Розробка адаптивної архітектури автоматизованої системи технічного моніторингу електроустановок з урахуванням типових відмов

Abstract

Стаття присвячена розробці адаптивної архітектури автоматизованої системи моніторингу електроустановок, з урахуванням типових відмов, для виявлення, діагностики та упередження збоїв у режимі реального часу. Мета. Порівняти сучасні методи діагностики електрообладнання (електродвигун, генератор, трансформатор) із використанням математичних та комп’ютерних моделей для об’єктивної оцінки їхньої ефективності, точності та стійкості до перешкод. Методи. Реалізовано d–q-модель індукційного двигуна, узагальнену синхронну модель генератора та еквівалентну схему трансформатора в MATLAB/Simulink, із урахуванням втрат, термодинаміки та ультразвукових відгуків. Здійснено формалізацію методів MCSA, FFT-вібрацій, термографії, PD з GMM/HMM, AE з вейвлет-аналізом, Digital Twin, Калман-фільтра, нейромереж, SVM і нечіткої логіки. Проведено SWOT-аналіз і побудовано TOWS-матриці для розробки стратегій їхнього комбінованого застосування. Результати. Отримано порівняльні метрики (TPR, FPR, середній час спрацювання, стійкість до шуму) для кожного методу в типових сценаріях відмов (биття ротора, деградація ізоляції, часткові розряди, перегріви). Виявлено, що MCSA та FFT-аналіз найефективніші для двигунів, PD-методи й AE – для трансформаторів і генераторів, а Digital Twin, Калман-фільтр і гібридні алгоритми забезпечують якісну діагностику та адаптивність автоматизованої системи. Наукова новизна. Поєднано в єдиній роботі десять різнорідних методів діагностики, з уніфікованими моделями для трьох типів електроустаткування, що раніше виконувалося фрагментарно. Вперше застосовано комплексний SWOT-аналіз і TOWS-матриці до технічного моніторингу, що дозволило розробити стратегічні рекомендації з інтеграції методів у адаптивну систему. Практична значущість. Запропоновані модульна архітектура та алгоритми інтеграції сенсорів із динамічним переналаштуванням, що забезпечують баланс між точністю діагностики, часом реагування та ресурсними обмеженнями. Рекомендовано поєднання методів для різних об’єктів, створено готові до впровадження S–O, W–O, S–T та W–T стратегії, що сприятимуть зниженню простоїв і підвищенню надійності електроустановок.