Вперше запропоновано комбінований метод визначення технічного стану конструктивних елементів елегазових вимикачів, який грунтується на вимірюванні струму витоку через ізоляцію апаратних вводів і опору постійному струму головного струмопровідного контура та неперервному контролі сигналу у вигляді струму тестового сигналу, частота якого забезпечує умову резонансу між індуктивністю допоміжного трансформатора джерела тестового сигналу та ємністю між контактами вимикача під час його спрацьовування і порівняння отриманої характеристики з еталонною, попередньо знятою перед введенням вимикача в експлуатацію та аналізі відхилення цих характеристик на обгрунтовано визначених інтервалах часу. Це дозволяє одночасно виявити в дугогасильній камері та приводному механізмі пошкодження на ранній стадії їх розвитку без обмежень, викликаних конструктивними параметрами вимикача. Удосконалено математичну модель процесу зміни струму тестового сигналу в елегазовому вимикачі під час виконання технологічних операцій, що проявляється у врахуванні характеристик дугогасного середовища, активного опору й ємності між контактами вимикача, параметрів ізоляції апаратних вводів відносно заземлених частин вимикача та дозволяє підвищити точність оцінювання технічного стану вимикача за результатами контролю. Набув подальшого розвитку метод визначення оптимальних параметрів тестового сигналу за рахунок використання методу інтегральних аналогів, що дозволяє підвищити інформативність та достовірність контролю технічного стану вимикача за умов дії завад.

Мета роботи - розроблення нечіткої моделі елегазового вимикача типу HGF 100/2 B, CGECALSTHOM для визначення загального спрацьованого ресурсу. Дослідження проведено шляхом експертного опитування, за яким побудовано нечітку модель елегазового вимикача для визначення загального спрацьованого ресурсу. Дану модель реалізовано в пакеті MATLAB Fuzzy Logic Toolbox з використанням математичного апарату нечітких множин і нечіткої логіки. Розроблено нечітку модель, за якою одержано числове значення загального спрацьованого ресурсу елегазового вимикача з урахуванням впливу сукупності таких факторів як стан механічної та комутаційної системи, дугогасильного середовища, стану ізоляції. Дану модель застосовано для елегазового вимикача типу GECALSTHOM HGF 100/2В, який експлуатується на Дніпровській ГЕС-1, ВРП - 330 кВ, комірки Л-211/1. Розроблену нечітку модель оцінки технічного стану елегазового вимикача можна застосовувати для всіх вимикачів даного типу.

Для підвищення надійності роботи елегазових вимикачів виконано аналіз таких можливих причин їх відмови, що не можуть бути виявлені засобами традиційного моніторингу стану. Як приклад розглянуто розвиток ситуації, що призвела до пошкодження елегазового вимикача електричної підстанції 750 кВ "Північноукраїнська". На підставі записів, які були здійснені реєстратором інформації "РЕГІНА", виконано аналіз параметрів режиму, що передували пошкодженню. В програмному середовищі Matlab/Simulink розроблено цифрову модель та виконано моделювання комутаційних перехідних процесів у лінії електропередачі 750 кВ "Північноукраїнська-Курська АЕС". Визначено потенційно небезпечні для елегазових вимикачів режими роботи та надано рекомендації по їх запобіганню.

Представленo результати дослідження причин аварій лінійних елегазових вимикачів при комутаціях компенсованих ліній електропередач 750 кВ. Сформульовано рекомендації по запобіганню аваріям через тривале невідімкнення полюсом елегазового вимикача струму, що не переходить через нуль внаслідок наявності в ньому великої аперіодичної складової. Виконано аналіз анормальних режимів ліній електропередачі надвисокої напруги з різним ступенем компенсації зарядної потужності. Досліджено електромагнітні процеси в компенсованих лініях електропередачі залежно від моментів комутації. Виявлено моменти різкої зміни параметрів перехідних процесів під час комутації в лініях надвисокої напруги. Розглянуто заходи обмеження тривалості існування аперіодичної складової струму.

Проведено оцінку помилок першого та другого роду при визначенні швидкості руху рухомої контактної системи елегазового вимикача при використанні комбінованого методу діагностування високовольтних вимикачів та визначено ймовірність безпомилкової роботи системи діагностування.

Розглянуто особливості експлуатації елегазових вимикачів, які слід враховувати у разі їх впровадження на лініях електропередач надвисокої напруги 750 кВ.

В даний час в мережах надвисокої напруги одержали розповсюдження елегазові вимикачі з автокомпресійним принципом гасіння дуги. Досвід експлуатації показав нездатність даних вимикачів виконувати комутацію по типу "включення-швидке відключення" для ліній з реакторами за високого ступеня компенсації зарядної потужності внаслідок існування тривалої затухаючої аперіодичної складової в струмі, що протікає в вимикачі. Наведено результати дослідження причин аварій лінійних елегазових вимикачів за комутацій компенсованих ліній електропередачі 750 кВ. Сформульовано рекомендації щодо запобігання аварій через тривале невідключення полюсом елегазового вимикача струму, що не переходить через нуль внаслідок наявності в ньому великої аперіодичної складової. Виконано аналіз анормальних режимів ліній електропередачі надвисокої напруги. Досліджено електромагнітні процеси в компенсованих лініях електропередачі залежно від моментів комутації. Виявлено моменти різкої зміни параметрів перехідних процесів під час комутації в лініях надвисокої напруги. Розглянуто заходи обмеження існування тривалої аперіодичної складової струму.

Розглянуто причини та характер зміни технічного стану елегазових вимикачів (ЕВ). Проведено аналіз існуючих методів і засобів обслуговування ЕВ у процесі експлуатації. Розглянуто діагностичне забезпечення ЕВ. Запропоновано вдосконалення методів діагностування, розглянуто діагностичні методи, умови роботоздатності окремих елементів ЕВ.

Розглянуто основні складові елементи елегазових вимикачів на прикладі вимикачів, встановлених на Київській ГЕС. Описуються будова, принцип дії, переваги елегазових вимикачів, досвід їх експлуатації.

Розроблено метод неперервного комплексного онлайн моніторингу технічного стану механічних елементів елегазових вимикачів; вдосконалено відому модель оцінювання залишкового комутаційного ресурсу елегазових вимикачів шляхом використання більш точного способу представлення ресурсної характеристики та формули визначення діючого значення струмів відключення; розроблено метод моніторингу параметрів газової суміші високовольтних елегазових вимикачів. Зазначено, що використання даних систем моніторингу елегазових вимикачів дозволяє оптимізувати процес технічного обслуговування вимикачів, запобігає передчасному виведенню обладнання з роботи, підвищує надійність роботи об’єднаної енергосистеми України.