Автоматизированная система мониторинга и диагностики оборудования подстанции. Часть 1. Общие технические требования

Page 1
background image

Page 2
background image

82

АНАЛИТИКА

СЕТИ  РОССИИ

82

п

о

д

с

т

а

н

ц

и

и

подст

анции

А

втоматизированные

 

системы

 

монито

-

ринга

 

и

 

диагностики

 (

СМиД

оборудова

-

ния

 

электроэнергетических

 

объектов

в

 

том

 

числе

 

и

 

оборудования

 

подстанций

 

(

ПС

), 

активно

 

внедряемые

 

во

 

всём

 

мире

 

в

 

те

-

чение

 

последних

 

двух

 

десятилетий

показывают

 

свою

 

техническую

 

и

 

экономическую

 

эффектив

-

ность

Сегодня

 

уже

 

ни

 

у

 

кого

 

не

 

вызывает

 

сомне

-

ний

 

необходимость

 

оснащения

 

высоковольтного

 

электротехнического

 

оборудования

 

системами

 

мониторинга

 

и

 

диагностики

 [1], 

поскольку

 

ве

-

роятность

 

обнаружения

 

развивающихся

 

по

-

вреждений

 

в

 

оборудовании

которое

 

оснащено

 

СМиД

гораздо

 

выше

чем

 

при

 

проведении

 

тра

-

диционных

 

видов

 

диагностики

 

на

 

работающем

 

оборудовании

.

Своевременное

 

обнаружение

 

повреждений

предотвращение

 

катастрофических

 

отказов

оперативное

 

реагирование

 

на

 

изменение

 

техни

-

ческого

 

состояния

 

эксплуатируемого

 

оборудо

-

вания

повышение

 

достоверности

 

результатов

 

контроля

 

технического

 

состояния

 

за

 

счёт

 

пере

-

хода

 

от

 

точечных

 

измерений

 

к

 

анализу

 

трендов

исключение

  «

человеческого

 

фактора

», 

связан

-

ного

 

с

 

недостатком

 

опыта

 

и

 

навыков

 

персонала

а

 

также

 

освобождение

 

персонала

 

от

 

рутинных

 

операций

 — 

это

 

неполный

 

перечень

 

достоинств

 

эксплуатации

 

СМиД

 

электротехнического

 

обо

-

рудования

В

 

то

 

же

 

время

 

следует

 

отметить

что

 

до

 

настоящего

 

времени

 

в

 

Российской

 

Федера

-

ции

 

отсутствует

 

нормативно

-

техническая

 

доку

-

ментация

регламентирующая

 

требования

 

как

 

к

 

СМиД

 

ПС

 

в

 

целом

так

 

и

 

к

 

отдельным

 

видам

 

основного

 

оборудования

 

ПС

 — 

высоковольтным

 

выключателям

измерительным

 

трансформато

-

рам

комплектным

 

распределительным

 

устрой

-

ствам

 

с

 

элегазовой

 

изоляцией

  (

КРУЭ

), 

ограни

-

чителям

 

перенапряжений

 (

ОПН

и

 

другим

 

видам

 

оборудования

Исключением

 

являются

 

сило

-

вые

 

трансформаторы

  (

автотрансформаторы

). 

В

 2008 

году

 

в

 

ОАО

  «

ФСК

 

ЕЭС

» 

был

 

введён

 

в

 

действие

 

стандарт

 

организации

 [2], 

в

 

котором

 

впервые

 

были

 

систематизированы

 

требования

на

 

основании

 

которых

 

внедрялись

 

СМиД

 

транс

-

форматорного

 

оборудования

Однако

 

до

 

сегод

-

няшнего

 

дня

 

этот

 

документ

 

остаётся

 

единствен

-

ным

охватывает

 

только

 

один

 

вид

 

оборудования

и

как

 

показал

 

анализ

 

опыта

 

эксплуатации

 

СМиД

 

[3, 4], 

перечень

 

приведённых

 

в

 

стандарте

 

орга

-

низации

 [2] 

требований

 

не

 

в

 

полной

 

мере

 

от

-

вечает

 

современному

 

состоянию

 

дел

 

и

 

должен

 

быть

 

расширен

что

 

также

 

следует

например

из

 [5, 6].

В

 

настоящее

 

время

 

наблюдается

 

опреде

-

лённое

 

отставание

 

по

 

разработке

 

и

 

внедрению

 

СМиД

 

для

 

других

 

видов

 

подстанционного

 

обо

-

рудования

Некоторый

 

прогресс

 

наблюдается

 

в

 

создании

 

систем

 

мониторинга

 

коммутационного

 

оборудования

При

 

этом

 

отсутствуют

 

апроби

-

рованные

 

СМиД

 

измерительных

 

трансформа

-

торов

ограничителей

 

перенапряжений

  (

ОПН

), 

КРУЭ

газоизолированных

 

линий

 (

ГИЛ

и

 

других

 

видов

 

подстанционного

 

оборудования

хотя

 

в

 

последние

 

годы

 

наблюдается

 

активность

 

в

 

раз

-

работке

 

и

 

реализации

 

проектов

 

по

 

системам

 

мониторинга

 

и

 

диагностики

 

коммутационного

 

оборудования

 [7—9]. 

При

 

этом

 

уместно

 

отме

-

тить

что

 

у

 

некоторых

 

из

 

перечисленных

 

видов

 

оборудования

 

поток

 

отказов

 

значительно

 

выше

чем

 

у

 

силовых

 

трансформаторов

.

Автоматизированная 

система мониторинга и 

диагностики оборудования 

подстанции 

Часть 1. Общие технические требования

Леонид ДАРЬЯН, д.т.н., проф. НИУ «МЭИ», ЗАО«Техническая инспекция ЕЭС»,

 Роман ОБРАЗЦОВ, к.т.н., ЗАО«Техническая инспекция ЕЭС»;

Елена ИЛЬИНА, ОАО «МОЭСК»;

Константин СИПАЧЁВ, ЗАО «КРОК инкорпорейтед»


Page 3
background image

83

 1 (28), 

январь

февраль

, 2015

83

Целесообразность

 

применения

 

тех

 

или

 

иных

 

си

-

стем

методов

 

и

 

средств

 

диагностики

 

базируется

 

в

 

настоящее

 

время

 

на

 

оценке

 

риска

 

утраты

 

обору

-

дования

 

при

 

авариях

 

и

 

технологических

 

нарушени

-

ях

потерь

 

от

 

недоотпуска

 

электроэнергии

затрат

 

на

 

диагностику

 

и

 

выгод

 

от

 

её

 

внедрения

наруше

-

ния

 

безопасности

экологии

угрозы

 

жизни

 

и

 

здо

-

ровью

.

 

Следует

 

отметить

что

 

парк

 

высоковольтного

 

электротехнического

 

оборудования

эксплуатируе

-

мого

 

в

 

энергетической

 

системе

 

страны

имеет

 

боль

-

шую

 

долю

 

отработавшего

 

установленный

 

стандар

-

тами

 

срок

 

службы

что

 

приводит

 

к

 

росту

 

частоты

 

отказов

 

оборудования

 [10]. 

В

 

этих

 

условиях

 

особо

 

следует

 

выделить

 

вопрос

 

технико

-

экономическо

-

го

 

обоснования

 

внедрения

 

СМиД

До

 

настоящего

 

времени

 

не

 

проводилось

 

технико

-

экономического

 

обоснования

 

выбора

 

из

 

предлагаемого

 

сегодня

 

на

 

рынке

 

спектра

 

современных

 

технических

 

решений

 

СМиД

 

оборудования

 

станции

 

или

 

подстанции

Це

-

лесообразность

 

внедрения

 

СМиД

 

как

 

элемента

 

си

-

стемы

 

управления

 

активами

 

электроэнергетических

 

компаний

 

также

 

не

 

была

 

ранее

 

обоснована

 

с

 

эконо

-

мической

 

точки

 

зрения

Однако

 

очевидно

что

 

кон

-

структорско

-

технологические

 

решения

 

СМиД

 

долж

-

ны

 

обеспечивать

 

максимальную

 

информативность

 

диагностических

 

параметров

 

при

 

разумных

 

затра

-

тах

Таким

 

образом

задача

 

успешного

 

внедрения

 

СМиД

 

оборудования

 

ПС

 

не

 

может

 

быть

 

успешно

 

реализована

 

без

 

разработки

 

нормативных

 

докумен

-

тов

регламентирующих

 

все

 

аспекты

 

проектирова

-

ния

разработки

внедрения

 

и

 

эксплуатации

 

СМиД

 

оборудования

 

ПС

в

 

том

 

числе

 

и

 

методики

 

расчёта

 

экономической

 

эффективности

.

В

 2014 

году

 

ЗАО

  «

Техническая

 

инспекция

 

ЕЭС

» 

совместно

 

с

 

ЗАО

  «

КРОК

 

инкорпорейтед

» 

в

 

рам

-

ках

 

Программы

 

инновационного

 

развития

 

ОАО

 

«

МОЭСК

» 

выполнена

 

работа

направленная

 

на

 

соз

-

дание

 

нормативно

-

технического

 

обеспечения

 

в

 

части

 

общих

 

технических

 

требований

 

и

 

типовых

 

техниче

-

ских

 

решений

 

для

 

СМиД

 

оборудования

 

подстанций

 

ОАО

 «

МОЭСК

».

В

 

указанной

 

работе

 

были

 

поставлены

 

и

 

решены

 

следующие

 

задачи

:

• 

анализ

 

существующих

 

требований

 

к

 

СМиД

 

обо

-

рудования

 

ПС

в

 

том

 

числе

 

патентный

 

поиск

;

• 

формулирование

 

функций

 

и

 

структуры

 

СМиД

 

оборудования

 

ПС

;

• 

обоснование

 

перечня

 

видов

 

оборудования

 

ПС

 

ОАО

  «

МОЭСК

», 

предлагаемых

 

к

 

оснащению

 

СМиД

;

• 

разработка

 

подходов

 

и

 

проведение

 

оценки

 

эконо

-

мической

 

эффективности

 

применения

 

СМиД

 

для

 

отдельных

 

видов

 

оборудования

 

и

 

ПС

 

в

 

целом

;

• 

выбор

 

контролируемых

 

параметров

 

для

 

каждого

 

вида

 

оборудования

 

на

 

основании

 

проведённого

 

анализа

 

аварийности

 

оборудования

 

ПС

 

ОАО

 

«

МОЭСК

»;

• 

разработка

 

общих

 

технических

 

требований

 

к

 

СМиД

 

оборудования

 

ПС

 

ОАО

 «

МОЭСК

»;

• 

разработка

 

типовых

 

технических

 

решений

 

для

 

СМиД

 

оборудования

 

ПС

 

ОАО

 «

МОЭСК

».

В

 

настоящей

 

статье

 

основное

 

внимание

 

уделено

 

вопросам

 

разработки

 

общих

 

технических

 

требова

-

ний

 

к

 

СМиД

 

оборудования

 

ПС

и

 

в

 

частности

 

ПС

 

ОАО

 

«

МОЭСК

».

АНАЛИЗ

 

СУЩЕСТВУЮЩИХ

 

ТРЕБОВАНИЙ

 

К

 

СМИД

 

ОБОРУДОВАНИЯ

 

ПС

В

 

ТОМ

 

ЧИСЛЕ

 

ПАТЕНТНЫЙ

 

ПОИСК

На

 

основании

 

проведённого

 

обзора

 

накопленного

 

зарубежного

 

опыта

 

внедрения

 

и

 

эксплуатации

 

СМиД

 

подтверждены

 

необходимость

 

и

 

обоснованность

 

ав

-

томатизированного

 

мониторинга

 

и

 

диагностики

 

обо

-

рудования

 

ПС

 

в

 

режиме

 

реального

 

времени

Показа

-

но

что

 

СМиД

 

оборудования

 

подстанции

 — 

это

 

часть

 

инфраструктуры

 

в

 

дополнение

 

к

 

АСУ

 

ТП

РЗА

необ

-

ходимая

 

для

 

обнаружения

 

технологических

 

наруше

-

ний

 

и

 

предотвращения

 

повреждений

 

оборудования

 

по

 

причине

 

проявления

 

развивающихся

 

в

 

их

 

узлах

 

и

 

системах

 

дефектов

.

СМиД

 

предоставляют

 

эксплуатационному

 

персо

-

налу

 

доступ

 

к

 

своевременной

 

и

 

точной

 

информации

 

об

 

операционных

 

параметрах

 

и

 

техническом

 

состоя

-

нии

 

всего

 

контролируемого

 

высоковольтного

 

обору

-

дования

 

ПС

Установка

 

СМиД

 

оказывает

 

минималь

-

ное

 

влияние

 

на

 

существующие

 

схемы

 

подстанций

 

и

 

может

 

быть

 

оперативно

 

выполнена

СМиД

 

могут

 

быть

 

установлены

 

как

 

на

 

новое

 

оборудование

так

 

и

 

на

 

оборудование

находящееся

 

в

 

эксплуатации

Со

-

временные

 

СМиД

 

позволяют

 

производить

 

предвари

-

тельную

 

обработку

форматирование

 

и

 

сбор

 

данных

 

путём

 

настройки

 

конфигурации

 

под

 

конкретную

 

еди

-

ницу

 

оборудования

использования

 

оптоволоконных

 

систем

 

связи

устойчивых

 

к

 

электромагнитным

 

поме

-

хам

 

и

 

обеспечивающих

 

высокую

 

скорость

 

передачи

 

данных

настройки

 

систем

 

диагностики

 

для

 

сопрово

-

ждения

 

оборудования

 

в

 

эксплуатации

.

Объектом

 

патентных

 

исследований

 

явились

 

функциональные

 

и

 

технические

 

требования

а

 

также

 

технические

 

решения

 

для

 

создания

 

СМиД

 

оборудо

-

вания

 

ПС

.

Задачи

 

патентных

 

исследований

• 

обзор

 

основных

 

технических

 

решений

 

СМиД

;

• 

анализ

 

объектов

 

интеллектуальной

 

собственно

-

сти

  (

ОИС

), 

применяемых

 

в

 

СМиД

 

согласно

 

меж

-

дународному

 

патентному

 

классификатору

 (

МПК

);

• 

исследование

 

направлений

 

развития

 

СМиД

 

обо

-

рудования

 

ПС

;

• 

сопоставление

 

активности

 

эмитентов

 

патентных

 

документов

 

в

 

области

 

СМиД

.

К

 

основным

 

техническим

 

решениям

 

СМиД

ре

-

гистрируемым

 

в

 

качестве

 

ОИС

относятся

 

схемные

 

решения

 

построения

 

многоуровневой

 

СМиД

техни

-

ческие

 

решения

 

по

 

организации

 

информационного

 

обмена

технические

 

решения

 

по

 

организации

 

сбора

 

и

 

предварительной

 

обработки

 

информации

техниче

-

ские

 

решения

 

по

 

получению

 

и

 

преобразованию

 

пер

-

вичных

 

данных

 

о

 

значениях

 

контролируемых

 

пара

-

метров

 

основного

 

оборудования

 

ПС

.

В

 

отношении

 

систем

 

мониторинга

 

и

 

диагности

-

ки

 

основного

 

оборудования

 

подстанций

 

ключевыми

 

группами

 

ОИС

 

согласно

 

МПК

 

выступают

:


Page 4
background image

84

СЕТИ РОССИИ

 G01R31/00:

• 

устройства

 

для

 

определения

 

электрических

 

свойств

• 

устройства

 

для

 

определения

 

местоположения

 

электрических

 

повреждений

• 

устройства

 

для

 

электрических

 

испытаний

характеризующихся

 

объектом

подлежащим

 

испытанию

не

 

предусмотренным

 

в

 

других

 

под

-

классах

;

 H02J13/00:

• 

схемы

 

устройств

 

для

 

обеспечения

 

дистанцион

-

ной

 

индикации

 

режимов

 

работы

 

сети

например

 

одновременная

 

регистрация

  (

индикация

вклю

-

чения

 

или

 

отключения

 

каждого

 

автоматического

 

выключателя

 

сети

• 

схемы

 

устройств

 

для

 

обеспечения

 

дистанцион

-

ного

 

управления

 

средствами

 

коммутации

 

в

 

сетях

 

распределения

 

электрической

 

энергии

например

 

включение

 

или

 

выключение

 

тока

 

потребителям

 

энергии

 

с

 

помощью

 

импульсных

 

кодовых

 

сигна

-

лов

передаваемых

 

по

 

сети

.

Создание

 

ОИС

 

в

 

области

 

СМиД

 

оборудования

 

ПС

 

осуществляется

 

по

 

направлениям

 

информаци

-

онных

 

технологий

использования

 

сетевых

 

ресур

-

сов

совершенствования

 

алгоритмической

 

базы

 

диагностики

 

технического

 

состояния

 

оборудования

разработки

 

новых

 

и

 

совершенствования

 

имеющих

-

ся

 

датчиков

 

и

 

приборов

 

первичных

 

измерений

а

 

также

 

оптимизации

 

количества

 

контролируемых

 

по

-

казателей

.

Организация

 

сбора

 

данных

 

с

 

датчиков

 

и

 

пре

-

образователей

 

направлена

как

 

правило

на

 

уни

-

фикацию

 

и

 

стандартизацию

 

значений

 

физических

 

величин

 

в

 

цифровом

 

формате

 

в

 

соответствии

 

со

 

стандартом

 

МЭК

 61850, 

а

 

также

 

объединение

 

на

 

основе

 

единой

 

шины

 

передачи

 

данных

 

с

 

отказо

-

устойчивой

 

топологией

 

с

 

помощью

 

специальных

 

протоколов

 

резервирования

В

 

качестве

 

средств

 

повышения

 

помехоустойчивости

 

и

 

безопасности

 

каналов

 

связи

 

передачи

 

данных

 

предлагается

 

ис

-

пользовать

 

оптические

 

кабели

 

и

 

шифрование

 

данных

.

Наибольшее

 

количество

 

патентов

 

за

 

последние

 

три

 

года

 

зарегистрировано

 

в

 

Китае

 (27 

шт

.), 

что

 

с

 

учётом

 

темпов

 

развития

 

электроэнергетического

 

строительства

 

в

 

этой

 

стране

 

подтверждает

 

востре

-

бованность

 

СМиД

 

оборудования

 

ПС

По

 

количеству

 

зарегистрированных

 

в

 

Российской

 

Федерации

 

па

-

тентов

 

в

 

области

 

технических

 

требований

 

и

 

реше

-

ний

 

СМиД

 (9 

шт

.) 

можно

 

сделать

 

заключение

 

о

 

том

что

 

данное

 

направление

 

в

 

стране

 

успешно

 

разви

-

вается

.

ФОРМУЛИРОВАНИЕ

 

ЗАДАЧ

,

 

ФУНКЦИЙ

 

И

 

СТРУКТУРЫ

 

СМИД

 

ОБОРУДОВАНИЯ

 

ПС

 

Основные

 

задачи

решаемые

 

СМиД

 

оборудова

-

ния

 

ПС

 [2]:

• 

получение

 

количественных

 

показателей

 

о

 

темпах

 

изменения

 

функциональности

 

оборудования

 

ПС

на

 

основе

 

которых

 

следует

 

выполнять

 

анализ

 

технического

 

состояния

 

ПС

;

• 

формирование

 

достаточного

 

обоснования

 

для

 

выработки

 

управляющих

 

воздействий

 

с

 

целью

 

обеспечения

 

требуемой

 

надёжности

 

ПС

каче

-

ства

 

её

 

функционирования

техногенной

эколо

-

гической

 

и

 

экономической

 

безопасности

;

• 

получение

 

информации

необходимой

 

для

 

повы

-

шения

 

наблюдаемости

 

ПС

.

Функционально

 

СМиД

 

оборудования

 

ПС

 

можно

 

представить

 

как

 

технологическую

 

расчётную

 

инфор

-

мационную

 

систему

Ниже

 

представлены

 

функции

 

СМиД

 

получения

 

и

 

сбора

 

данных

 

контроля

 

и

 

измерений

:

• 

обработки

 

и

 

управления

 

данными

;

• 

представления

 

результатов

 

обработки

 

данных

 

пользователям

;

• 

взаимодействия

 

со

 

смежными

 

технологическими

 

и

 

корпоративными

 

информационными

 

системами

;

• 

предоставления

 

доступа

 

и

 

сервисов

 

пользовате

-

лям

.

Как

 

правило

структура

 

СМиД

 

представляется

 

в

 

виде

 

трёх

 

функциональных

 

уровней

 [2, 11].

Уровень

  I

  (

так

 

называемый

 

нижний

 

уровень

включает

 

в

 

себя

 

первичные

 

датчики

 

и

 

измеритель

-

ные

 

системы

.

Уровень

 II

 — 

блок

 

мониторинга

 — 

является

 

со

-

вокупностью

 

контроллеров

обеспечивающих

 

сбор

 

и

 

обработку

 

сигналов

полученных

 

от

 

первичных

 

датчиков

 

уровня

 I. 

Кроме

 

того

блок

 

мониторинга

 

осуществляет

 

информационный

 

обмен

 

с

 

уровнем

 

III 

подсистемы

Допускается

 

аппаратное

 

совмеще

-

ние

 

уровней

 I 

и

 II.

Уровень

 III

 

выполняется

 

в

 

виде

 

единого

 

центра

-

лизованного

 

ПТК

 

для

 

всего

 

трансформаторного

 

обо

-

рудования

 

подстанции

 

и

 

предназначен

 

для

:

• 

математической

 

обработки

;

• 

расчётно

-

аналитических

 

задач

;

• 

дистанционного

 

конфигурирования

 

и

 

проверки

 

исправности

 

аппаратуры

 

нижних

 

уровней

;

• 

шлюзовых

 

функций

;

• 

связи

 

с

 

верхним

 

уровнем

 

управления

  (

АСУ

 

ТП

), 

если

 

эти

 

функции

 

не

 

обеспечены

 

ресурсами

 

АСУ

 

ТП

.

Для

 

подстанций

не

 

оснащённых

 

АСУ

 

ТП

уро

-

вень

 III 

должен

 

также

 

обеспечивать

 

визуализацию

 

состояния

 

контролируемых

 

и

 

рассчитываемых

 

па

-

раметров

 

трансформаторного

 

оборудования

ото

-

бражение

 

сигналов

 

срабатывания

 

аварийной

 

и

 

предупредительной

 

сигнализации

наполнение

 

баз

 

данных

 

значениями

 

параметров

обеспечение

 

рабо

-

ты

 

с

 

накопленными

 

архивами

 

и

 

журналами

 

и

 

пере

-

дачу

 

информации

 

на

 

удалённые

 

верхние

 

уровни

 

управления

.

Связь

 

между

 

устройствами

 

уровней

 II 

и

 III 

должна

 

быть

 

выполнена

 

с

 

помощью

 

цифровых

 

каналов

 

с

 

ис

-

пользованием

 

проводных

 (

витая

 

пара

 

в

 

экране

или

 

волоконно

-

оптических

 

линий

 

связи

.

ПЕРЕЧЕНЬ

 

ВИДОВ

 

ОБОРУДОВАНИЯ

 

ПС

ПРЕДЛАГАЕМЫХ

 

К

 

ОСНАЩЕНИЮ

 

СМИД

Общие

 

технические

 

требования

 

к

 

СМиД

 

разрабо

-

таны

 

для

 

следующих

 

видов

 

оборудования

:


Page 5
background image

85

 1 (28), 

январь

февраль

, 2015

• 

силовые

 

трансформаторы

;

• 

высоковольтные

 

выключатели

;

• 

трансформаторы

 

тока

 

маслонаполненные

;

• 

трансформаторы

 

тока

 

элегазовые

;

• 

трансформаторы

 

напряжения

 

маслонаполненные

;

• 

трансформаторы

 

напряжения

 

элегазовые

;

• 

ограничители

 

перенапряжений

;

• 

КРУЭ

;

• 

кабельные

 

муфты

.

РАЗРАБОТКА

 

ПОДХОДОВ

 

И

 

ПРОВЕДЕНИЕ

 

ОЦЕНКИ

 

ЭКОНОМИЧЕСКОЙ

 

ЭФФЕКТИВНОСТИ

 

ПРИМЕНЕНИЯ

 

СМИД

 

ДЛЯ

 

ОТДЕЛЬНЫХ

 

ВИДОВ

 

ОБОРУДОВАНИЯ

 

И

 

ПС

 

В

 

ЦЕЛОМ

В

 

основе

 

подходов

 

к

 

оценке

 

экономической

 

эф

-

фективности

 

использования

 

СМиД

 

высоковольтного

 

оборудования

 

лежат

 

методы

 

экономических

 

оценок

 

эффективности

 

реализации

 

инвестиционных

 

проек

-

тов

 [12] 

по

 

следующим

 

направлениям

:

• 

экономия

 (

время

ресурсы

материалы

финансы

персонал

);

• 

снижение

 

или

 

исключение

 

экономических

 

потерь

 

(

минимизация

 

упущенных

 

выгод

) — 

увеличение

 

времени

 

полезного

 

использования

 

и

 

объёма

 

полезного

 

отпуска

 

электроэнергии

 

потребителям

;

• 

снижение

 

длительности

 

отключений

 

потребите

-

лей

 

и

 

частоты

 

таких

 

отключений

;

• 

предотвращение

 

катастрофических

 

аварий

 

(

исключение

 

и

 

снижение

 

частоты

 

аварий

связан

-

ных

 

с

 

утратой

 

основного

 

оборудования

 

подстан

-

ций

);

• 

снижение

 

объёмов

 

выплат

компенсаций

 

и

 

пр

при

 

возникновении

 

ущерба

 

у

 

третьих

 

лиц

.

Кроме

 

того

авторами

 

использован

 

подход

 

СИГРЭ

 [13], 

согласно

 

которому

 

ежегодный

 

эконо

-

мический

 

эффект

 

от

 

использования

 

СМиД

 

транс

-

форматоров

 

складывается

 

из

 

следующих

 

четырёх

 

составляющих

:

• 

стоимость

 

снижения

 

частоты

 

отказов

 

при

 

нали

-

чии

 

СМиД

;

• 

выгоды

 

от

 

дополнительной

 

сгенерированной

 

электроэнергии

 

при

 

использовании

 

СМиД

;

• 

годовая

 

выгода

 

от

 

расчётно

-

доставляемой

 

мощ

-

ности

 

с

 

учётом

 

применения

 

СМиД

;

• 

годовая

 

выгода

 

от

 

допустимых

 

перегрузок

 

благо

-

даря

 

СМиД

.

Из

 

прибыли

 

от

 

использования

 

вычитается

 

стои

-

мость

 

самой

 

СМиД

затраты

 

на

 

её

 

установку

 

и

 

об

-

служивание

.

Не

 

останавливаясь

 

подробно

 

на

 

деталях

 

мето

-

дики

 

расчёта

приведём

 

несколько

 

зависимостей

 

по

 

видам

 

оборудования

наглядно

 

демонстрирующих

 

эффективность

 

внедрения

 

СМиД

 

в

 

зависимости

 

от

 

соотношения

 

стоимости

 

СМиД

 

к

 

стоимости

 

оборудо

-

вания

.

Из

 

построенных

 

аналогично

 

приведённым

 

на

 

рис

. 1 

и

 2 

зависимостям

 

для

 

других

 

видов

 

обо

-

рудования

 

можно

 

сделать

 

следующие

 

выводы

 

по

 

экономической

 

целесообразности

 

использования

 

СМиД

:

• 

силовые

 

трансформаторы

СМиД

 

стоимо

-

стью

 

до

 4% 

от

 

стоимости

 

основного

 

оборудования

 

имеют

 

расчётный

 

срок

 

окупаемости

 

до

 10 

лет

 (

см

рис

. 1). 

Рассмотренный

 

вариант

 

СМиД

 

с

 

относи

-

тельной

 

стоимостью

 1,1% 

имеет

 

срок

 

окупаемо

-

сти

 3 

года

;

• 

автотрансформаторы

:

 

СМиД

 

стоимостью

 

до

 

4,5% 

от

 

стоимости

 

основного

 

оборудования

 

имеют

 

расчётный

 

срок

 

окупаемости

 

до

 10 

лет

Рассмо

-

тренный

 

вариант

 

СМиД

 

с

 

относительной

 

стоимо

-

стью

 1,4% 

имеет

 

срок

 

окупаемости

 3,8 

года

;

• 

высоковольтные

 

выключатели

:

 

СМиД

 

сто

-

имостью

 

до

 6% 

от

 

стоимости

 

основного

 

обору

-

дования

 

имеют

 

расчётный

 

срок

 

окупаемости

 

до

 

4,5 

лет

 (

см

рис

. 2);

• 

измерительные

 

трансформаторы

 

тока

 

и

 

напряжения

СМиД

 

стоимостью

 

до

 4% 

от

 

стои

-

мости

 

основного

 

оборудования

 

имеют

 

расчётный

 

срок

 

окупаемости

 

до

 10 

лет

;

• 

ОПН

СМиД

 

стоимостью

 

до

 9% 

от

 

стоимости

 

основного

 

оборудования

 

имеют

 

расчётный

 

срок

 

окупаемости

 

до

 10 

лет

;

Рис

. 1. 

Срок

 

окупаемости

 

СМиД

 

силового

 

трансформатора

 

в

 

зависимости

 

от

 

относительной

 

стоимости

Рис

. 2. 

Срок

 

окупаемости

 

СМиД

 

высоковольтного

 

выключателя

 

в

 

зависимости

 

от

 

относительной

 

стоимости

Без

 

учёта

 

инфляции

С

 

учётом

 

инфляции

Без

 

учёта

 

инфляции

С

 

учётом

 

инфляции


Page 6
background image

86

СЕТИ РОССИИ

• 

КРУЭ

:

 

СМиД

 

стоимостью

 

до

 3% 

от

 

стоимости

 

основного

 

оборудования

 

имеют

 

расчётный

 

срок

 

окупаемости

 

до

 8,5 

лет

.

ВЫБОР

 

КОНТРОЛИРУЕМЫХ

 

ПАРАМЕТРОВ

 

ДЛЯ

 

КАЖДОГО

 

ВИДА

 

ОБОРУДОВАНИЯ

 

НА

 

ОСНОВАНИИ

 

ПРИВЕДЁННОЙ

 

СТАТИСТИКИ

 

АВАРИЙНОСТИ

 

ОБОРУДОВАНИЯ

 

ПС

 

ОАО

 «

МОЭСК

»

Выбор

 

контролируемых

 

параметров

 

для

 

СМиД

 

оборудования

 

ПС

 

осуществлён

 

с

 

учётом

 

формали

-

зованных

 

критериев

статистики

 

аварийности

 

для

 

каждого

 

вида

 

оборудования

 

ПС

 

ОАО

  «

МОЭСК

», 

предлагаемого

 

к

 

оснащению

 

данными

 

системами

а

 

также

 

существующих

 

возможностей

 

в

 

части

 

выбора

 

тех

 

или

 

иных

 

датчиков

измерительных

 

преобразова

-

телей

 

и

 

т

.

д

.

Анализ

 

статистики

 

аварийности

 

оборудования

 

ПС

 

ОАО

 «

МОЭСК

» 

классов

 

напряжения

 110—220 

кВ

 

за

 

последние

 

восемь

 

лет

 

позволил

 

составить

 

перечни

 

наиболее

 

часто

 

встречающихся

 

дефектов

 

для

 

всех

 

видов

 

оборудования

оснащаемых

 

СМиД

Это

 

об

-

стоятельство

 

позволяет

 

оптимизировать

 

количество

 

контролируемых

 

параметров

что

 

в

 

свою

 

очередь

 

приводит

 

к

 

снижению

 

стоимости

 

СМиД

 (

табл

. 1). 

Приведённый

 

пример

 

оптимизации

 

конфигура

-

ции

 

СМиД

 

с

 

учётом

 

анализа

 

аварийности

 

в

 

ОАО

 

«

МОЭСК

» 

показывает

 

возможность

 

снижения

 

стои

-

мости

 

СМиД

 

примерно

 

на

 30% 

по

 

сравнению

 

с

 

мак

-

симально

 

возможной

 

конфигурацией

При

 

этом

 

срок

 

окупаемости

 

СМиД

 

сократится

 

примерно

 

на

 20%.

РАЗРАБОТКА

 

ОБЩИХ

 

ТЕХНИЧЕСКИХ

 

ТРЕБОВАНИЙ

 

К

 

СМИД

 

ОБОРУДОВАНИЯ

 

ПС

 

ОАО

 «

МОЭСК

»

В

 

качестве

 

основы

 

для

 

разработки

 

общих

 

техни

-

ческих

 

требований

 

к

 

СМиД

 

оборудования

 

ПС

 

при

-

няты

 

технические

 

требования

 

к

 

программно

-

техни

-

ческим

 

комплексам

 

для

 

АСУ

 

ТП

 

подстанций

 

классов

 

напряжения

 110—750 

кВ

При

 

разработке

 

СМиД

 

оборудования

 

подстанций

 

наряду

 

с

 

требованиями

 

к

 

АСУ

 

ТП

 

ПС

 

также

 

учитывались

 

требования

 

к

 

АСУ

 

ТП

 

тепловых

 

электростанций

 

и

 

требования

 

к

 

АСУ

 

ТП

 

гидроэлектростанций

.

Необходимость

 

учёта

 

такого

 

рода

 

требований

 

возникает

 

вследствие

 

того

что

 

СМиД

 

является

 

программно

-

техническим

 

комплексом

к

 

которому

 

предъявляются

 

требования

 

в

 

части

 

как

 

приборно

-

технического

так

 

и

 

программно

-

аналитического

 

обеспечения

.

Общие

 

технические

 

требования

 

должны

 

учиты

-

вать

 

основные

 

принципы

 

построения

 

СМиД

 

обору

-

дования

 

ПС

это

 

позволит

 

организовать

 

систему

 

на

 

современном

 

уровне

 

развития

 

техники

 

и

 

информа

-

ционных

 

технологий

.

Основными

 

принципами

заложенными

 

в

 

общие

 

технические

 

требования

 

к

 

СМиД

 

оборудования

 

ПС

являются

:

• 

принцип

 

достаточности

 — 

использование

 

минимального

 

количества

 

датчиков

 

и

 

других

 

эле

-

ментов

 

СМиД

обеспечивающих

 

решение

 

постав

-

ленных

 

задач

;

• 

принцип

 

информационной

 

полноты

 — 

диа

-

гностические

 

параметры

используемые

 

в

 

СМиД

должны

 

обеспечивать

 

обнаружение

 

большинства

 

неисправностей

характерных

 

для

 

объекта

 

мони

-

торинга

Использование

 

СМиД

 

не

 

только

 

для

 

опе

-

ративного

 

мониторинга

 

и

 

диагностики

но

 

и

 

для

 

сбора

консолидации

 

статистической

справочной

 

и

 

архивной

 

информации

 

из

 

смежных

 

подсистем

 

по

 

технологическим

 

нарушениям

 

и

 

режимам

 

работы

 

оборудования

 

подстанции

 

на

 

протяжении

 

всего

 

жизненного

 

цикла

;

• 

принцип

 

инвариантности

 — 

диагностические

 

параметры

 

должны

 

быть

 

инвариантны

 

к

 

конструк

-

ции

 

диагностируемого

 

оборудования

 

и

 

форме

 

корреляции

 

с

 

его

 

неисправностями

;

• 

принцип

 

самодиагностики

 — 

проверка

 

пра

-

вильности

 

функционирования

 

СМиД

 

при

 

вводе

 

и

 

в

 

процессе

 

эксплуатации

например

 

при

 

помощи

 

специальных

 

тестовых

 

сигналов

 

с

 

их

 

последую

-

щим

 

анализом

 

на

 

выходе

 

каналов

;

• 

принцип

 

дружественности

 

интерфейса

 

при

 

максимальной

 

информационной

 

ёмкости

 — 

Табл

. 1. 

Оптимизация

 

конфигурации

 

СМиД

 

для

 

силовых

 

трансформаторов

 

ОАО

 «

МОЭСК

»

СМиД

 

максимально

 

возможной

 

конфигурации

СМиД

 

оптимизированной

 

конфигурации

 

для

 

ОАО

 «

МОЭСК

»

Влагосодержание

 

масла

Влагосодержание

 

масла

Показатели

 

ЧР

Показатели

 

ЧР

Положение

 

контактов

 

РПН

Растворённые

 

газообразные

 

продукты

 

разложения

 

изоляции

Растворённые

 

газообразные

 

продукты

 

разложения

 

изоляции

Температура

 

верхних

 

слоёв

 

масла

 

в

 

баке

 

трансформатора

Срабатывание

 

газового

 

реле

Температура

 

на

 

входе

 

и

 

выходе

 

охладителей

Контроль

 

срабатывания

 

защит

Температура

градиент

 

температуры

 

ввода

Температура

 

верхних

 

слоёв

 

масла

 

в

 

баке

 

трансформатора

Уровень

 

вибрации

 

маслонасосов