СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СИСТЕМЫ ТЕХНИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ

Высокая эффективность современных систем электроснабжения в значительной мере определяется надежностью электрооборудования. Аварийные повреждения приводят к нарушениям электроснабжения и большому экономическому ущербу в энергосистеме и у потребителей. Увеличение межремонтных периодов, вызванное напряженными графиками работы электрических сетей и отсутствием достаточных резервов ведет к снижению уровня надежности основного оборудования. Поэтому поддержание необходимой степени надежности оборудования в процессе его эксплуатации, которое обеспечивается системой технического обслуживания и ремонтов, является особенно актуальной. Однако применяемая система, базирующаяся на периодическом проведении плановых профилактических работ не является оптимальной и требует совершенствования.

Резервом повышения эффективности эксплуатации электрооборудования является переход на техническое обслуживание по реальной потребности, при котором необходимость в обслуживании и ремонте определяется исходя из действительного технического состояния оборудования. Данный подход вызывает необходимость использования надежных методов выявления и оценки его текущего технического состояния. В практике контроля технического состояния объектов электроэнергетики, широко используются понятия экспертиза, диагностика, мониторинг, тренд и испытания.

Испытания это совокупность измерений, в течение ограниченного времени, целью которых является определение величин определенных параметров объекта. К числу таких параметров относятся:

• сопротивление изоляции;
• ток утечки;
• тангенс угла диэлектрических потерь;
• омическое сопротивление цепей;
• уровень вибраций;
• параметры схем замещения электрических машин и т.д.

При этом следует отметить, что испытания не позволяют определить динамику развивающихся дефектов, которые на момент испытаний пока не оказывают существенного влияния на работоспособность объектов электроэнергетики.

Тренд - это периодический контроль величин параметров объектов, который позволяет выполнить анализ путем сравнения последовательных результатов измерений. С помощью тренда реализуется дискретный контроль динамики процессов в объектах электроэнергетики. Основным недостатком тренда по результатам испытаний является невозможность проследить изменение параметров внутри временного интервала между испытаниями. Поэтому аварийные ситуации при этом методе контроля не исключены.

Мониторинг представляет собой непрерывный контроль технического состояния объектов электроэнергетики. Для мониторинга необходимо наличие стационарной системы контроля. Следует отметить, что широкие теоретические возможности мониторинга, по определению, создают ложное представление об его реальных возможностях.

Диагностика, это разовое или периодическое обследование технического состояния объектов энергетики. В отличие от перечисленных методов контроля, диагностика является наукоемкой технологией. Для ее реализации необходима интеллектуальная дорогостоящая аппаратура и специалисты высокого уровня. Поэтому реально диагностика возможна только силами специализированных предприятий. Из-за высокой стоимости диагностической аппаратуры диагностика осуществляется в большинстве случаев с помощью мобильных лабораторий. При наличии на предприятиях собственного диагностического оборудования и отсутствии необходимых для этого специалистов возможно сотрудничество с аналитическими подразделениями сторонних специализированных предприятий. Однако отсутствие утвержденных общероссийских нормативных документов является основным недостатком диагностики на сегодняшний день. Сама по себе диагностика, как инновационное направление, является достаточно новым научно-техническим направлением и потому находится в стадии развития.

Экспертиза. На первый взгляд, нет необходимости давать определение понятию экспертиза. Однако это не так. Программное и математическое обеспечение диагностической аппаратуры условно разделяется на два уровня. Первым из которых реализуется сам метод. В зависимости от степени реализации аппаратура может быть индикаторной, релейной или измерительной. Измерительная аппаратура позволяет не только измерять тот или иной параметр, но и нормировать измеряемые величины по степени опасности дефектов в объекте.

Второй уровень программного и математического обеспечения предназначен для анализа получаемых результатов, поэтому имеет критерии оценки, базу данных, алгоритмы анализа. Алгоритмы анализа являются результатами научных работ. Тем не менее, без участия специалистов высокого уровня такая аппаратура не способна автоматически «сделать» правильное заключение о техническом состоянии объекта. Поэтому эти специалисты называются экспертами, а выполняемая ими работа экспертизой.

Методы контроля технического состояния объектов силовой энергетики делятся на контроль по предельным и текущим значениям параметров. Контроль по предельным значениям параметров не позволяет оценить качество текущего технического состояние объектов, а также динамику развития дефектов, но чаще всего используется в системах защиты и мониторинга. При большом количестве объектов энергетики с исчерпанным нормативным ресурсом, применение методов контроля по предельным значениям часто становится не допустимым.

По текущим значениям параметров выполняется диагностика технического состояния, прогнозирование остаточного ресурса, определение степени опасности дефектов и выработка экспертного заключения. Диагностические методы позволяют определить динамику процесса развития дефектов и качество технического состояния систем электроснабжения.

Необходимо отметить, что к числу основных проблем в диагностике силового электрооборудования следует отнести:

• отсутствие утвержденных на законодательном уровне технологий, нормативов и стандартов для диагностики объектов электроэнергетики;
• низкий уровень квалификации инженеров-энергетиков, эксплуатирующих силовое электрооборудование;
• отсутствие аналитических методик и программного обеспечения для анализа результатов диагностики;
• слабое метрологическое обеспечение диагностической аппаратуры.

К числу дополнительных проблем относятся отсутствие по регионам метрологических квалифицированных предприятий, способных выполнять поверку и ремонт диагностической аппаратуры, включая аппаратуру зарубежного производства.

Поэтому развитие и совершенствование системы технической диагностики является особенно актуальным.

Актуальность совершенствования системы и методов технической диагностики электрооборудования определяется также их недостаточной эффективностью. Традиционные методы диагностики разработаны давно и направлены прежде всего на выявление дефектов, которые уже не определяют надежность современного электрооборудования. Периодичность испытаний не согласована со скоростью развития дефектов. Все это существенно снижает вероятность своевременного выявления развивающихся повреждений и возможность прогнозирования отказов.

Целью технической диагностики является изучение проявлений различных технических состояний, разработка методики их определения, а также принципов построения и использования систем диагностирования. Поэтому основной задачей диагностирования является своевременное определение наличия, характера и местонахождения дефектов. Алгоритм диагностирования, который определяет объем, последовательность и взаимосвязь испытаний объекта, устанавливается исходя из его диагностической модели. Модель строится на основании изучения конструкции оборудования данного типа и опыта его эксплуатации. При этом классифицируются выявленные и возможные дефекты, устанавливаются наблюдаемые признаки их появления и методы выявления этих признаков. Признаки дефектов, как правило, проявляются в изменениях наблюдаемых параметров (характеристик) объекта. Поэтому необходимо установление диагностических параметров и их количественной или качественной связи с наличием и степенью развития дефекта.

Диагностирование может быть функциональным и тестовым, в соответствии с которыми строятся и средства диагностирования. Для функционального диагностирования это в основном измерительные устройства; для тестового диагностирования, кроме того, необходим источник тестовых воздействий.

В значительной степени повысить надежность работы систем электроснабжения, надежность работы отдельных элементов можно за счет диагностики электрооборудования электрической сети, снижения случаев аварийного отключения электрических сетей, своевременной замены оборудования, проведения плановых ремонтов и осуществления качественного обслуживания. В этих случаях используют вероятностно-статистические модели диагностирования.

Таким образом, можно с уверенностью сказать, что комплексная диагностика электрооборудования, внедрение энергоэффективных способов мониторинга позволяют повысить надежность работы электрических сетей, который является серьезным технико - экономическим фактором, виляющим на эффективность работы энергетической системы.

Список литературы:

1. Волков Н. Г. Надежность функционирования систем электроснабжения. Учебное пособие. – Томск: Изд-во ТПУ, 2005. – 157 с.
2. Фокин Ю. А. Надежность и эффективность сетей электрических систем. – М.: Высш. школа, 1989. – 151 с.
3. Чичёв С. И., Калинин В. Ф., Глинкин Е. И. Система контроля и управления электротехническим оборудованием подстанций. – М.: Издательский дом «Спектр», 2011. – 140 с. – 400 экз.
4. Ситников В. Ф., Скопинцев В. А. Вероятностно-статистический подход к оценке ресурсов электросетевого оборудования в процессе эксплуатации // Электричество. – 2007. – № 11.