CC BY
11УДК 621.311.042
Технические науки
Шайхуллин Артур Зуфварович, магистр ФГБОУ ВО «КГЭУ», г. Казань, Россия Низамиев М. Ф., научный руководитель, доцент, ФГБОУ ВО «КГЭУ», г. Казань, Россия
ПРАКТИЧЕСКИЙ МЕТОД КОНТРОЛЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ПОДСТАНЦИОННОГО ОБОРУДОВАНИЯ
Аннотация: рассмотрены практические методы, обеспечивающие эффективность предупреждения возникновения неисправности в контролируемой системе по текущим результатам контроля.
Ключевые слова: контроль состояния электрооборудование, техническая диагностика, мониторинг, непрерывный контроль, прогнозирование.
Annotation: Practical methods are considered that ensure the effectiveness of preventing the occurrence of a malfunction in a controlled system based on the current monitoring results.
Keywords: state control of electrical equipment, technical diagnostics, monitoring, continuous control, forecasting.
В последние годы в отрасли энергетики наблюдаются некоторые проблемы, связанные с нестабильной экономической ситуацией. В связи с этим появляется необходимость в разработке и реализации соответствующих мер, ориентированных на значительное повышение эксплуатационных сроков электрооборудования, в том числе подстанционного. Однако для этого требуется детальное рассмотрение технического состояния
электротехнического оборудования, которое становится возможным в результате применения эффективных методов контроля и диагностики.
Наряду с этим, выявление технического состояния подстанционного оборудования имеет немаловажное значение в связи с тем, что данное электротехническое оборудование снабжает энергетическими ресурсами значительное число объектов, которые нуждаются в бесперебойном потреблении электроэнергии. Именно поэтому электрооборудование на подстанциях нуждается в своевременном определении технического состояния. В случае обнаружения тех или иных технических неполадок в работе оборудования, будут применены соответствующие меры по их устранению.
Оценка технического состояния электрооборудования, расположенного на электростанциях и подстанциях, является ключевым структурным компонентом, входящим в число эксплуатационных факторов, влияющих на его функционирование. Данная оценка является одним из обязательных этапов в эксплуатации подстанционного электрооборудования. Существуют многообразные методы оценки технического состояния электрооборудования, но основными и наиболее достоверными из них являются диагностика и контроль, последний из которых гарантирует значительное снижение потенциальных рисков в возникновении проблем эксплуатации подстанционного оборудования.
Тем самым, для эффективного обслуживания подстанционного электрооборудования требуется наличие информационного обеспечения системы диагностик и контроля. В соответствии с ролью и значением обследуемого электрооборудования выбирается система диагностики с соответствующим функционалом. Таким образом, можно детализировать структурные принципы диагностики и, как следствие, состав её систем, что позволяет перейти к технико-экономическому обоснованию её целесообразности.
Базовой задачей диагностики технического состояния электрооборудования является поиск повреждений и неполадок на начальной
стадии и верификации прогноза состояния, т.е. в результате оценки общего состояния подстанционного оборудования и его остаточного ресурса. По результатам мониторинга можно получить информацию о текущем состоянии оборудования, вероятных нарушениях в его эксплуатации. Результативность данного процесса заключается в актуальном определении изменения состояния оборудования и снижении риска появления аварийных ситуаций. Для получения результата мониторинга, например, в виде понимания остаточного ресурса, требуется помимо контроля параметров функционирования иметь информацию по загрузке оборудования, климатическому воздействию и иным условиям эксплуатации.
На сегодняшний день в России и зарубежных странах активно применяется значительное количество различных современных систем, которые автоматическим образом осуществляют различные операции, направленные на выявление технического состояния оборудования систем электроснабжения [1; 2]. Тем не менее, требуется совершенствование существующих методов определения технического состояния электрооборудования, а также разработка новых технологий и практических способов, которые могли бы обеспечивать наиболее эффективное техническое обслуживание и ремонт оборудования.
Ключевым направлением улучшения качества методики определения состояния электрооборудования является разработка систем интеллектуальной обработки диагностической информации с применением оценочных систем, которые могут способствовать увеличению качества определения и прогнозирования запаса прочности и состояния исследуемого объекта. Выявление закономерностей изменения состояния оборудования могут помочь предвидеть изменения в контролируемой системе (рис. 1):
Рис. 1. Изменения контролируемого параметра со временем: 1п, 1п-1,..., - момент времени в прошлом; 1п+1,1п+2,..., tn+m - момент времени в будущем; Х(Х) - контролируемый параметра; Тг, Т2 - известная область
Рассматривая контролируемые параметры, характеризующие состояние системы как функции времени, можно, привлекая тот или иной математический аппарат, решить задачу прогнозирования изменения состояния системы.
Как отмечается в [2] при решении задачи прогнозирования состояния электрооборудования наиболее оптимальным является использование интерполяционного полинома Лагранжа. При этом выражение полинома при решении поставленной задачи принимает довольно простой для вычислений вид
t — Ьл t — tr,
Ш = --1 • Хо(!) + --0 • (1)
где ХЮ - значения контролируемой функции; I, ^ - промежуточные значения аргумента.
В том случае, если в рассматриваемом оборудовании наблюдается какой-либо дефект, то изменение соответствующей ему функции можно изобразить в виде линии "ОН". Оба случая считаются допустимыми граничными изменениями контролируемых функций. Другие случаи, являющиеся возможными на практике, находятся между ними, т.е. кривые изменения
состояния оборудования располагаются в той зоне, которая ограничена углом "ОНП" (рис. 2).
Рис. 2. Образование зоны прогнозирования: - полином первой степени; - полином второй степени
Таким образом, контролируемая функция изменения состояния структурных компонентов систем зачастую находится между границами, которые выражаются полиномами и т.е. и Р2(£) образуют зону прогнозирования, в которой располагается рассматриваемая контролируемая функция. В ходе осуществления диагностики всегда следует оценивать итоговые разности контролируемой функции. Данный процесс способствует пониманию тенденции изменения контролируемой функции и соответствующим положением ее в прогнозируемой зоне.
Подводя итоги, следует отметить, что метод контроля позволяет осуществлять своевременные прогнозы технического состояния подстанционного электрооборудования, что обеспечивает не только существенное снижение потенциальных рисков возникновения нарушений в эксплуатации, но и продление сроков его функционирования. Тем самым, использование контроля как метода определения технического состояния электрооборудования открывает доступ к диагностированию возможных неполадок и ограничений в работе подстанций.
Библиографический список:
1. Степанов В. М., Андреев К. А. Технические решения по диагностике силовых трансформаторов // Известия ТулГУ. Технические науки. 2011. №6-1.
2. Васюченко П. В. Повышение надежности работы электрооборудования путем применения методов диагностики // Энергосбережение. Энергетика. Энергоаудит. 2014. №5 (123).
