SCADA, АСУ ТП, контроллеры – основная тематика журнала «ИСУП»
Журнал «Информатизация и Системы Управления в Промышленности» публикует тематические материалы посвященные SCADA, АСУ ТП, контроллерам, автоматизации в промышленности.

Система мониторинга и диагностирования высоковольтного оборудования

Система мониторинга и диагностирования (СМиД) позволяет определять текущее состояние высоковольтного оборудования, благодаря чему можно заменять его по мере износа. Кроме того, система позволяет конт­ролировать параметры на производстве, принимать своевременные меры при возникновении предаварийных ситуаций и снизить затраты на техническое ­обслуживание оборудования.

ООО «НПК «ЛЕНПРОМАВТОМАТИКА», г. Санкт-Петербург

Ленпромавтоматика.jpg


Общие сведения

Одной из серьезных проблем в электроэнергетике является износ (старение) силового электротехнического и энергетического оборудования. До недавнего времени в основе технического обслуживания и ремонта электрооборудования лежали стратегии аварийно-восстановительных (АВР) и планово-предупредительных ремонтов (ППР).

Основная идея ППР, состоящая в том, что остаточный ресурс механизма определяется только временем его эксплуатации, не находит подтверждения на практике и носит явно выраженный затратный характер. Планово-предупредительный ремонт производится в соответствии с заранее составленным графиком выполнения работ по профилактике оборудования. Достоинством этого подхода является простота планирования – в частности, легко рассчитать расход зап­частей и других принадлежностей. Однако основной недостаток ППР перевешивает все его достоинства, он заключается в ремонте фактически исправного оборудования, а также в принудительной замене деталей независимо от их остаточного ресурса (в сложном оборудовании разница ресурсов отдельных деталей может достигать 500 %). Все это приводит к неоправданному росту эксплуатационных затрат. К недостаткам ППР следует также отнести достаточно высокую вероятность отказов оборудования при вводе в работу после ремонта («приработочная» повышенная интенсивность отказов).

Вместе с тем у проблемы есть решение – ремонт по фактическому состоянию. И обслуживание, и ремонт можно проводить в оптимальные сроки, если по совокупности характеристик определять текущее состояние оборудования и его остаточный ресурс в рабочем состоянии (чтобы не останавливать производство). Определять текущее состояние призваны системы диагностики и мониторинга оборудования.


Описание системы

Система мониторинга и диагностирования (СМиД) предназначена для непрерывного измерения и регистрации основных парамет­ров, в том числе предаварийных и аварийных режимов высоковольт­ного преобразующего оборудования в процессе эксплуатации. Система мониторинга осуществляет контроль режимов работы, позволяет своевременно принимать необходимые меры в предаварийных ситуациях, анализировать и прогнозировать техническое состояние, а также планировать объемы и сроки технического обслуживания оборудования.

Подобную систему можно использовать на различном высоковольтном оборудовании: реакторах (управляемых и неуправляемых), трансформаторах, автотрансформаторах. Но в любом случае ее применение обосновано на высоковольтном оборудовании с напряжением не ниже 110 кВ.

Перечислим основные парамет­ры, контролируемые системой:
- влагосодержание масла;
- газосодержание масла;
- уровень частичных разрядов электромагнитной части;
- уровень частичных разрядов в высоковольтных вводах, tgδ, емкость основной изоляции, небаланс токов проводимости трехфазной системы вводов;
- напряжения и токи;
- параметры работы системы охлаждения;
- температура масла в различных точках;
- давление масла в маслонаполненных вводах.
 

Состав системы

Система состоит из одного АРМ (включающего диагностическое программное обеспечение) и одного или нескольких блоков мониторинга. Число блоков мониторинга зависит от количества контролируемого оборудования.

Рис.1.png

Рис. Состав системы мониторинга и диагностирования



Функции системы

СМиД выполняет следующие функции мониторинга:
- регистрацию информации о нормальных, предаварийных и аварийных событиях;
- контроль токов, напряжений по фазам;
- контроль уровня масла;
- контроль содержания газов, растворенных в масле;
- контроль влагосодержания мас­ла и твердой изоляции;
- непрерывную регистрацию час­тичных разрядов электромагнитной части, как во вводах, так и в баке трансформатора (реактора);
- контроль количества пусков и отработанного ресурса электро­двигателей вентиляторов системы охлаждения, формирование сообщений о необходимости ремонта вентиляторов.

При мониторинге накапливается архивная информация – собранные данные хранятся в течение всего срока эксплуатации оборудования. Чтобы объем хранящейся информации при этом бесконтрольно не возрастал, применяется адаптивный алгоритм: в зависимости от режима, при котором работает оборудование, значения параметров могут сохраняться реже или чаще.

Рис.2.png

Рис. Функции, осуществляемые системой мониторинга и диагностирования 
на промышленном объекте


Результаты мониторинга дополняются вводимыми вручную показателями лабораторных анализов, так обеспечивается диагностика следующих состояний:
- накопление статистики перенапряжений по ГОСТ1516.3-96, Ц-01-95 (Э) «Электросетевые правила»;
- контроль систематических и аварийных токовых перегрузок согласно ГОСТ14209-97;
- контроль температуры наиболее нагретой точки обмотки, расчет скорости температурного износа изоляции и прогнозирование даты выработки ресурса (согласно ГОСТ14209-97);
- автоматизированное распознавание развивающихся отказов по содержанию газов, растворенных в масле (согласно РД153-340-46.302-00);
- автоматизированное распознавание развивающихся отказов по влагосодержанию масла и твердой изоляции (согласно РД34.45-51.300-97);
- контроль исправности системы охлаждения (согласно ГОСТ14209-97, РД34.45-51.300-97);
- контроль состояния изоляции высоковольтных вводов (согласно РД34.45-51.300-97).

Результаты работы диагностической системы отображаются в виде графиков, диаграмм и сообщений оператору. Также по результатам диагностирования автоматически формируются фрагменты плана ТОиР с рекомендациями по выполнению определенных работ. Система обеспечивает следующие сервис­ные функции:
- формирование экспертных оценок и прогнозов технического состояния оборудования в режиме реального времени;
- автоматизированное составление планов обслуживания и ремонта оборудования по результатам диагностирования;
- удаленный контроль оперативных данных через web-сервер;
- визуализацию на АРМ параметров, характеризующих состояние контролируемого объекта.
 

Эффект от внедрения системы

Технико-экономический эффект от применения СМиД достигается, прежде всего, благодаря переходу от периодического контроля оборудования с помощью переносных приборов к непрерывному автоматизированному контролю и диагностированию. Благодаря этому повышается актуальность данных, применяемых для диагностирования состояния, и улучшается достоверность полученных диагностических результатов. В итоге предотвращаются внезапные отказы оборудования и снижаются расходы на ремонт.


Статья опубликована в журнале «ИСУП», № 6(42)_2012

Н.А. Селезнёв, ведущий специалист,
ООО «НПК «ЛЕНПРОМАВТОМАТИКА», г. Санкт-Петербург,
тел.: (812) 677-0280,
www.lenprom.spb.ru