Что выберет "цифровая энергетика": автоматику или портативную диагностику?

Статья опубликована в журнале "ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение" № 2(53), март-апрель 2019 г.

Уже давно ни для кого не секрет, что энергетической отрасли жизненно необходима модернизация на базе интеллектуальных систем с целью повышения эффективности и снижения капитальных и операционных затрат, на что и направлен государственный проект по "цифровой энергетике". К тому же на трансформаторах, линиях электропередачи и сооружениях много не сэкономишь — согласно законам физики передаваемые мощности требуют соответствующего "железа", а относительная быстрота протекания переходных процессов в них, связанных с короткими замыканиями, включениями и отключениями, качаниями, нарушениями устойчивости, требует обязательного применения специальных устройств, и согласно проекту "цифровой энергетики" они должны быть автоматическими и быстродействующими, а главное, обеспечить надлежащую корректировку переходных процессов в системе.

Всё это способствует широчайшему внедрению автоматизированной системы управления технологическим процессом (АСУ ТП) подстанции. В её рамках собирается первичная информация по всем техническим параметрам объектов, решаются задачи метрологического обеспечения, выполняются процедуры прямого регулирования и дистанционного управления оборудованием. Такая подстанция интегрирует в себе подсистему РЗА, противоаварийную автоматику, автоматизированную информационно-измерительную систему коммерческого учёта электроэнергии, регистраторы аварийных событий, систему мониторинга и диагностики силового оборудования, систему определения места повреждения кабеля, системы сбора и передачи оперативной и неоперативной технологической информации, системы контроля качества электроэнергии, инженерных и вспомогательных систем и прочее.

Безусловно, что функциональные задачи АСУ ТП очень масштабные, но все ли можно контролировать, например, автоматическими системами мониторинга и диагностики силового оборудования?

Предлагаем рассмотреть особенности диагностики автоматическими системами мониторинга (датчиками) в реальных условиях работы объекта и специализированными портативными приборами производства компании ООО "СКБ электротехнического приборостроения" (СКБ ЭП), которые требуют вывода из-под напряжения, на примере, высоковольтного выключателя. Высоковольтный выключатель (ВВ) относится к одному из наиболее значимых видов электрооборудования в рамках энергетической системы, поэтому весьма актуальным является грамотный технический контроль и диагностика его состояния для своевременного выявления развивающихся дефектов и неисправностей.

Компания СКБ ЭП уже более 28 лет занимается разработкой и производством портативного диагностического оборудования для контроля технического состояния высоковольтных выключателей и трансформаторов. Линейка выпускаемого на сегодняшний день оборудования для диагностики ВВ хорошо известна на рынке КИПиА и состоит из пяти приборов: ПКВ/М6Н, ПКВ/М7, ПКВ/У3.1, ПКВ/У3.0 и ПКВ/М17, которые позволяют снимать параметры хода, а также скоростные и временные характеристики, записывая графики перемещения траверсы. Кроме того, вследствие использования передовых технологий, приборы применимы для выключателей советского, российского и зарубежного производства всех типов и  классов напряжений.

Сравнение будет строиться по особенностям диагностики тех или иных параметров ВВ, которые можно измерить в режиме реальных условий эксплуатации с теми, которые требуют обязательного контроля, но доступны только при выведенном из-под напряжения объекта:

1. Параметры, связанные с контролем хода и скорости главных контактов доступны, как системам мониторинга, так и специализированным приборам группы ПКВ, но тут есть свои особенности. Определение значения скорости движения главных контактов при разрыве дуги, возникающей под рабочим напряжением, может дать информацию о состоянии сопла дугогасительной камеры, а при диагностике на выведенном из-под рабочего напряжения ВВ можно измерить параметры вжима и хода


2. Параметры, связанные с контролем времени переключения главных контактов, а именно: собственное время включения ВВ, разновременность смыкания/размыкания главных контактов, дребезг и т.п. являются обязательными проверяемыми характеристиками ВВ, которые регламентированы ГОСТ Р 52565-2006.
   
   Если проводить контроль в реальных условиях эксплуатации объекта под рабочим напряжением, то появляются погрешности определения данных параметров. Например, определение момента размыкания главных контактов происходит путем регистрации времени исчезновения электрического тока, что представляет определенную проблему - при размыкании контактов электрический ток в цепи не прерывается, а продолжает «бежать» за счет образовавшейся дуги до момента его перехода через ноль. Поэтому в трехфазной системе момент перехода через ноль в разных фазах происходит в разное время, и даже если произойдет одновременное размыкание контактов, то ток в разных фазах исчезнет в разное время. Кроме того, на погрешность определения момента размыкания в реальных условиях работы объекта влияет так же и то, что продолжительность горения дуги зависит от некоторых факторов (постоянная времени размыкаемой цепи, для элегазовых ВВ -давление/плотность элегаза и наличие в нем примесей, сила разрываемого тока и др.).
   
   Таким образом, измерение временных параметров с нормируемой погрешностью желательно выполнять только на ВВ, который выведен из рабочего напряжения, с помощью специализированных приборов ПКВ.
   
   
3. Проверка правильности работы ВВ в режиме АПВ, контроль длительности замкнутого положения в цикле ВО, диагностика правильности работы расцепителя максимального тока и др. Несмотря на то, что есть определенная вероятность, что эти защиты на конкретном ВВ никогда не сработают, у персонала должна быть полная уверенность в их исправном состоянии. На объекте, который находится под рабочем напряжением, искусственно создавать условия для проверки правильности работ соответствующих защит вероятнее всего никто не станет, поэтому их диагностика возможна только на ВВ выведенном из-под высокого напряжения.


4. Контроль дугового износа главных контактов. Одним из методов оценки износа дугогасительного контакта ВВ, который выведен из-под высокого напряжения является динамическое измерение переходного сопротивления. Но кроме износа дугогасительного контакта под действием дуги изнашиваются и другие элементы дугогасительной камеры, например, у элегазового выключателя - сопло дугогасительной камеры. В данной ситуации, в качестве агрегированного параметра износа камеры используются показатели связанные с размыкаемым током. При этом определение зависимости износа от размыкаемого тока, а так же предельный суммарный износ, для каждого типа ВВ свой и, по ГОСТ 52565-2006, должен быть прописан в руководстве по эксплуатации объекта. Разумеется, что измерение размыкаемого тока и автоматический расчет износа доступен автоматике (системам мониторинга), а также при подсчете вручную, например, по данным журнала переключений.


5. Контроль электрического сопротивления главных контактов. Увеличение переходного сопротивления главных контактов ВВ приводит к их нагреву, что может быть обнаружено при помощи, например, стационарных тепловизоров. При этом, при минимальной силе тока - нагрев будет минимальным и увеличенного переходного сопротивления тепловизором может быть не обнаружено. Но период роста потребления мощности, приводящий к увеличению силы тока, может произойти в то время, когда резервных объектов нет, следовательно, не будет возможности вывода оборудования в ремонт.
   
   Поэтому контроль технического состояния должен быть выполнен заранее, до наступления периода повышенного энергопотребления, такими приборами, как – микроомметры. Компания СКБ ЭП занимается вопросом диагностики ВВ – комплексно, и помимо приборов группы ПКВ, реализует линейку микроомметров группы МИКО, которые отличаются силой измерительного тока (до 1000А), диапазоном измерения и конечно же функционалом.

Данный список может быть продолжен, но можно совершенно точно утверждать, что автоматические системы мониторинга и диагностики (датчики), бесспорно, проводят измерения и фиксируют технические данные высоковольтного объекта, но это фактические данные того, что сейчас что-то происходит, а плановая диагностика портативными приборами группы ПКВ позволяет заранее проводить проверку механизмов объекта и предотвращать аварийные ситуации.

Кроме того, приборы группы ПКВ позволяют безразборно проконтролировать и оценить техническое состояние многих узлов ВВ таких, как привод, механизм передачи движения от привода до подвижных контактов, демпфирующих устройств, контактной системы, силовых цепей привода и цепей управления. Они измеряют все паспортные характеристики: время, скорость, ход, ток электромагнитов, напряжение, сопротивление различных реостатных датчиков, больших токов соленоидов масляных, вакуумных, элегазовых и воздушных выключателей. И конечно же дают специалистам возможность распознавать неисправности на ранней стадии развития, основываясь на данных, полученных с помощью отображения графических процессов ("метод раннего обнаружения дефектов в механизмах ВВ").

Работа с полученными результатами измерений может осуществляться на ПК с помощью специального ПО производителя, обеспечивая полную цифровизацию данных пользователя, а возможность сопоставления регистрируемых графических процессов (скорость в зависимости от времени, скорость в зависимости от хода, ход в зависимости от времени) за разное время, позволяет визуально контролировать механизмы оборудования в динамике его эксплуатации.

Ну и главное, оборудование группы ПКВ полностью соответствует таким требованиям "цифровой энергетики", как автоматизация (точные, полные и "самостоятельные" замеры всех паспортных параметров), быстродействие (комплексный подход к контролируемым параметрам позволяет сократить время проведения контроля) и надлежащая корректировка объектов (передача, анализ неисправностей, хранение и сравнение данных), которые отвечают за переходные процессы в энергетической системе.

Приборы данной группы уже не первый год на рынке и их эксплуатация неоднократно сопровождалась положительными отзывами таких компаний, как ПАО "ФСК ЕЭС", ПАО "Россети", Госкорпорация "РОСАТОМ", ОАО "Оборонэнерго", ООО "ЗЭТО2, ОАО ВО "Электроаппарат", ООО "Востокнефтепровод",  ОАО "РЖД", ОАО "Гидроэлектромонтаж", АО "УЭТМ" и многие другие.

Если Вас заинтересовали приборы группы ПКВ и Вы хотите получить больше информации, обращайтесь к менеджерам по тел. +7 (812) 500-25-48 или по почте skb@skbpribor.ru. 

Представленный материал информационно-аналитический, не носит рекламный характер и не призывает к действию. Сведения предназначены для информирования пользователей сайта www.skbpribor.ru о продукте производителя.