CC BY
13
УДК 621.313
Р. Р. Моисеева, Н. Г. Баженов, Н. Р. Самигуллин, Р. Х. Самигуллина, Ю. Н. Зацаринная
ИССЛЕДОВАНИЕ ВАРИАНТА ОДНОГО ИЗ МЕТОДОВ УЧЕТА РАЦИОНАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ
ОБСЛУЖИВАНИЯ ТРАНСФОРМАТОРОВ СЕТИ (ч.1)
Ключевые слова: трансформатор, интенсивность отказов, ресурс, вероятность безотказной работы.
Авторы рассматривают возможность начального расчета интенсивности отказов, системы трансфомато-ров (используемых для питания электродвигателей, станков, освещения и т.д.)
Keywords: transformer, failure rate, resource, state probability
The authors consider the possibility of calculating the initial failure rate of a transformer (used to power electric motors, machine tools, lighting, etc.)
Эффективность любой системы защиты может быть обеспечена только качественными уплотнениями трансформатора (иначе через них может проникать вода и воздух). Это обстоятельство весьма важное и на него следует постоянно обращать внимание. На рис. 1 приведена вероятность безотказной работы элементов силовых трансформаторов.
Рис. 1 - Вероятность безотказной работы элементов силовых трансформаторов
Система планово-предупредительного ремонта, используемая на ободках электрических сетей имеет низкую эффективность из-за того, что не учитываются такие важные параметры как техническое состояние и остаточный ресурс трансформаторов, вырабатывающих заданный срок. В результате проведенных предварительных исследований отказов и неисправностей силовых трансформаторов установлено следующее: внедрение оптимальной системы обслуживания трансформаторов даст среднее значение вероятности безотказной работы и снижение эксплуатационных затрат существующей системы обслуживания.
Для трансформаторов, выработавших амортизационный ресурс, проводится анализ эффективности существующей системы ППР, определяются рациональные параметры их межремонтных сроков обслуживания, объемов ремонта в эксплуатации.
В системе начального расчета интенсивности отказов трансформаторов (как основных единиц) принимается общее количество трансформаторов - 1000 единиц, причем в соответствии с заданием на разработку учитываются лишь те неисправности, которые
имеют наивысшую интенсивность отказов - в частности, выбранные для расчетов пункты, указаны в таблице 1.
Таблица 1 - Неисправности, имеющие наивысшую интенсивность отказов
Срок службы более 25 лет Замена узлов. Ремонт трансформатора Значение вероятностей отказа, отн.ед/год
Повреждение ввода 6-20 кВ Замена ввода при ремонте 0,7
Течь масла Замена уплотнения при ТО 0,6
Понижение уровня масла Доливка масла при ТО 0,5
При выбранных условиях по I и Пгруппе сложности работ для 1000 единиц трансформаторов ограниченной мощности до 65 кВА вырабатывается амортизационный ресурс со средней интенсивно -стью отказов
4t)cv =
0,7 + 0,6 + 0,5 3
= 0,65 отн. ед. отказов,
неиспр./год, при этом, поведение характеристик в зависимости от срока эксплуатации имеет вид (рис.2).
X(t) 0,65
ч * •х'=»
■у
[ этоп .ii'ife II этап
Г=25/11? т Тер
Рис. 2 - Зависимость интенсивности отказов от срока эксплуатации
На рис. 2 Т - время эксплуатации, равное 25 годам. После времени t > T значение функции возрастает, причем на непредсказуемую величину, поэтому задавшись значением ¿(1)^ = 0,65 , зная интервал изменения функции Щ) от Щ (0 до 0,65 можно определить сроки капитальных ремонтов
трансформаторов Тср после заданного срока Т равным 25 годам.
Следовательно, при выполнении межремонтных сроков обслуживания трансформаторов имеется возможность минимизировать интенсивность отказов путем оптимизации наработок трансформаторов между капитальными ремонтами (рис.3).
Таблица 2 - Время безотказной работы трансформаторов
Рис. 3 - Интенсивность отказов при оптимизации
На рис. 3 Ткр - время капитальных ремонтов трансформаторов. В период времени Т2 необходимо выполнять работы по I и II группам сложности работ. К I группе сложности работ относится ремонт силовых трансформаторов со сменой обмоток, ко II группе -ремонт силовых трансформаторов без смены обмоток. В этом случае вероятность безотказной работы трансформаторов увеличивается на величину АР + АР' (рис.4).
Рис. 4 - Вероятность безотказной работы трансформаторов с учетом оптимизации наработок
При этом значение АР' мало и им можно пренебречь, хотя вероятность в момент выключения трансформаторов все же существует.
В частности значение времени безотказной работы трансформаторов от уровня Р=0.91 до значения близкого к единице при разных значениях Л(/), в частности: Л =0,7; Л =0,6; Л =0,5 рассчитаны и приведены в таблице 2.
Р Я =0,7 Я =0,6 Я =0,5
1 2,857 3,33 (3) 4
0,98 1,744 2 2,46
0,91 1,306 2,375 2,18
Таким образом, зная интенсивность отказов системы и задаваясь вероятностью безотказной работы, учитывая значение коэффициента энтропии, например, для первого послегарантийного срока эксплуатации трансформаторов ¡л = 0,34, срок
эксплуатации трансформатора будет определяться
приближенным равенством Т2 « 0.34 • Т1 • /(р) [лет]
и расчетные данные сведены в таблице 3.
Таблица 3 - Сроки эксплуатации трансформаторов
Р Я =0,7 Я =0,6 Я =0,5
1 24,28 лет 28,3 года 34 года
0,98 14,8 лет 17 лет 20,91 года
0,91 11,1 лет 20,145 года 18,53 года
Таким образом сумма затрат на техническое обслуживание трансформаторов по I и II группам сложности даст экономию равную сумме средств на ремонт трансформаторов за вычетом средств на проведение технического обслуживания их по I и II группам сложности.
Литература
1. НИОКР «Внедрение методов и алгоритмов расчета рациональной системы обслуживания элементов объектов электрических сетей по критерию остаточного ресурса», КГЭУ, 2006
2. Моисеева Р.Р., Баженов Н.Г., Самигуллина РХ., Заца-ринная Ю.Н. Переходные процессы в электрических машинах постоянного тока// Вестник Казанского технологического университета. - 2013. - N»11 - С. 232237.
3. Лопухова Т.В., Зацаринная Ю.Н., Балобанов Р.Н. Особенности конструкции трансформаторов с элегазовой изоляцией /Т.В. Лопухова, Ю.Н. Зацаринная, Р.Н. Балобанов// Вестник Казанского технологического университета. - 2013. - №4 - С. 218-221.
© Р. Р. Моисеева - асс. каф. электрических станций КГЭУ, milawka-86@mail.ru; Н. Г. Баженов - канд. техн. наук, доц. каф. электрического транспорта КГЭУ; Н. Р. Самигуллин - магистрант той же кафедры; Р. Х. Самигуллина - доц. той же кафедры; Ю. Н. Зацаринная - канд. техн. наук, доц. каф. электрических станций КГЭУ; доц. каф. АССОИ КНИТУ, zac_jul@mail.ru.
© R. R. Moiseeva assistant to chair "Power Plants" KSPEU, milawka-86@mail.ru; N. G. Bagenov - assistant professor, Department of "electric vehicles" KSPEU; N. R. Samigullin - master KSPEU; R. H. Samigullina - assistant professor, Department of "electric vehicles" KSPEU; J. N. Zatsarinnaya - assistant professor of electrical stations, KSPEU; Associate Professor of automated systems for collecting and processing information KNRTU, zac_jul@mail.ru.
