Система моніторингу блискавок для об’єктів енергетики
Вантажиться...
Дата
2018
Автори
Науковий керівник
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
Анотація
Магістерська дисертація містить: сторінок – 127, рисунків – 55, таблиць – 35, додатків – 1, кількість використаних джерел – 39.
В роботі запропоновано системи моніторингу для об’єктів та проведено моделювання електричних полів та вихідної напруги із антен магнітного поля та фільтрів за допомогою пакетів програм Mathcad 15 та SPICE-подібної комп’ютерної програми Micro-Cap Evaluation Version. Допоміжні програми: Microsoft Office Word 2019, Microsoft Office Visio 2019, Microsoft Office Power Point 2019.
Актуальність теми. Моніторинг грозової активності набуває все більшого поширення у світі, що пов’язано із необхідністю прогнозування, попередження та локації грозових розрядів. Отримані дані в першу чергу цікаві для об’єктів енергетики, авіакосмічної галузі, підприємств, що займаються видобутком або виготовленням вибухонебезпечних продуктів, де розряд блискавки може спричинити серйозну аварію або ж несвоєчасне виявлення факту і місця ураження в подальшому може призвести до аварійної ситуації.
В той же час, ряд нормативних документів, що діють як в Україні та і у світі (ДСТУ Б В.2.5-38:2008, ДСТУ EN 62305:2012) регламентують перевірку систем блискавкозахисту перед кожним грозовим сезоном та після кожного ураження блискавкою. Проблема виконання таких вимог нормативних документів полягає у великих матеріальних затратах, що пов’язано із великими розмірами об’єктів (наприклад, лінії електропередач (ЛЕП), фотоелектричні станції (ФЕС), вітроелектричні станції (ВЕС)), щодо яких є важливим отримувати не лише архівну статистичну інформацію з грозових уражень, але й оперативну інформацію для ефективного та швидкого усунення аварійних ситуацій і їх недопущення. Один з найважливіших способів представлення інформації про ураження блискавкою об’єкту є відео фіксація розряду блискавки. Отримані кадри дозволяють оперативно та точно визначити місце удару, оцінити ступінь аварійності ситуації та спланувати необхідні дії за короткий проміжок часу. Це можливо за наявності відео систем моніторингу (ВСМ), що пропонується в даній дисертаційній роботі.
Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Магістерська дисертаційна робота виконувалась відповідно до планів науково-дослідних робіт кафедри теоретичної електротехніки Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського».
Мета і задачі дослідження. Розробити структуру і алгоритм роботи системи моніторингу блискавок та обґрунтувати параметри основних її компонент.
Об’єкт дослідження. Система моніторингу блискавок, які уражають об’єкти.
Предмет дослідження. Структура, алгоритм роботи та датчики тригерування системи моніторингу блискавок для об’єктів, в т.ч. і енергетики.
Метод дослідження. Базується на аналізі електромагнітних характеристик блискавок та моделюванні вихідних характеристик датчиків системи моніторингу із застосуванням схемотехнічних програм для визначення основних технічних характеристик датчиків та інших ключових частин, необхідних для її роботи.
Для досягнення поставленої мети в ході даної роботи ставилися задачі:
1. Провести аналіз існуючих систем моніторингу блискавок та систем попередження грозової активності, на основі яких визначити основні технічні характеристики та недоліки систем, що буде покладено у концепцію комплексної системи моніторингу блискавок для об’єктів енергетики;
2. Запропонувати і обґрунтувати структуру ВСМ та принцип її роботи на основі аналізу характеристик ЕМ-поля, створюваного струмом блискавки, що буде виступати тригеруючим фактором для ВСМ;
3. Розробити алгоритм роботи системи моніторингу;
4. Запропонувати датчики для даної ВСМ із розрахунком їх основних характеристик.
Наукова новизна одержаних результатів. Запропоновано структуру та обґрунтовано принцип роботи системи моніторингу блискавок для великих об’єктів, аналогів якої немає на європейському та українському ринку, що використовує відео реєстрацію моменту ураження, яка використовує для тригерування та додаткової локації блискавок електромагнітне поле.
Практичне значення одержаних результатів. Розроблена система може використовуватись для моніторингу уражень блискавкою великих об’єктів енергетики та в інших галузях. Частково результати роботи було використано у розробці системи відео моніторингу блискавок на Новому Безпечному Конфайнменті на ЧАЕС.
Публікації.
Результати розробки системи моніторингу блискавок викладено в наступних публікаціях:
1. Р. Прилепа, В. Шостак. Автоматизована система реєстрації блискавок, які уражують об’єкти великих розмірів // Міжн. н.-т. конф. молодих учених, аспірантів і студентів. "Сучасні проблеми електроенерготехніки та автоматики". – Київ: ФЕА НТУУ «КПІ», 2016.
2. Р. Прилепа, В. Шостак. Аналіз систем грозопеленгації та попередження про грозову активність // Міжн. н.-т. конф. молодих учених, аспірантів і студентів. "Сучасні проблеми електроенерготехніки та автоматики". – Київ: ФЕА НТУУ «КПІ», 2017.
3. Shostak V., Prylepa R., Kozlov O., Brzhezitsky V. (2017). Design of conception on lightning monitoring system for strikes to structures. Technology audit and production reserves, No 6/1(38), 2017, с. 47-59. DOI: 10.15587/2312-8372.2017.119319.
4. V. Shostak, R. Prylepa and O. Kozlov, Tests of Video Cameras for Lightning Monitoring System, 2018 34th International Conference on Lightning Protection (ICLP), Rzeszow, Poland, 2018, pp. 1-7. doi: 10.1109/ICLP.2018.8503294
5. Р. Прилепа, В. Шостак. Система моніторингу блискавок для об’єктів енергетики // Міжн. н.-т. конф. молодих учених, аспірантів і студентів. "Сучасні проблеми електроенерготехніки та автоматики". – Київ: ФЕА НТУУ «КПІ», 2018.
Опис
Ключові слова
відеореєстрація блискавок, грозопеленгація, моніторинг блискавок, система моніторингу блискавок, система попередження про грозу, thunderbolt lightning, lightning recording, lightning monitoring, lightning monitoring system, thunder-storm warning system
Бібліографічний опис
Прилепа, Р. Ф. Система моніторингу блискавок для об’єктів енергетики : магістерська дис. : 141 Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка / Прилепа Роман Федорович. – Київ, 2018. – 127 с.