Universitatea Politehnica BucurestiFacultatea de Inginerie Electrica

Sistemul expert pentru diagnoza transformatoarelor trifazate si monofazate

Profesor:Razvan Popovici

Studenti 141SE:

Tataru-Pricopie GeorgePopescu Iulian Craciun Andrei Paraschivescu Cristian

Sistemul expert pentru diagnoza transformatoarelor trifazate si monofazate

1.Sisteme Expert. Diagnoza.

Un sistem expert (SE) poate fi definit ca un program inteligent care imit comportamentul unui expert uman,scris, n general, ntr-un limbaj special destinat procesrii simbolice, cum ar fi PROLOG. SE este capabil s ofere,pentru un subiect precis, un sfat calitativ egal cu cel care ar fi fost dat de un expert uman, desigur, mpreun cu raionamentul folosit n gsirea soluiei. Performana sistemului expert, depinde n mod decisiv de calitatea bazei de cunotine pe care le posed. Prile componente ale unui SE sunt: a) Baza de cunotine - o structur care cuprinde ansamblul cunotinelor specializate furnizate de expertul uman;aceste date sunt organizate, codificate i introduse de ctre inginerul de cunotine, folosind n acest scop modulul de achiziie a cunotinelor. b) Maina de inferen - componenta principal, activ, a SE care realizeaz procesul de raionament artificial prin deducerea unei noi cunotine din cele existente la un moment dat i genereaz rspunsurile la ntrebrile puse de utilizator. Maina de inferen accede la baza de cunotine i face asociaiile i legturile necesare pentru a oferi o concluzie la problema pus de utilizator. c) Interfaa de comunicare componenta care asigur dialogul SE cu utilizatorul i inginerul de cunotine, transfernd ntrebrile i rspunsurile n dublu sens. Maina de inferen mpreun cu interfaa de comunicare formeaz scheletul sau nucleul SE. Este interesant de menionat, c SE destinate pentru domenii de activitate diferite pot avea acelai nucleu, ele diferind doar prin baza de cunotine pe care o exploateaz. Partea de achiziie de cunotine pentru dezvoltarea unui SE poate fi partea cea mai dificil din ntregul proces de realizare a lui. n plus, verificarea informaiei n ce privete corectitudinea, concizia i minuiozitatea, cu alte cuvinte dificil n funcie de sursa de cunotine. De exemplu, sursa de cunotine poate fi o mulime de manuale de specialitate n domeniu, un singur expert uman sau mai muli experi umani. Verificarea cunotinelor euristice, n aceste trei cazuri, sunt procese cu totul diferite. Metodele obinuite de reprezentare a cunotinelor sunt cadrele, reele semantice, regulile etc., care se bazeaz pe elemente de logic matematic . Evaluarea optimizarea legturii dintre domeniul de aplicaie al SE i metoda de reprezentare a cunotinelor este o problem complex. Alegerea metodei de reprezentare a cunotinelor poate avea un efect nsemnat asupra timpului de realizare a SE, costului acestuia, performane i proiectarea SE.

Sistemele expert constituie o clasa particulara de sisteme informatice bazate pe inteligenta artificiala, avand ca scop reproducerea cu ajutorul calculatorului a cunostintelor si rationamentului expertilor umani.Sistemele Expert reprezinta o subclasa a sistemelor bazate pe cunostiinte.

Un sistem expert este un program care urmareste cunostintele, rationeaza pentru obtinerea rezultatelor ntr-o activitate dificila ntreprinsa uzual doar de experti umani. Daca un expert uman are cunostinte ntr-un domeniu specific, un sistem expert utilizeaza cunostintele ce sunt stocate ntr-o baza de cunostinte, baza formata din cunostintele asociate domeniului respectiv. Expertii umani rationeaza si ajung la concluzii pe baza cunostintelor ce le poseda, sistemele expert rationeaza utiliznd cunostintele stocate n baza de date mpreun cu un algoritm de cutare specific metodei de raionare.

Folosirea sistemelor expert in diagnoza

Structura unui Sistem Expert

Baza de cunotine a unui sistem expert const n mod obinuit dintr-o mulime de aa-numite reguli de producie (sau reguli simple). n mod similar unei clauze, acestea sunt formate dintr-o mulime de premize i concluzii. Aceste reguli de producie respect urmatorul principiu: atunci cnd premizele sunt adevarate i concluzia va fi adevarat.Baza de cunostiinte poate fi realizata sub diverse forme:- Regulile de productie. La baza sistemului de productie sta conceptul de regula de productie a carei structura este: care poate fi interpretata de maniera ca:DACA este indeplinitaATUNCI se poate executa

Principalele avantaje ale reprezentarii cunostiintelor sub forma de reguli de productie sunt urmatoarele:- Modularitatea proprie fiecarei reguli.- Modularitate in realizarea formalismului de rezolvare a problemei. Regulile pot fi asimilate cu un ansamblu de constituenti elementari, care se combina pentru a forma un raspuns la problema studiata. Ordinea in care sunt introduse in baza de cunostiinte nu este importanta.- Caracterul natural de exprimare, expertii formuland in general cunostiintele in acesta maniera.-Accesibilitatea bazei de reguli care este data de facilitatea si uniformitatea structurii utilizate.O clasificare general a tipurilor de defecte pe baza unor criterii, de asemenea generale, este prezentat n cele ce urmeaza. Pentru o bun aplicabilitate, urmtoarele aspecte trebuie luate n considerare:

Criteriul de clasificareTipul defectuluiCaracteristici

Mod de manifestareTotal sau criticncetarea funcionrii produsului industrial

De derivFuncionarea n afara limitelor admisibile prescrise

Perioada de apariiePrecoce (infantile)Defecte ascunse care apar n prima perioad de punere n funciune

De maturitateDefect aleator produs n timpul unei exploatri normale

De uzurDefect care nsoete uzura (poate fi total sau de deriv)

Viteza de apariieBruscModificare brusc a caracteristicilor

Progresiv, degradare (treptat)Degradare lent a caracteristicilor

Reducerea capacitii de funcionareTotalPierderea total a capacitii de funcionare

ParialLa produse complexe defectul de deriv a unor componente

Durata defectriiTemporarPoate s dispar fr intervenia exterioar i fr s revin

IntermitentDispare fr intervenie exterioar i reapare

PermanentO dat aprut rmne definitiv

Consecinele defectriiCriticeConsecine grave. Produce reclamaii.

MajoreConsecine sesizabile. Poate produce reclamaii.

MinoreUneori sesizabile. Nu produce reclamaii.

SecundareNu sunt sesizabile. Un specialist le-ar putea detecta.

Legatura cauzalPrimareApare fr a fi provocat de alt defect.

SecundareEste consecina altui defect.

Legtura probabilistic cu alte defecteIndependente.Probabilitatea nu este influenat de apariia altui defect.

DependenteProbabilitatea este influenat de apariia sau neapariia altui defect.

Cauzele producerii defectelorUtilizare necorespunztoareDurata de via scurt.

Manevrare incorectSe produce n timpul unor manevre, comenzi.

Concepie necorespunztoareDefectare prematur

SistematicPoate fi eliminat numai prin modificarea concepiei.

Criterii de clasificare defecteSistemul expert supervizeaz i supravegheaz comenzile i efectele acestora asupra echipamentelor de for i auxiliare ale vehiculelor electrice iar prin intermediul unui display inteligent comunic operatorului printr-un limbaj cu termeni simpli, pe inelesul oricui, care este situaia regimurilor de lucru, normale sau de defect dnd sugestii asupra aciunilor corective ce trebuiesc luate.Dezvoltarea sistemelor expert, facand abstractie de complexitatea problemei de rezolvat, confera numeroase avantaje fata de un expert uman. Principalul argument fiind performanta continuta intr-un Sistem Expert: expertiza nu este influentata de starea fizica sau de psihologia expertului uman (expertul uman poate lua decizii diferite, spre exemplu in conditii de stres) si rationamentele unui astfel de sistem sunt mai consistente si reproductibile decat ale expertului uman.Expertiza ArtificialaExpertiza umana

Avantaje- Permanenta (cunostiintele pot fi mentinute timp nelimitat)- Disponibilitate crescuta (se transfera cu usurinta pe orice calculator)- Facilitati de explicare (poate urmari sirul rationamentelor ce conduc la o concluzie)- Consistenta (cuprinde cunostiintele mai multor experti)- Rapiditate in raspuns

- Creativitate (reorganizarea informatiei si producerea unei noi cunoasteri)- Adaptabilitate (la situatii noi sau evenimente imprevizibile)- Utilizarea capacitatii senzoriale (vizuala, auditiva, tactila)

Dezavantaje- Lipsa de imaginatie- Dificultati de adaptare- Foloseste date simbolice- Trecatoare- Greu de transmis- Dificultati in documentare- Imprevizibila- Scumpa

Nu exist nc o strategie general valabil; fiecare sistem expert care se dezvolt fiind actualmente orientat pe specificul domeniului respectiv. Sistemele expert reprezinta o realitate a societatii informationale si pot fi implementate oriunde exista un sistem programabil cu microprocesor. In diagnoza produselor complexe utilizarea unor sisteme expert este naturala, intrucit sistemele avansate de comanda si control bazate pe microprocesoare impun si tehnici de autocontrol.Consecin a cerinei justificate de continuitate i siguran n functionare a echipamentelor electrice, apare necesitatea tot mai mare de mbuntire a fiabilitii i siguranei n funcionare a echipamentelor. Una din soluiile cu potenial ridicat n rezolvarea cerinei de mai sus este implementarea sistemelor de monitorizare i utilizare a tehnicilor de diagnoz automat a echipamentelor. In cazul unor avarii sau deranjamente sau alte evenimente aparute, sistemul de reglare si comanda de tip Sistem Expert actioneaza in consecinta si afiseza tipul evenimentului, avariei sau a deranjamentului. Sistemul este capabil de a lua decizii, in functie de problema aparuta, cum ar fi: blocarea puntii, oprirea echipamentului, etc.

Scopul lucrariiRealizarea unui sistem expert de diagnoza, predictie inteligenta si activa dedicat echipamentului electric studiat care permite anticiparea si/sau detectia corecta a starilor de defect. Prezentare generala (a echipamentului electric studiat)

Definitie: Transformatorul electric este un aparat static cu doua sau mai multe infasurari cuplate magnetic, cu ajutorul caruia se schimba valorile marimilor electrice ale puterilor in curent alternativ (tensiune si curentul ) frecventa ramanand constanta.Functionarea transformatorului are la baza fenomenul de inductie electromanetica. Pentru realizarea unui cuplaj magnetic cat mai strans, infasurarile sunt asezate pe miez feromagnetic . La frecvente mai mari de 10 kHz transformatorul se realizeaza fara miez magnetic.Transformatorul trifazat se realizeaza ca o unitate separata, avand miezul feromagnetic de o constructie proprie . La puteri foarte mari, transformatorul trifazat este construit din trei transformatoare monofazat, ale caror infasurari primare sunt legate in stea (Y) sau in triunghi (D).Cele mai importante elemnte constructive ale transformatoarelor sunt : miezul feromagnetic ; infasurarile ; schela ; constructia metalica ; accesoriile.

Miezul feromagnetic denumit in unele lucrari prescurtat miezul magnetic, reprezina calea de inchidere a fluxului magnetic principal al transformatorului, flux produs de solenatia de magnetizare a infasuraii primare care se alimenteaza de la o tensiune alternativa.Miezul feromagnetic se construieste din 0.35 mm grosime taiate din tabla silicioasa puternic aliata, laminata la cald sau texturata, tolele sunt izolate intre ele cu hartie, lac sau oxizi ceramici (carlit). Miezul feromagnetic este format din coloane si juguri, pe coloane se aseaza infasurarile. Deoarece infasurarile se executa in afara miezului si ulterior se monteaza pe coloanele transformatorului ; miezul feromagnetic se construieste dindoua parti separbile, sau se executa din tole cu jug separabil- la transformatoarele de puteri (mai mici 1kVA) sectiunea miezului este patrata sau dreptunghiulara ;- la transformatoarele de puteri mari (mai mari sau egale 1kVA), miezul feromagnetic are sectiunea realizata cu doua sau mai multe trepte pentru a sporii factorul de umplere al sectiunii transversale a bobinei.Jugul este realizat de asemenea in trepte, de sectiune corespunzatoare, pentru a asigura inchiderea fluxului in directia axiala de la o treapta a coloanei la treapta corespunzatoare a jugului evitandu-se astfel inchiderea campului transversala pe pachetul de tole, ceea ce ar avea ca urmare aparitia unor pierderi suplimentare in zona de bobinare a jugului cu coloane.Imbinarea miezurilor

a) jug suprapus ; b) jug intretesut cu coloana la unghi de 900 ; c) jug intretesut cu coloana la unghi de 300/600 ; d) jug intretesut cu coloana la unghi de 950.

Tipuri de miez

Miezurile feromagnetice ale transformatoarelor se pot clasifica dupa mai multe criterii.Dupa forma constructiva a coloanei se deosebesc :

miezuri cu sectiunea dreptunghiulara sau patrata ; miezuri cu sectiunea in trepte urmarindu-se inscrierea sectiunii coloanei intr-un cerc, astfel incat coeficientul de umplere cu fier al cercului sa fie cat mai mare.

Dupa modul de racire al miezului exista :

miezuri compacte - fara canale ; miezuri divizate - cu canale folosite la transformatoarele mari, prin canale circuland uleiul de racire.

Dupa forma tolei utilizate se intalnesc : miezuri impachetate din tole simple ; miezuri impachetate din tole profil ; miezuri magnetice spiralizate ;

Dupa numarul de coloane se deosebesc : miezuri cu doua coloane ; miezuri cu trei coloane ; miezuri cu cinci coloane, intalnite, de regula, la transformatorul trifazat in manta ; miezuri in manta. Dupa felul strangerii miezului se intalnesc : miezuri cu strangere mecanica (cu buloane, cu tije etc) ; miezuri lipite (cu lac de incleiere).

Infasurarile se clasifica in doua tipuri pincipale: infasurari concentrice - bobinele de inalta respectiv joasa tensiune cu inaltimi aproximativ egale, infasurarea de inalta tensiune avand in mod obisnuit, diametrul mai mare, deoarece este asezata pe cea de joasa tensiune, iar infasurarea de joasa tensiune, diametrul mai mic asezata in imediata apropiere a coloanei miezului feromagnetic ; infasurari alternante - diametrele bobinelor de inalta respectiv joasa tensiune sunt egale, in schimb pe inaltimea coloanei transformatorului, bobinele de inalta alterneaza cu cele de joasa.

Construirea scheleiPrin schela se intelege ansamblul constructiei care indeplineste urmatoarele roluri : strangerea jugurilor miezului magnetic ; consolidarea axiala a infasurarilor ; consolidarea conexiunilor dintre infasurari ; a celor ale comutatorul dereglaj si de la izolatoarele de trecere ; ridicarea intregii parti decuvabile a transformatorului.

Schela unui transformator cuprinde : profiluri de otel (denumite console) pentru strangerea jugurilor ; profiluri de otel cu sectiune mai mica, care servesc la sprijinirea partii decuvabile de fundul cuvei (in partea inferioara) si la adaptarea tirantilor de suspensie (in partea superioara) ; tirantii fixati intre console, care servesc la strangerea axiala a infasurarilor ; tirantii de suspensie care servesc la fixarea schelei de capac si la ridicarea partii decuvabile. Aceasta constructie a schelei este adapatata in general la transformatoarele cu putere pana la 5000 kVA.La puteri mai mari se foloseste un alt sistem constructiv, in care transformatorul se reazema pe fundul cuvei.Constructia metalica se executa numai pentru transformatoarele cu racire in ulei si se refera la cuva, capac si conservator.

Clasificarea transformatoarelorDupa modelul de utilizare :a) transformatoare de putere ; b) autotransformatoare ; c) transformatoare de masura ; d) transformatoare de putere cu caracteristici speciale ; e) transformatoare deputere mica .

Dupa modul de racire :a) uscate (cu racire in aer) ; b) cu racire in ulei ; Dupa numarul de faze :a) monofazate ; b) polifazate

Descrierea echipamentului. Sistemul de diagnoza on-line folosind sisteme expertDescrierea echipamentului (descriere constructive, descriere functional, schema electrica, elementele componente, caracteristici, etc). Se evidentiaza marimile monitorizate, precum si tipurile de senzori si traductoare folosite.Schema electrica generala a echipamentului, iar detaliile partii de forta.In acesata parte este tratata descrierea functionala a echipamentului studiat.

Schema functionala a echipamentului este formata din: Schema de forta Surse de alimentare Automatul programabil (AP, PLC) Bloc de masura- Circuit de masura a curentului continuu- Circuit de masura tensiunii continue - Bloc de reglare si formare impulsuri de aprindere a tiristoarelor- Blocul de amplificare a impulsurilor de aprindere- Circuit de supraveghere a sigurantelor fuzibile- Circuit de commanda- Senzori si traductoare- Aparate de masura- Lampi de semnalizare pe echipament- Pupitru de operare local- Optional, Sistem SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition - Supraveghere, Control si Achizitie de Date)2.Descrierea simptomelor, defectelor si cauzelor la diagnoza transformatorului trifazatDefecte minore sau avarii aprute la transformator pot avea efecte devastatoare asupra ntregului sistem energetic.Transformatoarele de putere in ulei sunt supuse unor solicitri mecanice si electrice pe ntreaga perioada de functionare, solicitri care reduc rigiditatea dielectric a izolatiei din interiorul transformatorului. Aceasta evolueaz n defecte termice si electrice incipiente care, eventual, pot duce la avarii si distrugerea transformatoarele de putere in ulei. nc din timpul defectelor incipiente, n ulei si in izolatia solida a transformatoarele de putere in ulei apar schimbri fizice si chimice, care pot fi analizate pentru a avea un semnal de alarma asupra tipului de defect care evolueaz n transformator, astfel putndu-se lua masuri nainte ca situatia sa se agraveze.La transformatoarele de putere in ulei, hrtia are rolul de a oferi rezistenta mecanica la strngea bobinajului si pentru a oferi rigiditate si spatiu dielectric. Formula chimica restrnsa a celulozei este de forma [C12H14O4(OH)6]n cu n avnd valori ntre 300 si 700. Timpul de mbtrnire a izolatiei depinde de temperatura de operare, de tipul hrtiei si de nivelul de umiditate si aciditate a uleiului. n general, exista trei moduri de degradare a hrtiei: ruperea legaturilor glucozice datorata supranclzirii, este hidroliza care presupune dezlipirea legaturilor glucozice datorate apei si acizilor, oxidarea care presupune oxidarea gruprilor hidroxil, formnd grupri carbonil si carboxil care slbesc legtura glucozic urmnd reactii secundare care duc la sciziuni n lant avnd ca rezultat degajare de bioxid de carbon, monoxid de carbon, apa, acizi organici si glucoza.Uleiul de transformator este folosit att ca dielectric ct si pentru a asigura rcirea bobinajului pe perioada functionarii transformatoarele de putere in ulei. Este compus n principal din hidrocarburi saturate numite parafine, cu urmtoarea formula restrnsa CnH2n+2 cu n avnd valori ntre 20 si 40. Operarea ndelungata la temperaturi mai mari de 75oC cauzeaz oxidarea uleiului. Cresterea cu 6 grade a temperaturii va dubla rata de mbtrnire a hrtiei impregnate cu ulei. Aceasta mbtrnire va fi accelerata de un continut ridicat de umiditate. Supranclzirile si descrcrile electrice deterioreaz uleiul cauznd rupturi n moleculele uleiului parafinic care duc la aparitia hidrogenului si a hidrocarburilor ionice.Aceste se combina formnd urmtoarele hidrocarburi gazoase: metan (CH4), etan (C2H6), etilena (C2H4) si acetilena (C2H2). Concentratiile lor depind de natura materialului izolant dar si de natura defectului.Prin urmare, hidrogenul este produs ntr-o mai mare sau mai mic msur n toate cazurile de defect (n special la defectele de natur electric descrcri partiale sau arc electric), n cazul defectelor periculoase acesta apare brusc si n cantitti mari.De asemenea, solubilitatea sczut n ulei si gradul de difuzie mare fac din hidrogen un indicator fidel al defectelor existente sau n stare incipient din TPU si faciliteaz detectia lui la concentratii mici.O posibilitate de detectie a defectelor n stare incipienta este monitorizarea on-line a continutului unuia sau mai multor gaze de defect, dizolvate n uleiul de transformator. Cele mai ntlnite echipamente de monitorizare sunt monitoarele de hidrogen, datorita faptului ca acest gaz apare n cantitti mai mari sau mai mici la toate defectele transformatoarele de putere in ulei.Localizarea defectiunii poate oferi informatii importante pentru mentinerea transformatoarelor de putere, investigarea esecurilor si mentenant. n acord cu zonele posibile de defectiune, un plan de investigare detaliat al defectiunii poate fi realizat cu mult nainte de oprirea programat. Ca urmare resursele materiale destinate mentenantei pot fi pregtite adecvat. Rezultatul ar putea fi, o cdere a transformatorului redus n timp considerabil, care este esential pentru un furnizor de energie electric performant. Investigarea functional a defectiunii este o esential pentru disponibilitatea transformatoarelor de putere. Avnd n vedere constructia si functionarea transformatoarelor de putere(TP), printr-un studiu de tip AMDE al acestora, se evidentiaz modul de manifestare al defectelor posibile, punct de plecare al modelelor de DT.Subsistemul de izolare fiind cel mai vulnerabil din structura unui EPE, inclusiv a TP, metodele de diagnoz se axeaz, n bun parte, asupra acestuia, parametrii controlati fiind, n principal: curentul de fug, descrcri partiale, concentratia de gaze n ulei. Pe lng analiza direct sau indirect a strii izolatiei (inclusiv uleiul de transformator), metodele de DT vizeaz si alte componente ale TP care au valori semnificative ale intensittii de defectare: comutatorul de ploturi, zone de contact electric, circuitul magnetic, subsistemul de rcire si rezervorul (n spet garniturile, filtrele si robinetii).Pentru monitorizarea comutatorului de ploturi se utilizeaz: msurarea temperaturii diferentiale dintre rezervor si comutator, msurarea consumului propriu, date care - comparate cu amprenta (valorile normale, n acelasi conditiide solicitare) pot evidentia starea comutatorului.Msurarea descrcrilor partiale on-line, cu ajutorul unor senzori bazati pe efectul piezoelectric [(50 350) kHz] nu se aplic, actualmente, pe scar larg ntruct sensibilitatea obtinut este relativ redus si numrul senzorilor este mare. Analiza electric a descrcrilor partiale pe band larg (~10 MHz), combinat cu utilizarea unor filter pentru suprimarea zgomotelor, este indicat pentru a localiza sursa descrcrilor.Exist sapte gaze cheie care sunt folosite pentru a determina tipul avariilor ce au avut loc ntr-un transformator:-Hidrogen (H2)-Metan (CH4)-Monoxid de carbon (CO)-Bioxid de carbon (CO2)-Etilen (C2H4)-Etan (C2H6)-Acetilen (C2H2)Strpungerea uleiului mineral este cauzat de trei conditii majore:Arcul electric produce cantitti mari de hidrogen si acetilen, si cantitti minore de metan si acetilen.Descrcri partiale Aceste descrcri produc n principal hidrogen si metan, si mici cantitti de etan si etilen. Cantitti comparabile de monoxid de de carbon si bioxid de carbon pot rezulta n urma descrcrilor n hrtie.Uleiul supranclzit duce prin descompunere la urmtoarele produse ce includ etilen si metan, mpreun cu cantitti mici de hidrogen si etan. Se mai pot ntlni urme de acetilen dac avaria a implicat si contact electric.Hrtia supranclzit degaj mari cantitti de bioxid de carbon, monoxid de carbon, precum si hidrogen.Hidrocarburile, cum ar fi metanul si etilena se vor forma dac avaria implic o structur impregnat cu ulei.Trebuie observat c toate avariile comune ale tranformatorului de putere in ulei implic prezenta hidrogenului. Acesta este primul si cel mai important gaz de defect. Prezenta hidrogenului n gazul dizolvat n ulei, va furniza primul avertisment despre o avarie incipient a transformatorului.n conditiile unui transformator obisnuit, totdeauna exist o evolutie a gazelor de defect si de aceea un singur test va furniza relativ putine informatii despre un anumit transformator. Ideea de baz este s se refac analizele ori de cte ori este necesar pentru a determina rata de modificare a concentratiilor acestor gaze. Detectarea unei concentratii mrite de gaz ntr-o perioad scurt de timp poate constitui o avarie iminent si impune luarea de msuri, diagnoz si evaluare.

Diagnoza TP prin msurarea descrcrilor partiale (DP)

Metoda cea mai folosit n prezent pentru determinarea strii izolatiei n regim on-line foloseste monitorizarea descrcrilor partiale, care se produc n interiorul echipamentelor si masinilor electrice.Teoria descrcrilor partiale implic analiza materialelor, cmpurilor electrice, caracteristicilor arcului electric, propagrii si atenurii undelor, sensibilittii senzorilor spatiali, rspunsului n frecvent si interpretrii datelor n conditii de semnale perturbatoare (zgomote) puternice. Descrcarea partial poate fi descris ca un impuls electric, sau ntr-o alveol umplut cu un gaz, sau pe suprafata unui sistem izolant solid sau lichid. Aceste impulsuri sau descrcri sunteaz partial golurile din izolatia dintre faz si pmnt sau dintre faze. Aceste descrcri apar n alveolele care pot fi localizate ntre conductorul de cupru si suprafata izolatiei, n interiorul izolatiei nssi, sau ntre suprafata izolatiei si masa metalic a echipamentului legat la pmnt.Un sistem actual de detectare a DP permite, pe lng determinarea sarcinii vizibile o localizare a originii DP. Principiul acestui sistem este destul de simplu. Mai multi senzori sunt montati pe suprafata nfsurrilor TP pentru a detecta radiatia electromagnetic cauzat de DP. O localizare devine posibil pentru c pe senzorii care sunt aproape de sursa de DP apare un semnal mai puternic care poate fi transmis senzorilor are sunt amplasati mai departe.

Automatul programabil (PLC)In cadrul acestui proiect s-a facut o simulare, in sensul ca s-a utilizat un PLC (Programabil Logic) de la Moeler, care prin rutina implenentata monitorizeaza functionarea unui transformator, iar in momentul cand acesta depisteaza o neregula, va afisa pe ecran o eroare. Semnalele de intrare sunt analog ceea ce determina ca dispozitivele de intrare ale PLC-ului sa fie tot de tip analog iar semnalele de iesire vor fi de tip digital urmand sa se conecteze la un display.Valorile tensiunii si a curentilor electrici ai elementului de executie nu trebuie sa le depaseasca pe cele ale iesirii PLC.Valorile si semnalizarile care se afiseaza pe display nu necesita alocarea de iesiri fizice ale PLC-ului.

Diagnoza on-line folosind sisteme expertCu ajutorul sistemului de diagnoza on-line a echipamentului poate testa prezenta avariilor interne, avariilor externe sau deranjamentelor. In functie de natura si implicatiile defectului, sistemul de tip expert poate decide oprirea functionarii, continuarea functionarii in stare de deranjament, oprirea echipamentului, etc.

Starile de defecte se impart in:

Avaria externa sau interna, reprezinta o defectare a echipamentelor exterioare echipamentului electric monitorizat, respectiv a echipamentului electric monitorizat, care duce la imposibilitatea pornirii echipamentului, daca acesta se afla in faza de pornire sau initiaza procedurile de oprire, in cazul in care acesta este in functionare.

Deranjamentul reprezinta defectarea echipamentului electric, acesta fiind capabil sa funcioneze n continuare. Functionarea in regim de deranjament este semnalizata operatorului. In cazul aparitiei oricarui deranjament este imperios necesara eliminarea acestuia in cel mai scurt timp. Detectia defectelor, analiza acestora, luarea deciziilor de continuare a functionarii echipamentului sau de oprire, atentionarea explicita sub forma de cod, text si grafica sunt actiuni ale sistemului de diagnoza on-line detinut de echipamentul electric.

Nr. Defect Tip defectDefectIntrare/iesireCauzeposibileMesaj alarma

1. Deranjamente echipamentLipsa tensiunii la intrarea transformatorului

IN02 /D01

Contactele/conectorii dintre sursa de alimentare si cablul de alimentare nu sunt bine fixate sau sunt deteriorate; Cablul (cablurile) de alimentare nu este conectat corespunzator; Cablul (cablurile) de alimentare prezinta intreruperi; Mufele de conectare prezinta deteriorari.

Alarma S1: Verificati cablul de alimentare

2. Lipsa tensiunii, pe una din faze, la iesirea transformatorului

IN03/D02; D03; D04C121 Una din infasurarile fazei fara tensiune s-a defectat; Unul din condensatoarele fazei fara tensiune s-a defectat; Una dintre diondele fazei fara tensiune nu mai functioneaza; Una din legaturile ce unesc piesele transformatorului s-a deteriorat sau s-a distrus; Una dintre lipiturile prin care au fost prinse elementele semiconductoare sau electronice s-a dezlipit. Unul elementele invertorului nua fost conectat corect sau nu face contact cu conductorul de legatura; Dispozitivul de comanda a tiristorului functioneaza eronat;

Alarma S2: Lipsa tensiune pe faza R; S; T

3. Lipsa tensiunii la iesirea transformatorului

I03/D05Dispozitivul de comanda a tiristoarelor nu functioneaza; Tiristoarele invertorului s-au defectat; O parte din circuit s-a distrus; Producerea unui scurtcircuit, care a condus la arderea sigurantelor fuzibile ce asigura protectia transformatorului

Alarma S3: Lipsa tensiune iesire

4. Parametrii eronati la iesire transformator I12; I7;I8/D6; D7;D8 Sursa de alimentare functioneaza defectuos Cablurile de legatura dintre sursa de alimentare si transformator nu sunt adecvate Conexiunea dintre sursa de alimentare si transformator nu a fost realizata cum trebuie Trasformatorul nu este ecranat; Exista o sursa perturbatoare in zona; Poluarea elecrtromagnetica din zona de lucru depaseste limitele specificate de producator; Ecranul de protectie (electromagnetica) al trasformatorului s-a deteriorat sau distrus local;

Alarma S4: Suprasarcina la iesire; Tensiune gresita la iesire; Frecventa eronata la iesire

5. Supraincalzire excesiva I6/D9 Izolatia cablului de legatura s-a deteriorat; Una din legaturile interioare alea transformatorului nu face bine contact cu mufa de conectare (legatura); Curentul care strabate circuitul respectiv este mai mare decat curentul nominal Sursa de racire s-a defectat; Aparitia unui curent marit datorat unui scurcircuit intre spire; Uleiul transformatorului s-a saponificat; Curentul cerut de consumator este mai mare decat curentul nominal de functionare al transformatorului; Producerea unui scurtcircuit pe linia de alimentare a consunatorului, cau chiar in cadrul consumatorului montat la bornele transformatorului; Contactele sunt slabite. Contacte imperfecte; Contacte uzate (depilizate); Depnerea prafului.

Alarma S5: Dispozitivul s-a incalzit excesiv

Lista defecteOrganigrama pentru verificarea defectelor. Aceasta este intocmita in functie de baza de reguli realizata anterior.

Organigrama verificare defecte

Concluzii:

Forma n care sunt scrise regulile ajut un operator s rspund la ntrebri ca: care sunt modificrile survenite n urma evenimentelor petrecute n staie ? care cauze au determinat comportarea observat a staiei?Avnd n vedere c la crearea bazei de reguli s-a inut cont de faptul c la producerea unei avarii, fie pe barele staiei fie pe un circuit racordat la acestea, dispare tensiunea, se poate considera c s-au luat n considerare toate defectele posibile. Acest lucru este confirmat i de studiile de caz analizate n , unde: Toate situaiile de incidente i avarii plauzibile furnizate sistemului expert au condus la stabilirea unei diagnoze corecte a situaiei existente. Toate situaiile de incidente i avarii neplauzibile furnizate sistemului expert DIASE au condus la un refuz de a stabilii o diagnoza

OUTxy=z

RESET/PORNIRE

VERIFICARE EXISTENTA AVARII EXTERNE

VERIFICARE EXISTENTA AVARII INTERNE

VERIFICARE DERANJAMENTE

PERMISIE START/ FUNCTIONARE

NU

NU

NU

STOP

STOP

FUNCT. CU DERANJAMENT

DA

DA

DA

Mediu dedezvoltare

Inginer de cunostiinte

Modul de achizitie de cunostiinte

Memorie de lucru

Fapte dinamice

Baza decunostiinte

Reguli

Fapte

Motor de inferenta

Selectare de reguli si fapte

Baza de date

Expert in domeniu

Utilizator