Эффективное функционирование городских предприятий в современных условиях связано с наличием всех необходимых ресурсов. Важнейшим ресурсом является энергия. В современных условиях большинство технологических процессов используют электрическую энергию в качестве основного вида для преобразования в другие виды. Полное или частичное прекращение поступления электрической энергии приводит к существенным, а иногда и невосполнимым финансовым потерям.
Надёжное электроснабжение потребителей возможно при обеспечении параметров технического состояния всех элементов системы в нормируемых пределах. Одним из важнейших элементов систем электроснабжения является силовой трансформатор. В настоящее время существенная доля трансформаторов, эксплуатируемых в городских и пригородных электрических Барнаула, выработала нормативный срок эксплуатации. Поэтому вопросы дальнейшей эксплуатации напрямую зависят от своевременного определения тенденций дальнейшего изменения их технического состояния. Своевременное обнаружение дефектов трансформаторов позволяет продлить срок службы трансформатора, предотвратить возникновение аварийных выходов из строя, а также обеспечивать эффективное планирование вывода трансформаторов в ремонт. Решить весь комплекс этих важных задач позволяет использование большого количества методов диагностики. Среди всего многообразия методов диагностики предпочтительными являются методы, осуществляемые без снятия рабочего напряжения. В этой группе методов наибольшее распространение получили следующие [1]:
– тепловизионное обследование;
– вибродиагностика;
– анализ масла из бака трансформатора.
Достоинствам и функциональному применению этих методов диагностики посвящён большой перечень работ [1-7]. Так, тепловизионное обследование позволяет делать выводы о состоянии оборудования по отклонениям температуры в ключевых точках как в большую, так и в меньшую сторону. Важным является понимание происходящих в оборудовании процессов, следствием протекания которых и становится изменение температурного поля от естественного, регистрируемого при работе исправных трансформаторов. Если понимание протекающих процессов отсутствует, то изменение температурного поля может быть истолковано неверно, а это, в свою очередь, скажется на эффективности выполнения восстановительных мероприятий: при вскрытии оборудования диагноз может не подтвердиться. Более того, может оказаться так, что необходимо проводить совсем другой набор восстановительных мероприятий для конкретного трансформатора. Неправильное планирование мероприятий по подтверждению диагноза может привести к порче отдельных элементов трансформатора (например, маслонаполненных вводов, которые являются неремонтопригодными). В самом плохом случае может оказаться так, что на момент постановки диагноза данный элемент был вполне работоспособен. Поэтому принимать решение о проверке диагноза и выполнении восстановительных работ стоит при получении сходных выводов при использовании разных методов диагностики.
Тем не менее, на практике наряду с необходимостью выполнения требований действующей нормативно-технической документации в части проведения регламентированных испытаний и диагностики стоит проблема сокращения затрат времени и ресурсов на проведение этих мероприятий. Решением проблемы может стать разработка метода, позволяющего проводить удалённую диагностику на основе использования комплекса технических устройств, выполняющих свои функции по команде с диспетчерского пункта или другого пункта управления сетями. Практика показала, что различные методы наложения тестирующего сигнала на основную частоту 50 Гц дают ограниченный эффект при их использовании, так как в силовом трансформаторе и окружающей сети сигнал для своего прохождения может найти сравнительно большое количество путей, учесть которые в их полноте не представляется возможным. Поэтому до сих пор для диагностики сложных объектов распространение получают зарекомендовавшие себя во времени методы диагностики.
Тем не менее, проблема выбора эффективного метода диагностики для использования в конкретной ситуации остаётся нерешённой. Как уже было отмечено выше, необходимо обращать внимания не только на достоинства методов диагностики, но и на их недостатки. Так, метод хроматографического анализа растворённых в трансформаторном масле газов может быть применён для выявления медленно развивающихся дефектов. Если в трансформаторе имеет место быстро развивающийся дефект, то до момента получения результата анализа он может успеть выйти из строя, так как обработка результатов может проводиться только на специальном аналитическом оборудовании, которое расположено только в условиях химической лаборатории. Такая лаборатория, как правило, может находиться на большом удалении от места эксплуатации трансформатора. Кроме того, при правильной организации диагностических мероприятий она должна быть загружена заказами, что приводит к некоторому ожиданию в очереди. Поэтому и говорят о целесообразности обнаружения только медленно развивающихся дефектов, а в редких случаях и быстро развивающихся дефектов. Стремительно развивающиеся дефекты методами хроматографического анализа выявлены быть не могут, так как дефект успеет развиться до крайней стадии и трансформатор выйдет из строя.
Вибрация является одним из следствий особого устройства электрических машин с шихтованным магнитопроводом. Однако в ряде случаев при нарушении правильной работы магнитной системы она может дать соответствующую информацию.
Таким образом, можно заметить, что каждый отдельно рассматриваемый метод диагностики позволяет получать информацию о техническом состоянии трансформатора, но возможны ситуации, когда опираясь только на один метод диагностики можно получить недостоверную картину и сделать неверные суждения о текущем состоянии трансформатора и прогнозе его поведения в перспективе разных горизонтов прогноза. Поэтому актуальной является проблема правильной интерпретации результатов измерений. К настоящему времени разработаны эффективные методики по анализу результатов диагностики [8]. Однако, использование на практике положений этих методик показывает, что в ряде случаев имеющаяся в них информация не позволяет сделать правильные выводы, в связи с чем необходима доработка руководящих документов.
Однако этим перечень современных методов диагностики не исчерпывается. В ведущих научных центрах нашей страны ведётся разработка методов диагностики, основанных на последних достижениях науки и техники. Для оценки их эффективности необходимо иметь методику, которая бы позволяла сравнивать методы диагностики между собой. Важнейшим при сравнении является определение элементов силовых трансформаторов, которые позволяет диагностировать тот или иной метод. С точки зрения полноты получения информации о диагностируемом объекте методы могут иметь различную эффективность. К тому же методы можно сравнивать по другим критериям, к которым относится стоимость оборудования, время на проведение измерений и на анализ их результатов, требуемая квалификация персонала. Учесть все критерии довольно затруднительно. Поэтому разработка методики сравнения методов диагностики как уже используемых, так и только разрабатываемых представляет собой сложную задачу.
Для решения этой задачи в первую очередь необходимо выделить основные группы критериев эффективности диагностики. Систематизация и ранжирование критериев эффективности позволит выделить наиболее важные из них, которые и будут использоваться в дальнейшем при проведении сравнения методов диагностики между собой.
Наиболее важным представляется рассмотрение диагностики на основе теории информации. В основе этого подхода лежит сопоставление количества информации об исследуемой системе, которое можно получить при использовании того или иного метода диагностики со всей информацией о системе. Как правило, конкретный метод диагностики направлен на установление технического состояния отдельного узла трансформатора. В некоторых случаях информационный поток может извлекаться с присущих трансформатору вещественных (например, трансформаторное масло) или полевых (например, внешнее электромагнитное поле при работе трансформатора) носителей информации. И вопрос сводится к тому, позволяет или нет исследуемый метод диагностики извлечь с носителя всю доступную информацию. Зачастую ответ на данный вопрос подразумевает использование смежных областей науки и, как следствие, могут быть получены концепции перспективных методов диагностики.
Таким образом, проведение исследований по данной теме будет иметь не только конкретный практический результат, но и покажет перспективы развития методов диагностики трансформаторного оборудования.
Список использованных источников
1. Вилков, С. А. Обзор современных способов диагностирования силовых трансформаторов и автотрансформаторов [Электронный ресурс] / С. А. Вилков // Современные научные исследования и инновации. – 2012. – № 9. – Режим доступа: https://web.snauka.ru/issues/2012/09/16794.
2. Гавриленко, А. В., Долин, А. П. Методика вибрационного обследования силовых трансформаторов, 2004.
3. Сидельников Л. Г., Седунин А. М., Сыкулев А. Ю. ООО «ТестСервис» Диагностика масла в силовых трансформаторах.
4. Сидельников Л. Г., Седунин А. М., Сыкулев А. Ю. ООО «ТестСервис» Вибродиагностика и измерение частичных разрядов в силовом трансформаторе.
5. Голоднов, Ю. М. Контроль за состоянием трансформаторов. – Москва: Энергоатомиздат, 1988 – 88 с.: ил.
6. Михеев, Г. М. Тепловизионный контроль высоковольтного оборудования: Учебное пособие. – Чебоксары: Изд-во Чуваш ун-та, 2004. – 180 с.
7.Основные положения методики инфракрансой диагностики электрооборудования и ВЛ. / Под ред. С. А. Бажанова, Москва, 1999. – 181 с.
8. РД 153-34.0-46.302-00 Методические указания по диагностике развивающихся дефектов трансформаторного оборудования по результатам хроматографического анализа газов, растворенных в масле. – Москва, 2001.