Автоматизированная система для оценки технического состояния электрооборудования
Потребич А. А., канд. техн. наук, Кузнецов В. П., Жданов В. Овчинникова Н. С., Юдин Г. Г.
В настоящее время появились предпосылки для решения проблемы оценки технического состояния оборудования электрических сетей энергосистем, на основе которой можно будет выполнять его ремонты и техническое обслуживание (ТО) по необходимости. При этом с учетом уже разработанных нормативных документов для определения количественной и качественной оценки линий, ТП, РП распределительных электрических сетей напряжением 0,38 - 6 - 10 кВ [1], воздушных линий электропередачи напряжением 35 - 750 кВ [2] были созданы соответствующие интегрированные системы [3, 4], которые позволяют не только оценить техническое состояние оборудования, находящегося в ведении РЭС и службы линий, но и максимальным образом автоматизировать процесс планирования и выполнения ремонтов и ТО этого оборудования.
В то же время для решения задач контроля и оценки технического состояния остального оборудования энергосистемы, планирования его ремонтов по необходимости была разработана автоматизированная система, состоящая из ряда информационно-справочных (ИСС), информационно-технологических и экспертных подсистем (см. рисунок).
В первой ИСС данной интегрированной системы находится нормативно-справочная информация по испытаниям. Это объем и нормы испытаний, нормы времени на их проведение и т.д., а также информация по паспортам оборудования и его элементам, которая используется при анализе испытаний. Журнал дефектов применяется не только при анализе, но и при планировании графиков испытаний, расчете показателей надежности электрооборудования и др. Кроме этого, аналогично ремонтным формулярам для теплового и электромеханического оборудования ТЭС, АЭС были разработаны ремонтные паспорта, в которых хранится вся информация по ремонтам и ТО электрооборудования подстанций, в том числе по всем его испытаниям во время ремонтов и ТО. По этой информации можно в какой-то мере оценить техническое состояние этого оборудования после ремонта.
В настоящее время из-за существенного увеличения телеизмерений “просматривается” практически вся питающая сеть энергосистемы и, как следствие, по ее основному коммутационному и маслонаполненному оборудованию имеется достаточно подробная режимная информация, которую можно использовать для контроля за техническим состоянием данного оборудования. Поэтому созданный нами блок режимной информации позволяет ее накапливать и анализировать. При этом практически для всей сети 220 кВ и выше и части сети 110 кВ можно с большой точностью получить максимальные, минимальные, средние значения нагрузки, перетоков мощности, уровней напряжений в узлах электрической сети, число переключений в ней и др., а при наличии соответствующих регистраторов информацию о произошедших коротких замыканиях. Эта информация будет затем использоваться для проведения некоторых видов испытаний, а с учетом журнала отказов, дефектов и соответствующих программ для расчета показателей надежности электрооборудования.
Основная информационно-технологическая подсистема по испытаниям данной интегрированной системы была реализована для всего электрооборудования электрических сетей и станций в соответствии с новыми “Объемами и нормами испытаний электрооборудования” [5]. Она позволяет: накапливать информацию о заводских, пусконаладочных и межремонтных испытаниях, а также ее же при капитальных, средних и текущих ремонтах;
формировать сводные протоколы для всех видов испытаний;
автоматически сравнивать результаты испытаний с нормами;
анализировать динамику изменения результатов испытаний во времени по соответствующим нормированным графикам;
автоматически формировать графики испытаний, проверок и измерений.
На основе некоторых традиционных и нетрадиционных методов диагностики экспертная система частичной оценки технического состояния электрооборудования позволяет реализовать следующие алгоритмы [5-9]:
хроматографического анализа газов, растворенных в масле, с анализом динамики их изменения и автоматического определения развивающихся дефектов маслонаполненного электрооборудования графическим методом с помощью пополняющейся библиотеки стандартных для каждого вида дефекта номограмм [6, 7] и плоскостной модели состояния трансформатора треугольником Дюваля;
Автоматизированная система для решения задач контроля и оценки технического состояния оборудования электрических сетей
физико-химического анализа масла в маслонаполненном электрооборудовании с автоматической идентификацией возможных мест и характера повреждений;
контроля фурановых соединений в масле; оценки износа изоляции и остаточного ресурса при перегрузке трансформаторов по температуре масла в наиболее нагретой точке согласно МЭК 354;
оценки старения бумажной изоляции обмоток трансформатора по степени ее полимеризации с учетом влаги, растворенного в масле кислорода, продуктов разложения масла и т.д.;
оценки состояния оборудования электрической сети, находящегося в эксплуатации длительное время, по потокам отказа;
оценки деформации обмоток трансформатора на основе опыта КЗ;
идентификации и контроля частичных разрядов в электрооборудовании;
тепловизионного контроля основного оборудования с автоматическим контролем его критических точек и динамическим анализом термограмм;
автоматизированного контроля аварийных, рабочих и плановых отключений выключателей для оценки их электрического и механического ресурса с разработкой и выдачей рекомендаций по дальнейшему их использованию.
На основе полученных рекомендаций планируются выполнение ремонтов и ТО электрооборудования, его испытания и др. При необходимости выполняются учащенные и более полные испытания электрооборудования. При этом, как показывает опыт, не следует рассчитывать на быстрый эффект от внедрения нетрадиционных и дорогих испытаний оборудования электрических сетей (от определения фурановых соединений, частичных разрядов и др.) при его безаварийной эксплуатации.
Многослойный специализированный редактор электрических схем, привязанный к базам данных по оборудованию и совместимый с существующими графическими системами (AutoCAD, VISIO и др.), позволяет ускорить доступ к информации по паспортам, испытаниям, техническому состоянию конкретного электрооборудования подстанции, ПЭС, ТЭС, автоматически выделить путь от данного оборудования до его источника питания и проверить все электрооборудование на этом пути по токам КЗ, допустимым токам и т.д.
Данная интегрированная система реализована на СУБД VISUAL FOXPRO 6.0, Basic 6.0, DELPHI 5.0, а специализированный графический редактор и ряд экспертных систем на VISUAL C 6.0 под WINDOWS.
Вывод
Разработана интегрированная система для решения задач автоматизации контроля и оценки технического состояния электрооборудования электрических сетей энергосистем, планирования ремонтов и ТО этого оборудования по необходимости.
Список литературы
- Методические указания по комплексной качественной оценке технического состояния распределительных сетей напряжением 0,38 - 20 кВ с воздушными линиями электропередачи. М.: Союзтехэнерго, 1993.
- Методические указания по оценке технического состояния воздушных линий электропередачи напряжением 35 - 750 кВ и их элементов. М.: Союзтехэнерго, 1996.
- Интегрированная система для решения технологических и расчетных задач в распределительных сетях РЭС / Потребич А. А., Алексанов А. А., Ткачев В. И. и др. - Электрические станции, 1998, № 4.
- Автоматизированное рабочее место инженера службы линий / Потребич А. А., Ткачев В. И., Юдин Г. Г. и др. - Энергетика и электрификация, 2000, № 4.
- РД 34.45-51.300-97. Объем и нормы испытаний электрооборудования. М.: ЭНАС, 1998.
- Методические указания по диагностике развивающихся дефектов по результатам хроматографического анализа газов, растворенных в масле трансформаторного оборудования. М.: ЭНАС, 2000.
- Тосиба Ф. Контроль и уход за маслонаполненным оборудованием на основе газового анализа. - Материалы объединенного научно-исследовательского общества. Токио, 1980, т. 36, № 1.
- Структура экспертно-диагностической системы оценки состояния высоковольтного оборудования / Давиденко И. В., Голубев В. П., Комаров В. И., Осотов В. Н. - Электрические станции, 1997, № 6.
- Интегрированная система для решения задач АСУ ТЭС / Потребич А. А., Алексанов А. А., Ткачев В. И., Кравченко Т. Н. - Электрические станции, 1997, № 11.
