуникаций, соответствующие всем действующим требованиям. Поэтому в настоящие времени существует множество способов для диагностики оборудования с соблюдением всех требований безопасности, с управлением рисками и достижением стратегических целей, одним из которых является АДСМ.

6.

НОВЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ

Шевелёв Дании Сергеевич