Информационный портал  "TRANSFORMаторы"

transform.ru :: Попов Г.В., Игнатьев Е.Б. О совершенствовании технологий диагностирования маслонаполненного электротехнического оборудования // НРЭ. – 2001. – № 7. - с. 28-32.
 

О совершенствовании технологий диагностирования маслонаполненного электротехнического оборудования

Попов Г.В., Игнатьев Е.Б.


 

 

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 http://www.transform.ru/.

Литература

  1. Дубовой В.Г., Осотов В.Н., Шилов В.И. О концепции развития системы диагностики электроэнергетического оборудования в регионе Урала. – Электрические станции, 1998, № 3.
  2. 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.
  3. Попов Г.В., Ворошин Д.А., Зимин О.И. Компьютер обучает охране труда. – Охрана труда и социальное страхование, 2000, № 6.
  4. РД 34.46.501. Инструкция по эксплуатации трансформаторов. М.: Энергия, 1978.
  5. РД 34.45-51.300-97. Объем и нормы испытаний электрооборудования. Изд. 6. М.: ЭНАС, 1998.
  6. РД 34.03.202. Правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок. Изд. 2. М.: Энергоатомиздат, 1986.
  7. 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.
 
  Источник:  ©  НРЭ.
Материал размещен на www.transform.ru21.02.2005 г.
 

 

Перейти в форум для обсуждения

  ©  TRANSFORMаторы 2004—2010


Rambler's Top100 Рейтинг@Mail.ru Яндекс.Метрика ??????????? ????