CC BY
82
УДК 620.9:338
Г.М. МИХЕЕВ, Л.Г. ЕФРЕМОВ, Т.Г. ИВАНОВА
ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИНТРОДИАГНОСТИКИ ВЫСОКОВОЛЬТНОГО ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ
Ключевые слова: диагностика, высоковольтный выключатель, регулятор напряжения под нагрузкой, экономическая эффективность.
Приведены сравнительные анализы традиционного метода осциллографирования и метода интродиагностики масляного высоковольтного выключателя и регулятора напряжения под нагрузкой. Показано, что метод интродиагностики позволяет иметь значительную экономическую эффективность.
G.M. MIKHEEV, L.G. EFREMOV, T.G. IVANOVA ECONOMIC EFFECTIVENESS OF INTRODIAGNOSTIC HIGH-VOLTAGE EQUPMENT Key words: diagnostic, high-voltage switch, tap on-load, economic effectiveness.
Comparative analysis of oscillography traditional method and introdiagnostic method of oil high-voltage and tap on-load are shown. It is displayed that introdiagnostic method make it possible to have considerable economic effectiveness.
Введение. В нынешних условиях непрерывно нарастающей степени изношенности основного электрооборудования электроэнергетических систем всё большую роль играет диагностика. Для проведения диагностики в последние годы были созданы новые методы и приборы, основанные на применении современной микроэлектронной элементной базы, которые позволяют не только более точно оценить состояние дорогостоящего электрооборудования, но и при этом экономить значительные материальные и трудовые ресурсы. Одним из таких методов является диагностика маслонаполненного электрооборудования без вскрытия его бака и слива трансформаторного масла, названный нами интродиагностикой [1].
В статье приведены сравнительный экономический анализ интродиагно-стики и традиционных методов диагностики такого оборудования, как высоковольтный выключатель (ВВ) и регулятор напряжения под нагрузкой (РПН), устанавливаемый на силовой трансформатор.
Особенности традиционной диагностики масляных ВВ. Традиционные методы и устройства для измерения параметров и характеристик ВВ, как правило, трудоемки, результаты измерений фиксируются вручную, а точность определения тех или иных параметров зависит от субъективных факторов, а также от совершенства технических средств измерения. Так, разновременность замыкания подвижных контактов с неподвижными контактами обычно осуществляется косвенно по разнице линейных перемещений подвижных контактов в разных фазах в камере выключателя и производится медленно ручным включением выключателя с помощью рычага или домкрата. Фиксация касания контактов в каждой фазе осуществляется оператором по загоранию соответствующих ламп в специальной схеме электрической цепи и поэтапной отметкой карандашом положений направляющей трубы на изолирующей штанге. Затем линейкой вручную производятся измерения положений подвижных контактов. Причем для
определения разновременности касания контактов выключателя с помощью данной методики необходим предварительный слив трансформаторного масла из его бака и ручное производство измерений. Известно, например, что в выключателях типов МКП-110 кВ1 и У-110 кВ2 в баке одной фазы находится 2,7 т трансформаторного масла. Поэтому слив трансформаторного масла из баков выключателя и последующая его заливка после ремонта требуют больших трудозатрат, наличия дополнительных механизмов, ёмкости для слива масла, мас-лонасоса, шланга для перекачки диэлектрической жидкости и т.д. При этом возникает угроза загрязнения окружающей среды из-за неосторожных действий персонала.
Особенности интродиагностики масляных ВВ. С применением многоканального цифрового осциллографа и датчика ускорения возможно определить скоростные, ходовые и временные характеристики без вскрытия бака выключателя и слива трансформаторного масла. В работе [2] предложен алгоритм поэтапных измерений параметров ВВ и сравнения их с нормируемыми значениями. С помощью интродиагностики возможно определить состояние шунтирующих сопротивлений выключателей, а для масляных ВВ, установленных на присоединениях батарей статических конденсаторов, можно определить разновременность работы его контактной системы и состояние шунтирующих сопротивлений в рабочем режиме при включении под нагрузку [3].
Экономическое сравнение диагностики масляных ВВ. В экономической литературе эффективность рассчитывается отношением экономической прибыли от внедрения конкретного результата к затратам на его создания по формуле:
Э _ П,
З
где Э - экономическая эффективность, о.е.; П - экономия, или прибыль, руб.; З - затраты экономии, руб.
Экономическая эффективность является относительным показателем, измеряемым в относительных единицах или в долях.
Поэтому, применяя данную формулу для определения экономической эффективности, полагаем, что новый метод диагностики по сравнению с традиционной методикой диагностики высоковольтного выключателя является ресурсосберегающим как физического труда, так и электроэнергии.
Из табл. 1 видно, что по новому методу ресурсосбережение - трудозатраты в разы меньше, отсутствует расход электроэнергии на перекачивание и его сушку. Ресурсосбережение при диагностике на один высоковольтный выключатель составляет 6,058 тыс. руб., при затратах по новому методу 0,489 тыс. руб. Экономическая эффективность составляет:
Э _ П _ 6,547 тыс.руб. - 0,489 тыс.руб. _ 12 4 о е
Э — ~~ 12,4 о.е.
З 0,489 тыс.руб.
1 МКП - высоковольтный масляный выключатель контактного типа, пружинный.
2 У - высоковольтный масляный выключатель, усиленный.
Таблица 1
Сравнительный анализ традиционного метода осциллографирования и разработанного метода интродиагностики на один выключатель типа МПК ________или У-110-220 кВ по трудозатратам и расходу электроэнергии____
№ Традиционный метод (со вскрытием бака и сливом масла) Метод интродиагностики (без вскрытия бака и слива масла)
бригада из 4 человек бригада из 2 человек
катего- рия разяд время работы, ч оклад/ стоимость 8 ч, тыс. руб. категория раз- ряд время работы, ч оклад/ стоимость 2 ч, тыс. руб.
1 инженер - 8 25/1,136 инженер - 2 25/0,284
электро- слесарь 6 8 18/0,818 электро- слесарь 6 2 18/0,205
электро- монтер 5 8 15/0,562 - - -
водитель - 8 14/0,636 - - -
2 масловоз - 8 66/3 - - -
Всего 40 -/6,272 4 -/0,489
Расход электроэнергии на откачку и закачку трансформаторного масла (18 т)
3 Р, кВт і, ч тариф электроэнергии за 1 кВт-ч, руб. сумма, тыс. руб. Р, кВт і, ч тариф электроэнергии за 1 кВт-ч, руб. сумма, тыс. руб.
1 18 1,99 0,036 - - - -
Расход электроэнергии на сушку масла (200 л)
4 Р, кВт і, ч тариф электроэнергии за 1кВт-ч, руб сумма, тыс. руб. Р, кВт і, ч тариф электроэнергии за 1кВт-ч, руб. сумма, тыс. руб.
5 24 1,99 0,239 - - - -
Общая стоимость, тыс. руб. 6,547 Общая стоимость, тыс. руб. 0,489
Экономическая эффективность: Э=12,4 о.е.
Особенности традиционной диагностики РПН. Традиционный метод диагностики контактной системы РПН предусматривает подключение осциллографа и источника напряжения постоянного тока непосредственно к левому и правому плечу контактора. В этом случае для подключения выводов осциллографа к контактной системе РПН необходимы вскрытие его бака и слив трансформаторного масла, что требуется значительное время и средство для осуществления диагностики.
Особенности интродиагностики РПН. В основу метода положен результат моделирования переходных процессов в обмотках трансформатора при переключениях с одного положения РПН на другое с помощью многоканального цифрового осциллографа. При этом источник напряжения постоянного тока подключается непосредственно к выводам всех трех фаз высоковольтной обмотки силового трансформатора и его нейтрали.
Разработанные специализированные адаптивные пусковые органы во многоканальном цифровом осциллографе и встроенная в него специальная программа позволяют определить временные параметры переключения контактной системы быстродействующих РПН и состояние его токоограничивающих резисторов без вскрытия бака и слива трансформаторного масла.
Экономическое сравнение диагностики РПН. Из табл. 2 видно, что традиционный метод диагностики требует значительного количества трудозатрат в натуральном выражении - 40 ч, расхода электроэнергии - 40,3 кВт-ч, а метод интродиагностики РПН требует лишь 4 ч трудозатрат, т.е. на порядок ниже.
Таблица 2
Сравнительный анализ трудозатрат и расхода электроэнергии традиционного метода осциллографирования и разработанного метода диагностики одного РПН 110 кВ (тип РНОА-110/1000)________________
№ Традиционный метод (со вскрытием бака и сливом масла) Метод интродиагностики (без вскрытия бака и слива масла)
бригада из 4 человек бригада из 2 человек
категория раз- ряд время работы, ч оклад/ стоимость 8 ч, тыс. руб. катего- рия разряд время работы, ч оклад/ стоимость 2 ч, тыс. руб.
1 инженер - 8 25/1,136 инженер - 2 25/0,284
электро- слесарь 6 8 18/0,818 электро- слесарь 6 2 18/ 0,205
электро- монтер 5 8 15/0,562 - - -
водитель - 8 14/0,636 - - -
2 масловоз - 8 66/3 - - -
Всего 40 -/6,272 4 -/0,489
Расход электроэнергии на откачку и закачку трансі юрматорного масла (200 л)
3 Р, кВт і, ч тариф электроэнергии за 1 кВт-ч, руб. сумма, тыс. руб. Р, кВт і, ч тариф электроэнергии за 1 кВт-ч, руб. сумма, тыс. руб.
1 0,3 1,99 0,001 - - - -
Расход электроэнергии на сушку масла (200 л)
4 Р, кВт і, ч тариф электроэнергии за 1 кВт-ч, руб. сумма, тыс. руб. Р, кВт і, ч тариф электроэнергии за 1 кВт-ч, руб. сумма, тыс. руб.
5 8 1,99 0,08 - - - -
Общая стоимость (тыс. руб) 6,353 Общая стоимость (тыс. руб) 0,489
Экономическая эффективность: Э=12,0 о.е.
Экономическая эффективность метода интродиагностики по сравнению с традиционным методом осциллографирования одного РПН 110 кВ типа РНОА-110/1000 определяется по данным, приведенным в табл. 2, следующим образом:
^ П 6,353 тыс. руб. - 0,489 тыс. руб.
Э = — =------------------------------= 12 о.е.
З 0,489 тыс. руб.
Выводы. Разработанные методы диагностики высоковольтного электрооборудования в ООО «НПП Инженерный центр» имеют следующие преимущества перед традиционными методами:
- сокращают физические, материальные, финансовые затраты и продолжительность диагностики;
- сводят к минимуму вероятность загрязнения окружающей среды и диэлектрической жидкости;
- позволяют осуществлять контроль состояния токоограничивающих резисторов РПН и шунтирующих сопротивлений ВВ без вскрытия их баков и слива трансформаторного масла;
- позволяют осуществлять диагностику при большой влажности окружающей среды и в зимних условиях.
Литература
1. Михеев Г.М. Цифровая диагностика высоковольтного электрооборудования / ГМ. Михеев. М.: Издательский дом «Доджа - XXI», 2008. - 304 с.
2. Пат. № 2308728 РФ, МПК G01R 27/00. Способ диагностики силовых цепей высоковольтных выключателей с шунтирующими сопротивлениями и устройство для его осуществления / Г.М. Михеев, Ю.А. Федоров, С.Н. Баталыгин, В.М. Шевцов; заявитель и патентообладатель ООО «Инженерный центр», заявл. 06.03.2006; опубл. 20.10.2007. Бюл. № 29. 14 с.
3. Михеев Г.М. Экспресс-диагностика высоковольтных выключателей на основе анализа цифрограмм / Г.М. Михеев, Ю.А. Федоров, В.М. Шевцов // Электрические станции. 2007. № 4. С. 60-65.
МИХЕЕВ ГЕОРГИЙ МИХАЙЛОВИЧ - кандидат технических наук, доцент кафедры электроснабжения промышленных предприятий, Чувашский государственный университет, Россия, Чебоксары (mikheeg@rambler.ru).
MIKHEEV GEORGIY MIKHAYLOVICH - candidate of technical sciences, associate professor of department of electrical supply of the industrial enterprises, Chuvash State University, Russia, Cheboksary.
ЕФРЕМОВ ЛЕОНИД ГЕОРГИЕВИЧ - доктор экономических наук, профессор кафедры электроснабжения промышленных предприятий, Чувашский государственный университет, Россия, Чебоксары (efremov1@chuvsu.ru).
EFREMOV LEONID GERGIEVICH - doctor of economical sciences, professor of department of electrical supply of the industrial enterprises, Chuvash State University, Russia, Cheboksary.
ИВАНОВА ТАТЬЯНА ГЕОРГИЕВНА - инженер электротехнической службы ООО «Инженерный центр», Россия, Чебоксары (efremov1@chuvsu.ru).
IVANOVA TATYANA GEORGIEVNA - engineer, Open Company «Engineering centre», Russia, Cheboksary.
