АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ СЕТЕЙ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

Организация эффективного функционирования систем электроснабжения требует изменения существующих методик и способов их диагностирования, а также разработки совершенно нового подхода - применения моделей и методик системного анализа, процедур выбора мероприятий для эффективного планирования технического обслуживания, определения неисправностей и дефектов, плановой организации ремонтов. Увеличивающееся количество оборудования, исчерпавшего свой максимальный ресурс работы, в сочетании с негативными внешними воздействиями (перегрузки, перенапряжения, короткие замыкания и т.д.) приводит к росту отказов. В таких условиях применение эффективной диагностики состояния электрооборудования является актуальной задачей. Задачи определения оптимальных параметров периодичности ремонтных работ, наработки на отказ, определения технического состояния оборудования целесообразно решать на одной методической основе с задачами диагностирования.

Эксплуатация электрооборудования приводит к постепенному его износу и вследствие этого к необходимости его периодического ремонта. Для разработки эффективных систем профилактических мероприятий, контроля, испытаний, диагностики, текущих и капитальных ремонтов нужно определение причин отказов электрооборудования [2].Для того чтобы обеспечить требуемый уровень безотказности систем, авторы [3] вводят в расчеты время профилактических ремонтов. Сокращение продолжительности периода ремонта увеличивает время безотказного функционирования оборудования, приводя к увеличению вероятность работы оборудования при дальнейшей эксплуатации [4, 5]. Тем не менее, как и  любой способ увеличения безотказности работы оборудования, он требует  дополнительных капитальных затрат.

Другим подходом повышения безотказности электрооборудования  может служить использование методов и средств технической диагностики  [4]. Он дает возможность анализировать работоспособность системы с ис пользованием диагностических моделей. Техническая диагностика направлена на то, чтобы по высить надежность основных сетей электроснабжения путем выполнения тщательного обследования для объективного определения текущего состояния, в котором находится обследуемый объект. Прежде всего, это касается силового электрооборудования. Поэтому основной целью диагно стирования технического состояния является выявление дефектов электро оборудования на ранней стадии их возникновения, а функциональной,  кроме выявления дефектов, - наблюдение и прогнозирование их развития,  составление планов на ремонт оборудования.

В зависимости от конечной цели диагностирования различают ди агностические и прогнозирующие системы комплексной диагностики. Ди агностические системы предназначены для установления наличия неис правности и локализации места неисправности. Прогнозирующие системы комплексной диагностики по результатам предварительных проверок про гнозируют поведение объекта в будущем. Поэтому особый интерес вызывают прогнозирующие системы технической диагностики [4,5]. Прогнозирование - одна из самых перспективных, но при этом и самых сложных, методов анализа. Метод прогнозирования в общем случае сводится к проведению оценки будущих значений упорядоченных во времени данных с учетом анализа уже имеющихся данных. Ее решение дает возможность определить остаточный ресурс или прогнозировать отказы в системе электроснабжения.

Рассматриваемые системы комплексной диагностики позволяют установить в элементах систем электроснабжения дефекты различного происхождения. Поэтому следующей задачей комплексной диагностики является оценка вероятности обнаруженных дефектов с точки зрения безотказного функционирования и безопасной работы оборудования [4,5]. Необходимость прогнозирования возникновения дефектов элементов, оценка возможности эксплуатации в условиях неполноты и неопределенности информации о техническом состоянии оборудования, является значительно влияющим фактором. Одним из возможных способов прогнозирования в условиях неопределенности исходных данных является вероятностный метод [2,3]. Для определения вероятности отказов при проявлениях дефектов различных типов нужно знать последующие вероятностные и числовые характеристики: функции зависимости дефектов от размеров; математические ожидания числа выявленных дефектов; максимальные значения обнаружения; параметры системы выявления дефектов; критические уровни дефектов. Изложенный в [4] метод оценки вероятности  отказа элементов по результатам диагностического анализа дефектов дает  возможность учитывать статистическую информацию о различных видах  дефектов, полученную в результате обследования, определить остаточный  ресурс по результатам очередного диагностического обследования.

Комплексной диагностике отводится важная роль в повышении эффективности функционирования систем электроснабжения. Все многообразие методик и средств комплексной диагностики по способу воздействия на объект [3,4,5] может быть разделено на 3 вида: тестовая диагностика; функциональная; комбинированная диагностика. Одним из характерных признаков тестовой диагностики является  формирование требуемых возмущений в объекте диагностики. Другим ха рактерным признаком является то, что исследование объекта в данном случае осуществляется только после вывода его из эксплуатации (напри мер, при проведении плановых ремонтов). Методы диагностики этой груп пы являются на данный момент традиционными для силового электрооборудования, т.к. в течение длительного времени они являлись основными источниками данных об исследуемых объектах электроэнергетики.

В последние годы вместе с традиционными широкое распространение получают и новые методы тестовой диагностики, такие, как метод низковольтных импульсов [4]. Сущность его состоит в том, что при питании одной из обмоток силового трансформатора прямоугольным импульсным напряжением величиной 100500  В  переходные импульсы тока на других обмотках регистрируются при помощи осциллограмм. По изменениям, заметным в осциллограммах, полученным до и после воздействия  токов короткого замыкания, делают выводы об изменениях сопротивления  обмоток трансформатора

Методы тестовой диагностики в большинстве случаев позволяют успешно выполнять диагностику электрооборудования. К основным недостаткам этих методов относятся низкая информативность и требование вывода оборудования из эксплуатации.

К следующей группе относят методы функциональной диагности ки. Их отличие заключается в том, что они позволяют провести исследование электрооборудования во время его эксплуатации, производить дистан ционное диагностирование и осуществлять оперативное управление состоянием объекта исследования. В настоящее время нашли применение перечисленные ниже методы функциональной диагностики:

1. Метод выявления источников внутреннего выделения газов с помощью акустических датчиков [4]. Дает возможность определять наличие источника внутреннего выделения газов я, обрыв проводников заземления в активной части трансформатора. Преимуществом данного метода являются простота, а, значит, и невысокая стоимость оборудования для диагностики. К недостаткам метода можно отнести зависимость отклонения результатов от внешних помех. Кроме того, при применении акустических датчиков возможно определение лишь примерного местоположения вероятностного дефекта, связанного с обильным выделением газов;
2. Тепловизионный метод, заключающийся в применении современных  тепловизионных систем, дает возможность получать тепловую картину объекта исследования [3,4]
3. Метод определения деформаций и смещений обмоток силового  трансформатора по параметрам нулевой последовательности при работе в  нормальном режиме, на основе измерения действующих значений и фаз тока в нейтральном проводнике, фазных токов и напряжения нулевой последовательности [2,3]. Этот метод диагностики состоит в  контроле за  со стоянием обмоток посредством проведения электрических измерений. Его  основное достоинство — постоянный  контроль за  величинами указанных электрических параметров. К недостаткам метода относится низкая ин формативность, т.к. при некоторых обстоятельствах деформации обмоток  трансформатора могут не приводить к изменениям измеряемых параметров;
4. Метод диагностики трансформаторов по вибрационным парамет рам. Он основан на качественной и количественной характеристике вибрации поверхности бака как функции механического изменения состояния обмоток и магнитного провода [2,3]. Он предназначен для определения уровня  распрессовки обмоток и  магнитопровода.

Определив и проанализировав сущность и подходы к созданию комплексных систем диагностирования электрических сетей, можно провести технический анализ существующих диагностических комплексов.

Список литературы:

1. Алексеев Б. А. Контроль состояния (диагностика) крупных  силовых трансформаторов. М.: НЦ ЭНАС, 2002. 216 с.
2. Испытание мощных трансформаторов и реакторов / Г. В.  Алексенко. М.: Энергия 1978. 254  с. [и др.]
3. В. В. Базуткин, В. П. Ларионов, Ю. С. Пинталь Техника высоких напряжений: Изоляция и перенапряжения в электрических системах /; под. общ. ред. В. П. Ларионова. 3-е изд., перераб. и доп. М. : Энергоатомиздат, 1986. 464 с.
4. Беркович Я. Д. О диагностике энергетического оборудования // Электрические станции. 1989. № 6. С. 16-20.
5. Биргер И. А. Техническая диагностика. М.: Машиностроение, 1978. 239  с.
6. Болотин В. В. Ресурс машин и конструкций. М.: Машиностроение, 1990. 448 с.
7. Верзаков Г. Ф. Введение в техническую диагностику / под .  общ. ред. К. Б. Карандеева. М.: Энергия, 1962. 224 с.