CC BY
68
4
Энергетика и электротехника.
4. Разработана качественно новая методика расчета параметров срабатывания дифференциальной защиты линейного регулировочного
трансформатора, подключаемого по схеме последовательного суммирования для управления мощностью межсистемной электропередачи.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Евдокунин, Г.А. и др. Фазоповоротный трансформатор. Впервые в СНГ применен в Казахстане [Текст] / Г.А. Евдокунин и др. // Новости электротехники. — 2008. — N96(48).
2. Ванин, В.К. Фазоповоротный трансформатор. Особенности релейной защиты [Текст] / В.К. Ванин, М.Г. Попов // Новости электротехники,- 2009. - № 2(56).
УДК 621.311.4
Н.В. Силин, Н.В. Коровкин, И.С. Шамкин
ОБ ОСОБЕННОСТЯХ ОРГАНИЗАЦИИ ЭКСПЛУАТАЦИОННОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ ВЫСОКОВОЛЬТНОГО ОБОРУДОВАНИЯ
Проводимая в России реорганизация системы диагностики состояния электротехнического оборудования подстанций и линий электропередачи предполагает совершенствование применяемых для этого технических средств, методологии, а также организационной структуры этой системы [1]. Действующие директивные документы не только разрешают, но и рекомендуют руководителям электроэнергетических предприятий организовать собственную систему эксплуатации электротехнического оборудования исходя из его состава, сроков и опыта эксплуатации с учетом условий работы в данном регионе и других индивидуальных факторов, присущих конкретному предприятию.
Организация эффективной эксплуатации электрооборудования должна базироваться на достоверной информации о причинах повреждений. Не выяснив действительную причину аварийных ситуаций оборудования, невозможно принять меры по их исключению в дальнейшем. В решении второго научно-практического семинара специалистов Сибири и Дальнего Востока по диагностике электрических установок (г. Красноярск, 2007) всем заинтересованным организациям рекомендовано продолжать как поиск эффективных форм организации диагностирования силового электрооборудования
с большим сроком службы, так и работы по совершенствованию методов анализа и оценки эффективности систем, методов и средств технического диагностирования.
Опыт эксплуатации и технического обслуживания высоковольтного электроэнергетического оборудования (ВВЭО) позволяет сделать вывод, что общей причиной повреждений служат нерасчетные эксплуатационные воздействия на оборудование, т. е. такие, на которые электрооборудование не было рассчитано при разработке и проектировании, либо такие воздействия, которые возникают в процессе изготовления, монтажа или эксплуатации оборудования и приводят к изменению расчетных характеристик [2].
Эффективная система диагностики ВВЭО должна [1]:
обеспечивать выявление дефектов на ранней стадии их появления, что предполагает получение информации о начале развития опасного дефекта за время, достаточное для принятия персоналом мер по его устранению (путем ремонта или замены);
выдавать информацию о степени опасности и месте нахождения дефекта;
проводить оценку технического состояния оборудования на основе критериев, имеющих детерминированную ценность;
обеспечивать прогнозирование остаточного ресурса.
Отечественный и зарубежный опыт показывает, что процесс перехода на эффективную систему эксплуатации целесообразно осуществлять, проводя следующие мероприятия:
выявление несоответствия уровня изоляции, заложенного проектировщиками, условиям работы и регулярно возникающим эксплуатационным воздействиям;
выявление оборудования, эксплуатирующегося в нерасчетных режимах или подвергшегося влиянию импульсных воздействий;
технико-экономическое обоснование вводимой системы диагностирования в зависимости от типа контролируемого оборудования и его роли в решении социально-экономических задач обслуживаемого региона;
выбор числа параметров, необходимых для получения надежной оценки технического состояния и определения остаточного резерва;
определение технических средств контроля диагностических параметров в режиме интервального обследования, а в случае необходимости и в режиме непрерывного контроля;
отбор методик регистрации диагностических параметров, способов хранения и передачи полученной информации;
выбор способов анализа диагностической информации, а также моделей оценки технического состояния оборудования.
За рубежом в настоящее время стратегия планового технического обслуживания и ремонта (ТОиР) практически не используется, а почти повсеместно развивается обслуживание по техническому состоянию [3]. При этом активно осуществляется переход к стратегии ТОиР по про-гнозироваемому техническому состоянию: по результатам обследований техническими экспертами разрабатываются сценарии ТОиР, а менеджеры корректируют их на основе теории управления рисками.
С 2005 года ведущие зарубежные специалисты предлагают трехуровневый процесс принятия решения по выдвигаемой стратегии эксплуатации оборудования, который для России можно интерпретировать следующим образом [3]:
на первом уровне на основе технической информации (срок службы оборудования, нагрузочные режимы, нештатные воздействия, резуль-
таты предыдущих испытаний и диагностики) предприятия разрабатывают несколько сценариев ТОиР, оценивают их техническую эффективность и возможность реализации;
на втором уровне технические специалисты прогнозируют остаточный ресурс, а экономисты рассчитывают затраты, которые необходимы для ТОиР в течение расчетного срока службы и выбирают возможные варианты решений;
на третьем уровне менеджеры департаментов на основе механизма управления рисками и с учетом социальной обстановки выбирают оптимальную стратегию и принимают решение: продолжать эксплуатацию или менять оборудование на новое, проводить диагностику или ставить систему мониторинга, делать ремонт и в каком объеме.
В России, по мнению специалистов, под оптимизацией диагностики ВВЭО следует понимать переход на многоступенчатую процедуру оценки технического состояния, причем количество ступеней зависит от степени ответственности оборудования, его функций и сроков эксплуатации [3].
На первой ступени должны быть проведены мероприятия, относящиеся к функциональной диагностике. Ее итогом должно стать разбиение оборудования на группы. Например, первая группа не требует продолжения диагностических действий, вторая требует продолжения обследований или вывода в текущий ремонт.
На второй ступени проводится ранжирование В ВЭО по техническому состоянию оборудования, попавшего по результатам функционального диагностирования во вторую группу. Итогом ранжирования является разделение оборудование на следующие подгруппы: нет проблем;
требуется комплексное обследование; требуется замена отдельных компонентов; требуется вывод в капитальный ремонт. Опыт показывает [3], что стоимость и затраты на проведение работ по ранжированию оказываются в 4—5 раз меньше по сравнению с комплексным обследованием силовых трансформаторов по утвержденным директивным документам.
На третьей ступени проводится комплексное обследование оборудования, попавшего в группу риска. По результатам комплексного обследования принимаются управленческие решения,
сочетающие экономические и технические аспекты: небольшой ремонт или замена компонентов для продления срока службы; постановка на интервальное (периодическое) обследование; осуществление непрерывного мониторинга; вывод в капитальный ремонт или замена оборудования на новое.
Предварительные оценки показывают [1], что до 80 % дефектов, обусловливающих выход из строя оборудования подстанций и линий электропередачи, могут быть своевременно выявлены современными методами и аппаратурой для диагностирования и мониторинга, поскольку связаны с ростом электротермических процессов. Одним из методов, позволяющих фиксировать дефекты электротермического характера, является электромагнитный способ контроля ВВЭО, который рассматривается как перспективный способ раннего обнаружения факта появления и развития дефектов.
Этот способ, основанный на анализе спектров электромагнитного излучения (ЭМИ) в информативных частотных диапазонах, позволяет получать информацию о наличии дефектов во вводах, внутренней изоляции и элементах конструкций ВВЭО [4]. В качестве критериев оценки технического состояния используются квалификационные характеристики спектров: уровень спектральных линий, интегральная мощность электромагнитного излучения, коэффициент интегральной мощности, его эффективное значение и т. д. Сравнение на текущий момент значений интегральных мощностей излучения (или уровней спектральных линий) с соответствующими величинами, полученными при предыдущих обследованиях, позволяет получить информацию о факте появления и темпах развития дефектов как для отдельных узлов, так и для единицы оборудования в целом.
Включение электромагнитного способа в комплексную систему диагностики позволит в полной мере использовать его достоинства, заключающиеся в следующем:
информация о появлении локальных дефектов немедленно проявляется в спектральном составе собственного ЭМИ — в изменении уровня спектральных линий как на отдельных частотах, так и в пределах информативных частотных полос;
обследование проводится дистанционно, без вмешательства в технологический процесс;
Энергетика и электротехника
фиксацию факта появления дефекта можно считать ранней, поскольку в этом случае имеется резерв времени для оценки степени опасности дефекта и принятия соответствующих мер.
Таким образом, с учетом приведенных выше принципов перехода к новой стратегии ТОиР оборудования и достоинств электромагнитного способа ранней диагностики можно предложить следующий вариант оптимальной системы диагностики ВВЭО, состоящей из нескольких ступеней.
Первая ступень — функциональное диагностирование, включающее:
анализ паспортных данных трансформаторов и условий работы для оценки запаса электрической прочности изоляции;
составление перечня возможных эксплуатационных и нерасчетных воздействий; электромагнитную паспортизацию; анализ возможных последствий нерасчетных воздействий на эксплуатируемое оборудование;
формирование перечня критериев предельного состояния обмоток и сердечников как совокупности признаков предельного состояния на основании данных нормативно-технической документации;
формирование перечня предельных показателей состояния для вводов, переключателей, насосов, маслоохладителей ит. д.
Итогом работы первой ступени должно стать выделение группы оборудования, требующего дальнейшей углубленной диагностики.
Вторая ступень — ранжирование оборудования, включающее:
проведение электромагнитного контроля с целью определения вида, места возникновения и опасности развития дефекта, а также оценки уровня электротермических явлений;
оценку обратимых изменений состояния изоляции по данным физико-химического анализа масла (увлажнение, загрязнение, засорение масла механическими примесями, шламом);
тепловизионный контроль или расчет температуры обмотки, верхних слоев масла, наиболее нагретой точки;
выявление деструкции твердой части изоляции обмотоктрансформаторов по концентрации фурановых соединений;
хроматографический анализ растворенных в масле газов;
выявление признаков предельного состояния оборудования при котором дальнейшая эксплуатация недопустима или нецелесообразна либо восстановление его работоспособности невозможно или нецелесообразно.
Итогом работы второй ступени диагностики должно стать разделение оборудования на подгруппы, для каждой из которых будут приниматься решения, обозначенные на третьей ступени диагностики.
Третья ступень — комплексное обследование с целью принятия решений:
об учащенном хромотографическом анализе растворенных газов;
о проведении минимального ремонта и замены компонентов для продления срока службы с последующим комплексным обследованием;
о постановке оборудования на постоянный мониторинг технического состояния;
о проведении капитального ремонта или замене оборудования на новое.
Итогом диагностики на третьей ступени должно стать принятие решение о дальнейшей эксплуатации оборудования, основанное на экономических и технических критериях.
Приведенная трехступенчатая система диагностики ВВЭО, включающая в себя электромагнитный контроль, может быть положена в основу разрабатываемых на электроэнергетических предприятиях современных диагностических комплексов, обеспечивающих создание экономически выгодных и надежных систем технического обслуживания и ремонта высоковольтного оборудования.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Концепция диагностики электротехнического оборудования подстанций и линий электропередачи электрических сетей |Текст| / ОАО "ФСК ЕЭС". М. - 2004. - 172 с.
2. Поляков, B.C. Оценка эффективности эксплуатации и диагностики высоковольтного электрооборудования [Текст] / B.C. Поляков / ПЭИПК // Методы и средства оценки состояния энергетического оборудования. СПб. 2009. — Вып. 32. — 250 с.
3. Овсянников, А.Г. Стратегии ТОиР и диагностика оборудования [Текст] / А.Г. Овсяников // Новости электротехники. — 2008. — N° 2. — С. 21-28.
4. Силин, Н.В. Контроль состояния электроэнергетического оборудования по спектральным характеристикам его электромагнитного излучения |Текст] / Н.В. Силин // Энергетика. — 2008. — N° 3. - С. 86-91.
УДК620.9:662.92:658.264
А.А.Середкин, М.С. Басс, СЛ. Иванов
АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ЭНЕРГООБСЛЕДОВАНИЯ СИСТЕМЫ ЦЕНТРАЛИЗОВАННОГО ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ г. ЧИТЫ
Низкая энергоэффективность российской экономики стала одной из главных причин напряженности в энергоснабжении страны. На всех последовательных этапах добычи, переработки, преобразования и распределения энергии первичных источников и на всех ступенях использования энергии в материальном производстве, сфере услуг в целом теряется более половины энергии.
Основная часть научных исследований по проблеме энергосбережения посвящена конкрет-
ным объектам (ТЭЦ, котельные, тепловые сети, теплообменные аппараты и т. п.), в то время как рассмотрение больших комплексов и взаимного влияния входящих в них элементов практически отсутствует. Однако именно комплексный подход (например, исследование проблемы энергосбережения применительно к комплексу «ТЭЦ — потребитель») может дать наибольший энергосберегающий эффект.
В рамках исследования данной проблемы были выполнены энергоаудиты нескольких десят-
