| |
Сценарии возможного развития событий в энергетике РФ в ближайшие 5–10 лет известны.
Для всех них одним из инициирующих факторов является нарастающая доля оборудования,
исчерпавшего свой нормативный ресурс работы. Понятно, что особых оснований ожидать
стремительного роста числа аварий и отказов оборудования, как об этом иногда сообщается
в периодической печати, не следует. Данный вывод можно обосновать следующими соображениями:
- определенным запасом прочности, заложенным проектировщиками при конструировании
электротехнического оборудования (ЭТО);
- высоким уровнем проектных работ и совершенными технологиями, применявшимися
при создании трансформаторов, реакторов и т.д. в СССР в 70-е годы;
- относительной недогрузкой ЭТО на протяжении значительного периода его эксплуатации,
обусловленного в начальной стадии нормативными коэффициентами развития, а затем
– длительным периодом спада в работе промышленности.
Тем не менее, в последнее время в РФ отмечается увеличение промышленной активности.
Это приводит к росту нагрузки электрооборудования, а, следовательно, и к увеличению
количества негативных внешних воздействий (перегрузок, перенапряжении, коротких
замыканий и т.д.), что в совокупности с его износом будет способствовать определенному
росту аварийных отказов.
Очевидно, что в этих условиях повышение эффективности диагностики состояния ЭТО
представляется вполне оправданным. Об этом, в частности, говорится в [1], где предлагается
создание региональной системы диагностики электрооборудования как в организационном
плане (в виде диагностического подразделения на уровне АО Энерго), так и в технологическом
смысле (в виде четкой технической стратегии по выявлению и прогнозированию развития
дефектов).
Дальнейшую конкретизацию данная проблема получила в [2], где акцентируются три
направления:
- обеспечение надлежащего уровня подготовки оперативного, ремонтного и инженерно-технического
персонала;
- организация полного обеспечения персонала нормативно-технической документацией;
- системный подход в организации обслуживания, контроля и оценки состояния
оборудования, в планировании и производстве его ремонтов.
Подход, который предлагают авторы данного документа, направлен на оценку состояния
не только объекта, но и субъекта управления, т.е. уровня подготовки оперативного
и ремонтного персонала.
Очевидно, что решение рассматриваемой проблемы возможно только на основе современных
информационных технологий, разработка которых для рассматриваемой предметной области
ведется в ряде организаций РФ, в том числе и в ИГЭУ. Здесь разработана технология
компьютерной оценки состояния маслонаполненного ЭТО, а также программа по
обучению и тестированию персонала энергопредприятий, это оборудование обслуживающего.
Для организации обучения предлагается автоматизированная система «Ключ» [3],
содержащая базы вопросов-ответов по следующим разделам:
- эксплуатация трансформаторов [4];
- объем и нормы испытаний электрооборудования [5];
- правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок [6] и др.
«Ключ» имеет развитую систему графической и звуковой поддержки текстовой информации,
что позволяет сделать режим обучения более эффективным. Гибкая настройка на требуемый
уровень знаний пользователей позволяет использовать эту систему для обучения персонала
разной квалификации и назначения.
Более подробно остановимся на технологии оценки состояния маслонаполненного электрооборудования,
реализованной на базе компьютерной системы «Диагностика+» [7], которая может быть
использована для реализации системного подхода при оценке состояния силовых трансформаторов,
реакторов и других видов ЭТО. Суть системного подхода реализована и в схеме построения
«Диагностики+» (модульность, открытость), и в технологии ее использования (учет
любой информации, даже весьма нечеткой, об объекте на любом этапе его жизненного
цикла).
Разработка «Диагностики +» проводилась на основе [5]. При этом для оценки состояния
трансформаторов были использованы все виды испытаний, представленные в РД как межремонтные.
К ним добавлены: тепловизионный контроль, проверка коэффициента трансформации, проверка
группы соединения обмоток и измерение сопротивления обмоток постоянному току. Кроме
того, в качестве самостоятельного вида испытаний введены результаты периодических
и внеочередных осмотров.
Поскольку «Диагностика+» построена как открытая система, то предусмотрена дальнейшая
формализация новых испытаний, как входящих в РД, так и не предусмотренных в нем,
в частности речь идет о виброиспытаниях и измерениях частичных разрядов. При этом
«Диагностика+» обеспечивает работоспособность при любом числе реально используемых
в энергосистеме видов испытаний (даже одном). В случае проведения двух и более различных
испытаний выполняется так называемый комплексный анализ, когда оценке подвергается
информация, получаемая из разных источников, в разное время, по отношению к разным
элементам трансформатора и т.д.
Проведение комплексного анализа предполагается еще и потому, что при этом обязательно
учитывается предыстория поведения объекта, в которой различают внешние и внутренние
события. К первым относятся те, которые воздействуют на трансформатор из окружающей
среды: короткие замыкания, климатические экстремальные воздействия и т.д. Ко вторым
– действия обслуживающего персонала: профилактические мероприятия, проводимые испытания,
ремонты и т.д. Каждое событие характеризуется рядом параметров, среди которых наиболее
важным является период актуальности – это среднее время, в течение которого событие
влияет на состояние трансформатора или информация об этом событии сохраняет свою
значимость.
При оценке состояния высоковольтных вводов в системе «Диагностика+» анализируется
информация, которая вводится по результатам проведения следующих видов испытаний:
- хроматографического анализа масла;
- измерения параметров изоляции под рабочим напряжением;
- измерения параметров изоляции отключенного ввода;
- физико-химического анализа масла;
- тепловизионного контроля.
Весьма наглядная картина состояния объекта представляется в виде так называемой
«линии жизни», которая выдается на экран по желанию пользователя для любого трансформатора
энергосистемы. Здесь показывается весь период наблюдения со всеми внешними и внутренними
событиями, а также собственно «линия жизни». Последняя строится по точкам, в каждой
из которых интегрируется вся доступная к текущему моменту информация о состоянии
объекта. Свертка этой информации осуществляется по специальному алгоритму, учитывающему
соответствие каждого параметра своим граничным значениям, выход за которые свидетельствует
об определенном неблагополучии в состоянии объекта. Неравномерность доверительного
интервала (коридора) около линии жизни есть признак степени точности оценки состояния.
Широкий коридор свидетельствует о малом числе испытаний или исчерпании периодов
их актуальности на соответствующий календарный период, узкий – о своевременности
и полноте проведенного обслуживания.
Важным результатом функционирования «Диагностики+» является выдача рекомендаций
по итогам комплексного анализа. Для эффективного решения этого вопроса все рекомендации
были структурированы на две группы:
- диагностические, направленные на уточнение вида дефекта; они связаны с проведением
новых испытаний, по результатам которых меняются значения коэффициентов доверия
предполагаемых дефектов;
- текущие, которые должны уменьшать отрицательное действие возможных дефектов,
т.е. обеспечить работоспособное состояние объекта или предотвратить аварию.
В качестве примера на рис. 1 представлены результаты хроматографического анализа
трансформатора ТРДН-32/110 за десятилетний период наблюдения. Данный трансформатор
установлен на одной из энергосистем Сибири. Оценка его состояния до последнего времени
проводилась традиционными методами. В результате такого подхода в определенный момент
(02.07.91) произошло аварийное отключение трансформатора. Последующий анализ показал
подгар контактов предызбирателя. После проведенного ремонта эксплуатация объекта
была продолжена.
Рис. 1. Изменение концентрации газов в трансформаторе ТРДН-32/110:
а) СН4; б) С2Н4; в) С2Н6; г) СО; д) СО2
Представленные специалистами энергосистемы данные были введены в «Диагностику+»
для проверки ее работоспособности.
Ниже кратко представлена реакция компьютерной системы:
17.12.90 – термический дефект в диапазоне температур 150¸300 °С;
04.04.91 – планировать вывод трансформатора в ремонт.
На рис. 2 представлена формируемая «Диагностикой+» линия жизни данного трансформатора
с прогнозом его дальнейшего состояния (желтый цвет кривой).
Рис. 2. «Линия жизни» трансформатора ТРДН-32/110
Обозначенные выше подходы к оцениванию субъекта (с точки зрения квалификации)
и объекта (на предмет работоспособности) при соответствующей настройке на
конкретные требования могли бы быть использованы на предприятиях РАО ЕЭС наряду
с аналогичными программными средствами и компьютерными технологиями.
Степень эффективности комплекса «Диагностика+» может повышаться не только за
счет развития базы знаний на основе применения появляющихся новых нормативных документов.
Существенным резервом повышения эффективности этой системы является постоянное уточнение
и расширение сведений, содержащихся в матрице «признак-дефект», используемой
при формировании диагноза состояния объекта. Было бы желательно вести
уточнение этой матрицы на основе сведений, получаемых в разных энергосистемах при
ремонтах трансформаторов. Современные компьютерные технологии существенно упрощают
обмен информацией между организациями, а ее концентрация в едином центре, например
ИГЭУ, позволила бы существенно повысить достоверность рекомендаций при оценке состояния
маслонаполненного оборудования.
В качестве компенсации за подобную работу в энергосистемы могла бы передаваться
информация об оценке состояния проблемных трансформаторов, полученная на базе системы
«Диагностика+».
В качестве примера подхода к интеграции и обмену информацией между заинтересованными
пользователями можно привести работу, выполненную Ивановским ЦНТИ (совместно с ИГЭУ)
по созданию базы данных «Энергосбережение России», которая установлена на
сервере ЦНТИ. Через Интернет происходит как постоянное пополнение базы данных из
различных регионов России, так и ее востребование удаленными пользователями, но
уже в структурированном виде.
Нам представляется, что подобная технология обмена информацией может быть реализована
и для решения такой задачи, как снижение вероятности аварий и отказов в работе электротехнического
оборудования.
С системой "Диагностика+"
более подробно можно ознакомиться на сайте
https://transform.ru/.
Литература
- Дубовой В.Г., Осотов В.Н., Шилов В.И. О концепции развития системы диагностики
электроэнергетического оборудования в регионе Урала. – Электрические станции,
1998, № 3.
- РД 153 - 34.3 - 46.304 - 00. Положение об экспертной системе контроля и
оценке состояния и условий эксплуатации силовых трансформаторов, шунтирующих
реакторов, измерительных трансформаторов тока и напряжения. М.: РАО ЕЭС, 2000.
- Попов Г.В., Ворошин Д.А., Зимин О.И. Компьютер обучает охране труда. – Охрана
труда и социальное страхование, 2000, № 6.
- РД 34.46.501. Инструкция по эксплуатации трансформаторов. М.: Энергия, 1978.
- РД 34.45-51.300-97. Объем и нормы испытаний электрооборудования. Изд. 6.
М.: ЭНАС, 1998.
- РД 34.03.202. Правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок.
Изд. 2. М.: Энергоатомиздат, 1986.
- Виноградова Л.В., Игнатьев Е.Б., Попов Г.В. Компьютерная система диагностики
трансформаторного оборудования. – В сб. «Повышение эффективности работы ТЭС
и энергосистем», Иваново: ИГЭУ, 1997.
|
|
