Применение диагностики в будущем.
В ближайшее время не ожидается появления принципиально новых методов и устройств для диагностики. Считается, что будет более глубоко анализироваться получаемая информация с целью регистрации динамики изменения измеряемого сигнала и определения состояния, когда возможен отказ. Предлагается более широкое применение оптических датчиков и оптоволоконных систем для передачи измеряемого сигнала.
Прогнозируются два направления в развитии мониторинга. Первое - применение мониторов, которые выполняют несколько функций по контролю параметров КА и направляют предупредительный сигнал на центральный пульт управления, когда это необходимо. Вся информация, касающаяся допустимых отклонений определяющих параметров и предыстории состояния выключателя, сосредоточена в мониторе.
Второе направление - это включение функций мониторинга в координирующую систему, которая выполняет много других функций, таких, как контроль, блокировка, защита и связь. Эта снабженная микропроцессорами система включается в локальные сети, позволяющие передать информацию между распредустройствами и главным щитом управления. Сбор и передача информации производятся в цифровой форме.
Широкое использование диагностической техники и положительный опыт ее применения позволяют энергокомпаниям существенно улучшить техническое обслуживание выключателей. Различают три вида технического обслуживания: внеплановое, плановое, предупредительное и прогнозируемое.
При внеплановом техническом обслуживании изделие работает до отказа какой-либо его детали и узла, которые после этого ремонтируются или заменяются.
Планово-предупредительное техническое обслуживание предлагает опережающее вмешательство, чтобы поддерживать выключатели в работоспособном состоянии. Обычно это означает регулярное техническое обслуживание в объемах, которые определены на основе опыта эксплуатации и инструкций изготовителя: осмотры, диагностические испытания, мониторинг в режиме периодического контроля и др. с целью получения информации о состоянии выключателей.
При прогнозируемом техническом обслуживании контролируется состояние выключателей с помощью проведения непрерывною мониторинга и техническое обслуживание осуществляется только тогда, когда это вызвано техническим состоянием отдельных узлов или деталей выключателей.
В связи с внедрением в энергокомпаниях прогнозируемого технического обслуживания ряд фирм приступил к разработке и изготовлению специальной диагностической аппаратуры для данных целей. Проиллюстрируем это на примере разработок японской фирмы Hitachi.
Системы для прогнозируемого технического обслуживания выполняются фирмой трех различных типов: портативная, непрерывного мониторинга и передвижная высокой точности.
Тип I состоит из портативной диагностической системы, которая используется во время осмотров и включает в себя устройство для приема излучаемых электромагнитных воли, измеритель токов утечки ограничителя перенапряжений, устройства для регистрации коммутационных характеристик, частотных разрядов, анализа газов в масле силовых трансформаторов.
Тип 2 системы наиболее часто применяется для диагностики отклонений функциональных характеристик от нормы и способен хранить в запоминающем устройстве данные, необходимые для анализа получаемых в процессе диагностики результатов. Однако окончательное заключение и принятие решений по результатам диагностики делаются персоналом. Эта система подразделяется на подсистемы 2А и 2В.
Тип 2А является упрощенной системой непрерывного мониторинга, которая в настоящее время наиболее популярна. После того как этой системой определятся отклонения функциональных характеристик от нормы, для окончательного заключения применяется система 2B.
Тип 2B представляет передвижную диагностическую систему высокой точности и может применяться для периодического контроля состояния от установленных заранее датчиков. Она также может применяться на действующих подстанциях как стационарная система.
Тип III использует технику высокой чувствительности и точности, такую, как непрерывный мониторинг, опорные системы, включая экспертные системы для облегчения технического обслуживания.
Чтобы выбрать оптимальный вариант диагностической системы, основанный на нуждах потребителя, отдельные системы прогнозируемого технического обслуживания стандартизированы.
Опыт применения описанных систем диагностики показал, что они позволяют предупредить отказы и КЗ, ускорить восстановление нормального режима работы энергосистемы, рационализировать техническое обслуживание и ремонты, продлить срок службы выключателей и уменьшить расходы на техническое обслуживание. При этом наибольший эффект по всем показателям дает система III, система 2В наиболее эффективна при реализации первого и предпоследнего показателей, система НА дает умеренный эффект по всем показателям и система I дает эффект при реализации первого и последнего показателя.
Системы диагностики, предназначенные для прогнозируемого технического обслуживания, стали использоваться для определения технического состояния выключателя после 10-15 лет эксплуатации или после окончания его срока службы (25-30 лет). Например, норвежские специалисты оценивают состояние выключателей без их разборки путем анализа акустических сигналов, генерируемых при коммутациях выключателя без тока. Как показывает опыт лабораторных и полевых испытаний, изменения в акустической осциллограмме позволяют выявить неисправности в кинематике, износ контактов и другие виды неисправностей. Отмечается хорошее состояние элегазовых выключателей после 500-600 операций. На основании этого ставится под сомнение экономическая целесообразность полных ревизий с разборкой, так как они составляют от одной трети до половины стоимости нового выключателя.
Результаты анализа надежности элегазовых выключателей и опыта применения диагностики за рубежом показывают, что нашим специалистам необходимо этот опыт использовать при составлении технических требований на новые выключатели всех видов и КРУЗ, При контроле всех этапов (от конструирования до типовых испытаний) при их создании электротехническими заводами. Анализ надежности отечественных воздушных выключателей на напряжение 330 кВ и выше показал, что интенсивность их отказов выше, чем в аналогичных зарубежных выключателях, в 1,5-2,0 раза. Замена выключателей, длительное время находившихся в эксплуатации в энергосистемах, невозможна по техническим и экономическим соображениям. Применение диагностических систем наряду с модернизацией позволит сократить число отказов выключателей и повысить надежность их работы. Как следует из зарубежного опыта, наличие статистических данных по отказам выключателей позволяет правильно выбрать методы диагностики, детали, узлы и характеристики, подлежащие диагностике.
