Диплом Разработка технического проекта локальной системы диагностического мониторинга судовых электроэнергетических систем напряжением 6,3 (10,5) кВ, номер: 244579

"Оглавление
Введение 6
1 Назначение и область применения средств мониторинга состояния высоковольтного электрооборудования в ЭЭС напряжением 6,3 (10,5) кВ 7
1.1 Назначение ЛСТД электрооборудования напряжением 6,3 (10,5) кВ в составе морского объекта 7
1.2 Состав контролируемых параметров электрооборудования при эксплуатации 8
1.3 Контроль состояния изоляции электрооборудования напряжением 6,3 (10,5) кВ 12
1.4 Размещение высоковольтного электрооборудования на судне и вытекающие из этого требования к устройствам диагностики 14
2 Техническая характеристика локальной системы диагностики и объектов диагностирования 20
2.1 Структура управления ЭЭС объекта и определяемые этим требования к средствам диагностического мониторинга 20
2.1.1 Режимы объекта и использования основного высоковольтного электрооборудования 20
2.1.2 Используемые микропроцессорные средства управления и защиты основного высоковольтного электрооборудования и контроля ЧР в его изоляции 25
2.2 Элементы электрооборудования ЭЭС напряжением 6,3 (10,5) кВ, ресурс которого контролируется средствами диагностического мониторинга 38
2.2.1 Общие сведения по диагностике в структуре ЭЭС напряжением 6 (10) кВ 38
2.2.3 Показатели ресурса трансформатора 44
2.2.4 Показатели ресурса кабельных фидеров 46
2.2.5 Показатели ресурса главного распределительного устройства 46
2.2.5.1 Болтовые контактные соединения шин 47
2.2.5.2 Разъединяемые контактные соединения полюсов выключателей с шинами 47
2.2.5.3 Выключатели 48
2.2.5.4 Разъединитель/заземлитель 49
2.2.5.5 Сборки силовых шин с изоляторами 49
2.2.5.6 Измерительные трансформаторы 49
2.2.6 Показатели ресурса двигателя и привода 50
2.3 Структура сбора и обработки диагностических данных 51
2.3.1 Регистрирующие устройства и оперативное хранение данных 51
2.3.2 Способы сбора и передачи данных 52
3 Алгоритмы диагностического мониторинга состояния высоковольтного электрооборудования при эксплуатации автономной ЭЭС морского объекта 54
3.1 Измерение и регистрация динамически изменяющихся данных 54
3.2 Измеряемые факторы и параметры, влияющие на ресурсные показатели 54
3.2.1 Вычисляемые показатели ресурса дизель-генератора 58
3.2.2 Вычисляемые показатели ресурса трансформатора 58
3.2.3 Вычисляемые показатели ресурса кабельных фидеров 58
3.2.4 Вычисляемые показатели ресурса главного распределительного щита 59
3.2.5 Вычисляемые показатели ресурса двигателя и привода 59
3.3 События в ЭЭС и ее агрегатах, определяющие изменения факторов и параметров, влияющих на ресурсные показатели 60
4 Сведения, подтверждающие работоспособность локальной системы технической диагностики 61
5 Основные положения 69
5.1 Техническое диагностирование и задачи 69
5.2 Объекты ЛСТД 70
5.3 Технические средства диагностического мониторинга 70
5.4 Режимы функционирования объекта диагностического мониторинга 70
5.5 Принцип определения остаточного ресурса объектов диагностического мониторинга 71
5.6 Диагностика методами неразрушающего контроля, как контроль технического состояния 72
5.7 Поиск места и определение причин отказа 73
5.8 Технический диагноз 74
6 Требования к объектам диагностического мониторинга 76
6.1 Требования к дизель-генераторным агрегатам 76
6.2 Требования к ГРУ 77
6.3 Требования к силовым трансформаторам 77
6.4 Требования к силовым кабелям 77
7 Требования к персоналу, проводящему диагностический мониторинг 78
8 Требования к средствам диагностического мониторинга 79
8.1 Требования к диагностическому компьютеру 79
8.2 Требования к МП РЗиА 79
8.3 Требования к реле контроля состояния изоляции методом ЧР 80
8.4 Требования к датчикам диагностических параметров 80
9 Методики определения остаточного ресурса объектов диагностического мониторинга 82
9.1 Методика определения остаточного ресурса дизель-генераторного агрегата 82
9.2 Методика определения остаточного ресурса ГРУ 83
9.3 Методика определения остаточного ресурса силового трансформатора 84
9.4 Методика определения остаточного ресурса силовых кабелей 85
10 Методики диагностического мониторинга методами неразрушающего контроля, как контроль технического состояния 86
10.1 Контроль технического состояния дизель-генераторного агрегата 86
10.2 Контроль технического состояния ГРУ 86
10.3 Контроль технического состояния силового трансформатора 87
10.4 Контроль технического состояния силовых кабелей 87
11 Методики определения локализации неисправностей объектов диагностического мониторинга 88
11.1 Определение места неисправности в генераторном агрегате 88
11.2 Определение места неисправности в ГРУ 88
11.3 Определение места неисправности в силовом трансформаторе 89
11.4 Определение места неисправности в силовых кабелях 89
12 Программы диагностического мониторинга 91
12.1 Стоянка в порту. Программа объектов диагностического мониторинга 91
12.2 Режим маневрирования. Программа диагностического мониторинга 91
12.3 Экономичный ход. Программа диагностического мониторинга 92
12.4 Полный ход. Программа диагностического мониторинга 93
12.5 Аварийное состояние судна. Программа диагностического мониторинга 93
13 Методика проверки и калибровки технических средств диагностики контроля состояния изоляции объектов диагностического мониторинга 95
Заключение 97
Список литературы 101
Приложение А - Техническое задание и решения 104
А.1 Техническое задание 104
А.2 Решения по результатам рассмотрения технического проекта диагностики высоковольтного электрооборудования ЭЭС напряжением 6,3 (10) кВ 104
А.3 Пример оформления технического диагноза 104
Приложение Б - Электроэнергетическая система напряжением 6 или 10 кВ для морского объекта и размещение на ней устройств контроля состояния изоляции 107
Приложение В - Электрофизические свойства изоляционных материалов 113
В.1 Общие характеристики твердых диэлектриков 113
В.2 Полимерные материалы 114
В.3 Бумага и картон 115
В.4 Материалы для изоляторов 116
В.5 Слюдяные материалы 118
В.6 Сравнительные данные по электрической прочности диэлектриков 119
Приложение Г - География распределения ЛСТД 121
Приложение Д - Методики контроля работоспособности средств диагностического мониторинга 124
Приложение Е - Технические средства диагностики 125
Е.1 Технические средства диагностики 125
Е.2 Устройства контроля состояния изоляции оборудования методом ЧР 125
Е.2.1 IDR – реле контроля состояния изоляции шин ГРУ 128
Е.2.3 Устройство MDR/UHF 131
Е.3 Основные датчики ЧР 133
Е.3.1 Датчики марки «RFCT» 133
Приложение Ж - Цифровая сеть сбора, хранения и передачи данных мониторинга 134
Ж.1 Общие сведения 134
Ж.2 Описание принципов работы и взаимодействий программного обеспечения системы диагностики 135
Ж.2.1 Программное обеспечение системы управления и защиты ГРУ, участвующее в функционировании ЛСТД 135
Ж.2.2 Программное обеспечение ЛСТД ГРУ 136
Приложение И - Опытный образец системы диагностического мониторинга электрооборудования напряжением 6 и 10 кВ в ЭЭС судов и морских объектов 139
Приложение Ж - Методика формирования моделей прецедента и библиотеки прецедентов для принятия решений в системе приемочного контроля сложных технических объектов 150

Список литературы
1. Правила классификации и постройки морских судов. Том 2. Часть XI. Элек-трическое оборудование. Российский морской регистр судоходства, 2013 г.
2. Правила технического наблюдения за постройкой судов и изготовлением материалов и изделий для судов. Том 2. Часть IV Техническое наблюдение за изготовле-нием изделий. Российский морской регистр судоходства, 2012 г
3. ГОСТ 2.721-74. ЕСКД. Обозначения условные графические в схемах. Обо-значения общего применения.
4. ГОСТ 12.2.049-80. Система стандартов безопасности труда. Оборудование производственное. Общие эргономические требования.
5. ГОСТ 12.4.040-78. Система стандартов безопасности труда. Органы управ-ления производственным оборудованием. Обозначения.
6. ГОСТ 1516.3-96. Электрооборудование переменного тока на напряжения
от 1 до 750 кВ. Требования к электрической прочности изоляции.
7. ГОСТ 8024-90. Аппараты и электротехнические устройства переменного тока на напряжение свыше 1000 В. Норма нагрева при продолжительном режиме работы и методы испытаний.
8. ГОСТ 14254-96 (МЭК 529-89). Степени защиты, обеспечиваемые оболочка-ми (код IP).
9. ГОСТ 14693-90. Устройства комплектные распределительные негерметизи-рованные в металлической оболочке на напряжение до 10 кВ. Общие технические усло-вия.
10. ГОСТ 15150-69. Машины, приборы и другие технические изделия. Испол-нения для различных климатических районов. Категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды.
11. ГОСТ 9920-89. Электроустановки переменного тока на напряжение от 3 до 750 кВ. Длина пути утечки внешней изоляции.
12. ГОСТ 10434-82. Соединения контактные электрические. Классификация. Общие технические условия.
13. ГОСТ 16357-83. Разрядники вентильные переменного тока на номинальные напряжения от 3,8 до 600 кВ. Общие технические условия.
14. ГОСТ 17516.1-90. Изделия электротехнические, Общие требования в части стойкости к механическим внешним воздействующим факторам
15. ГОСТ Р 52725-2007. Ограничители перенапряжений нелинейные для элек-троустановок переменного тока напряжением от 3 до 750 кВ. Общие технические условия.
16. ГОСТ 23945.0-80. Унификация изделий. Основные положения.
17. ГОСТ 15543.1-89. Изделия электротехнические. Общие требования в части стойкости к климатическим внешним воздействующим факторам.
18. МЭК 61850-2003. Стандарт «Коммуникационные сети и системы подстан-ций».
19. ГОСТ 13109-97. Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электро-снабжения общего назначения.
20. ГОСТ Р 51317.6.4-99 (МЭК 61000-6-4-97). Совместимость технических средств электромагнитная. Помехоэмиссия от технических средств, применяемых в про-мышленных зонах. Нормы и методы испытаний.
21. ГОСТ Р 51317.6.5-2006 (МЭК 61000-6-5:2001). Устойчивость к электромаг-нитным помехам технических средств, применяемых на электростанциях и подстанциях.
22. ГОСТ Р 51317.4.11-2000 (МЭК 61000-4-11-2000). Совместимость техниче-ских средств электромагнитная. Устойчивость к динамическим изменениям напряжения электропитания. Требования и методы испытаний.
23. ГОСТ Р 52736-2007. Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчета электродинамического и термического действия тока короткого замыкания.
24. ГОСТ Р МЭК 60068-2-30-2009. Испытания на воздействия внешних факто-ров. Часть 2-30. Испытания. Испытание Влажное тепло, циклическое.
25. ГОСТ Р МЭК 60870-5-103-2005. Устройства и системы телемеханики. Часть 5. Протоколы передачи. Раздел 103. Обобщающий стандарт по информационному интер-фейсу для аппаратуры релейной защиты.
26. МЭК 99-4-1991. Международный стандарт. Ограничители перенапряжений. Часть 4: Металлооксидные ограничители перенапряжений без искровых промежутков для электрических сетей переменного тока.
27. МЭК 721-2-1-1982. Классификация внешних условий. Часть 2-1. При-родные внешние воздействия. Температура и влажность.
28. МЭК 60694-1996. Аппаратура коммутационная и устройства управления высокого напряжения. Общие технические требования, включаемые в стандарты.
29. МЭК 62271-100-2008. Высоковольтные комплектные распределительные устройства. Часть 100. Высоковольтные автоматические выключатели переменного тока.
30. МЭК 62271-200 (2006). Комплектные распределительные устройства пере-менного тока в металлической оболочке на номинальные напряжения от 1 до 72.5 кВ включительно.
31. ПУЭ. Правила устройства электроустановок (ПУЭ).
32. РД 34.35-51-300-97. Объем и нормы испытаний электрооборудования.
33. ГОСТ Р 50648-94 (МЭК 1000-4-8-93). Совместимость технических средств электромагнитная. Устойчивость к магнитному полю промышленной частоты. Техниче-ские требования и методы испытаний.
34. ГОСТ Р 51318.11-99. Совместимость технических средств электромагнит-ная. Радиопомехи индустриальные от промышленных, научных, медицинских и бытовых (ПНМБ) высокочастотных устройств. Нормы и методы испытаний.
35. ГОСТ Р 54835-2011 /IEC/TR 61850-1:2003. Сети и системы связи на под-станциях. Часть 1. Введение и обзор.
36. ГОСТ 12.2.007.0-75. Изделия электротехнические. Общие требования безо-пасности.
37. ГОСТ 12.2.007.3-75. Электротехнические устройства на напряжение свыше 1000 В. Требования безопасности.
38. ГОСТ 12.2.007.4-75. Шкафы комплектных распределительных устройств и комплектных трансформаторных подстанций, камеры сборные одностороннего обслужи-вания, ячейки герметизированных элегазовых распределительных.
39. ГОСТ 10518-88. Системы электрической изоляции. Общие требования к ме-тодам ускоренных испытаний на нагревостойкость.
40. ГОСТ 28895-91. Расчет термически допустимых токов короткого замыкания с учетом неадиабатического нагрева.
41. СанПиН 2.2.4.1191-03. Электромагнитные поля в производственных усло-виях.
42. ОБГ.082.060 ТП Технический проект. Разработка серии синхронных генера-торов для единых электроэнергетических систем мощностью от 5 МВт до 25 МВт, напря-жением 6,3 кВ. РУСЭЛПРОМ, ООО «ПО «ЛЭЗ».
43. Jan Fredrik Hansen, Technology Manager Marine O&G, 2010-03-08. Electric Propulsion. Guest lecture, NTNU
44. ABB Group March 9, 2010. Доклады на семинаре учебного центра компании АBB.
45. ТУ 3414-021-23100968-2009. Комплектные распределительные устройства К-316 НЭ. Технические условия.
46. ТУ 3411-003-47969518-2004. Трансформаторы силовые сухие трехобмоточ-ные общего назначения ТРС ЗП 3150 6,0/3/3кВ.
47. ТУ 3414-027-23100968-2012 (проект). Главный распределительный щит. Технические условия.
48. Смирнов В.А., Смирнов Д.В. Анализ процесса контроля, наладки и диагно-стирования сложной радиоэлектронной аппаратуры. Сборник статей 13-й международной научно-практической конференции ""Фундаментальные и прикладные исследования, разработка и применение высоких технологий в промышленности и экономике"", СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2012, т, часть 2, с. 143-147.
49. Смирнов В.А. Поиск неисправностей в бортовых системах управления в процессе приемочного контроля // Информационно-управляющие системы. 2013. №2(63). С. 24-28.
50. Николайчук O.A. Юрин А.Ю. Прототип интеллектуальной системы для ис-следования технического состояния механических систем // Искусственный интеллект. - Донецк: Наука I освiта, 2006. №4, с. 459-468.
51. Варшавский П.Р., Пчелина С.М. Разработка модели представления знаний для интеллектуальной системы на основе прецедентов // Вычислительные сети. Теория и практика. 2011, №2 (19): 13.2
"