Информационный портал  "TRANSFORMаторы"

Методологические аспекты инновационного развития России
 

ПРОЕКТЫ И ИССЛЕДОВАНИЯ

Система управления техническими активами предприятий

электросетевого комплекса.

Хальясмаа А. И., инж., Дмитриев С. А., Кокин С. Е., кандидаты техн. наук

ФГАОУ ВПО "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н. Ельцина", Екатеринбург

 
 

 

 

Рассмотрены вопросы оценки состояния электрооборудования для формирования систе­мы управления техническими активами предприятий электросетевого комплекса. Опре­делена исходная выборка данных технической диагностики с целью оценки техническо­го состояния электрооборудования электрических подстанций на основе обработки экспертных оценок с помощью нечетких множеств.

Для повышения технической и экономической эффективности работы большинство предприятий электросетевого комплекса, на балансе которых состоят электрические подстанции (ПС) 35 кВ и выше, активно внедряют автоматизированные системы управления техническими активами. Это обусловлено стремлением не только снизить риски, связанные с отказами и отключениями электрооборудования, и максимально сократить затраты на его эксплуатацию и ремонт, но и (что немаловажно) оптимизировать инвестиции в развитие этих активов.

Интерес сетевых компаний к системам управления техническими активами объясняется следующим. Во-первых, большая часть основного электротехнического оборудования на многих ПС отработала установленный парковый ресурс или определенный нормативными документами срок эксплуатации и работает на пределе своих возможностей. Во-вторых, система планово-предупредительных ремонтов (ППР) электрооборудования сегодня, когда ПС являются собственностью предприятий электросетевого комплекса, а не находятся на балансе государства, требует серьезных финансовых затрат и большой трудоемкости (иногда настолько большой, что для проведения работ недостаточно одного планового периода). Это характеризует систему ППР как недостаточно эффективную для предприятий электросетевого комплекса ни с технической, ни с экономической точки зрения. Поэтому большинство из них стараются перейти к системе обслуживания электрооборудования по фактическому состоянию. Такой переход возможен только при условии использования методик и оборудования на основе методов неразрушающего контроля — методов технической диагностики (без разбора оборудования): электрических, тепловых, оптических, акустических и др.

Диагностика электрооборудования на подстанциях

В настоящее время диагностика электрооборудования с помощью методов неразрушающего контроля очень важна и востребована на рынке услуг. Некоторые ее виды являются обязательными и регламентируются нормативными документами РФ для всех видов электрооборудования. Поэтому статистика данных технической диагностики присутствует в различных видах почти на любом энергетическом объекте, что дает возможность использовать эти данные для оценки состояния электрооборудования или интегральной оценки ПС, а также делать прогнозы об остаточном ресурсе электрооборудования.

В качестве подтверждения указанного был проанализирован крупный энергоузел электроэнергетической системы Свердловской области, состоящий в период с 2007 по 2012 г. из 106 ПС напряжением 35 — 220 кВ. Все ПС расположены в черте крупных городов, снабжающих в том числе промышленных потребителей. Суммарная установленная мощность силовых трансформаторов — 1450 MB*А.

Применение системы обслуживания оборудования по фактическому состоянию недостаточно для повышения эффективности системы управления техническими активами. В первую очередь необходима автоматизированная система, которая не только могла бы анализировать данные о состоянии оборудования для его оценки, но и в дальнейшем была способна оценить риски, а именно — последствия отказов электрооборудования.

Большинство предприятий электросетевого комплекса занимаются разработкой автоматизированных систем управления техническими активами. Реализация такой системы представляет собой очень сложную задачу, особенно с точки зрения разработки математической модели. Одна из подзадач такой системы, как

уже отмечалось — оценка технического состояния (ОТС) электрооборудования.

Методы математического моделирования

Математическое моделирование таких объектов, как ПС, — трудно реализуемая задача, поскольку электрические системы относятся к классу сложных систем, в которых закон распределения воздействующих на систему параметров неизвестен и функционирование системы происходит в условиях неопределенности, а следовательно, переменные системы могут иметь количественно-качественное описание.

Для моделирования системы ОТС электрооборудования на ПС применяют различные математические аппараты, но исходная информация независимо от метода построения модели формируется всегда. В энергетике большинство исходных выборок для систем ОТС электрооборудования формируется из выборки экспериментальных данных (параметров оборудования) и экспертных оценок (ЭО) состояния электрооборудования (принимаются на основе анализа мнений квалифицированных специалистов).

Существует множество методов построения систем ЭО. Некоторые из них стали самостоятельными нормативными документами. Но большинство основаны на так называемых лингвистических переменных, значения которых по своей сути являются нечеткими множествами [1]. Это значит, что описание таких переменных носит субъективный характер и зависит от того контекста, где они используются.

Во многих автоматизированных системах управления техническими активами для ОТС с помощью ЭО вводятся термы, характеризующие состояние оборудования: непригодное, неудовлетворительное, удовлетворительное, хорошее и т. д. Градация состояний, количество и представление могут быть различными в зависимости от системы и назначения. Система ЭО формируется на местах, т. е. персоналом на самих объектах (например, на ПС и т. д.) и уже после этого вносится в общую систему. Это связано в первую очередь с большим количеством данных, поступающих в систему от каждого объекта с довольно высокой скоростью их обновления. В зависимости от масштаба энергообъекта, его удаленности, класса напряжения, схемы ПС и т. д. квалификация персонала, обслуживающего энергообъект, различна, а значит, ЭО не всегда достаточно достоверна, так как полностью зависит от человеческого фактора.

Поскольку все предприятия пытаются перейти от системы ППР к системе обслуживания по фактическому техническому состоянию, значимость ОТС оборудования и ответственность за принятые решения резко повышаются. Поэтому система ЭО должна быть построена с максимально возможной достоверностью и точностью. Авторы данной статьи предложили [2] использовать для формирования ОТС метод искусственных нейронных сетей (ИНС). В этом случае начальная выборка формируется 1 раз, а далее система обучается самостоятельно. Это значит, что ЭО будет применена 1 раз, что позволит повысить точность полученного результата.

Для системы ЭО целесообразно в таких ситуациях применять методы нечеткой логики, а именно — нечеткие множества. Любой нечеткий объект характеризуется функцией принадлежности, которая в данном случае строится по ЭО [3]. При формировании этой функции важными аспектами являются тип шкалы, с помощью которой она описывается, и характер измерений. Среди методов построения данной функции применимы только косвенные методы, так как ЭО представляют собой исходную информацию и должны далее дополнительно обрабатываться для минимизации ошибки и определения значения степени принадлежности к какой-либо категории состояния.

 

Список литературы

  1. Заде JI. А. Понятие лингвистической переменной и его применение к принятию приближенных решений. — М.: Мир, 1976.

  2. Вопросы реализации оценки технического состояния силового оборудования на электрических подстанциях / А. И. Хальясмаа, С. А. Дмитриев, С. Е. Кокин, М. В. Осотова. — Вопросы современной науки и практики. 2013, № 1 (45).

  3. Рутковская Д., Пилинский М., Рутковский JI. Нейронные сети, генетические алгоритмы и нечеткие системы. — М.: Горячая линия — Телеком, 2006.

 

 
  Полное содержание статьи Вы можете найти в первоисточнике
Источник:  © Хальясмаа А.И., Дмитриев С.А., Кокин С.Е.  Система управления техническими активами предприятий электросетевого комплекса.
Промышленная энергетика. - 2014, № 2. - С. 36-40.
10.03.2014
Материал размещен на www.transform.ru18.03.2014 г.
 

 

Перейти в форум для обсуждения

  ©  TRANSFORMаторы 2004—2010


Рейтинг@Mail.ru Яндекс.Метрика ??????????? ????