Учет остаточного ресурса высоковольтных выключателей

Page 1
background image

Page 2
background image

120

оборудование

Учет остаточного ресурса
высоковольтных выключателей

Все

 

более

 

популярным

 

становится

 

ремонт

 

силового

 

оборудования

 

подстанций

 

«

по

 

состоянию

». 

Это

 

осуществляется

 

не

 

плановыми

 

ремонтами

 

электрообору

-

дования

 

с

 

периодичностью

прописанной

 

в

 

ППР

а

 

ремонтом

 

в

 

момент

когда

 

эксплуатационный

 

ресурс

 

оборудования

 

достигает

 

определенной

 

отметки

.

Этот

 

подход

 

становится

 

более

 

реальным

 

благодаря

 

увеличению

 

наблюдаемости

 

объектов

Он

 

может

 

способствовать

 

снижению

 OPEX — 

операционных

 

расходов

 

при

 

реализации

 

проектов

.

П

ри переходе на ремонт «по состоя-

нию» возникает необходимость пра-

вильно  оценивать  выработанный 

ресурс  оборудования.  Неправиль-

ный  расчет  может  вести  к  слишком  частым 

ремонтам  и  удорожанию  работы  по  данной 

методике или, что еще хуже, авариям вслед-

ствие  доведения  устройства  до  критичного 

состояния.

Все интеллектуальные устройства релейной 

защиты  БМРЗ  производства 

НТЦ  «Механо-

троника»

 имеют встроенный функционал рас-

чета остаточного ресурса вакуумного или эле-

газового  выключателя.  Он  основан  на  данных 

производителей  высоковольтных  выключате-

лей, а также на информации, собранной в мо-

мент отключения выключателя, так как устрой-

ство  релейной  защиты  имеет  полный  набор 

данных о параметрах данного процесса. 

Паспортные  характеристики  выключателей 

содержат следующие данные: 

 

– номинальный ток, А;

 

– номинальный  ток  отключения  выключате-

ля, А;

 

– ресурс  по  механической  стойкости,  цик-

лов включения-отключения (ВО);

 

– ресурс по коммутационной стойкости, цик-

лов ВО;

 

– ресурс  по  коммутационной  стойкости  при 

100% номинального тока отключения, цик-

лов ВО;

 

– собственное  время  отключения  выключа-

теля, с.

Во время наладки в устройство БМРЗ вво-

дятся  паспортные  данные  выключателя  и  его 

текущий ресурс — для новых выключателей он 

составляет 100%.  

Расчет  остаточного  ресурса  выполняется 

в случае действия блока на отключение выклю-

чателя.  Производится  расчет  максимального 

значения  тока  через  выключатель  в  процессе 

отключения  и  длительностей  протекания  тока 

и  отключения,  которые  считаются  с  момента 

выдачи команды на выключатель. При каждом 

отключении  остаточный  ресурс  выключателя 

снижается на рассчитанную величину вырабо-

танного ресурса. 

В зависимости от максимального тока в про-

цессе выключения и режима работы использу-

ются разные формулы расчета. Если значение 

тока в момент отключения не превысило номи-

нальный  ток  выключателя,  то  выработанный 

коммутационный  ресурс  рассчитывается  по 

следующей формуле:

 KP

 

I

НОМ 

I

МАКС

KP

 = 

MP

 ∙ 

(

)

 

I

НОМ

,

 MP

где 

MP

  —  ресурс  по  механической  стойкости 

выключателя, циклов ВО; 

KP

 

I

НОМ

 — ресурс по 

коммутационной  стойкости  выключателя,  ци-

клов  ВО; 

I

МАКС

  —  максимальный  ток  во  время 

отключения, А; 

I

НОМ

 — номинальный ток выклю-

чателя, А.

За  один  цикл  ВО  значение  ресурса  умень-

шается на 100/КР%.

При  максимальном  протекающем  токе,  во 

время  отключения  находящемся  в  пределах 

между номинальным током выключателя и но-

минальным  током  отключения  выключателя, 

израсходованный ресурс считается по следую-

щей формуле:

 KP

 

I

НОМ 

ln

(

I

0.НОМ 

/

 

I

МАКС

)

KP

 = 

KP

 

I

0.НОМ

 ∙ 

(

)

 

ln

(

I

0.НОМ 

/

 

I

НОМ

)

,

 KP

 

I

0.НОМ

где 

KP I

0.НОМ

  —  ресурс  по  коммутационной 

стойкости  при  100%  номинального  тока  от-

ключения,  циклов  ВО; 

KP I

НОМ

  —  ресурс  по 

коммутационной стойкости выключателя, ци-

клов  ВО; 

I

0.НОМ

  —  номинальный  ток  отключе-

ния выключателя, А; 

I

НОМ

 — номинальный ток 

выключателя, А.

Как и в прошлом случае, за один цикл вклю-

чения/отключения значение ресурса уменьша-

ется на 100/КР%.

Если  же  максимальный  ток  в  процессе  от-

ключения  превысил  номинальный  ток  отклю-

чения  выключателя,  расчетный  остаточный 


Page 3
background image

121

коммутационный ресурс снижается до нуля, выклю-

чатель считается выработавшим свой ресурс.

Для примера приведем зависимость коммутаци-

онного ресурса от максимального тока в момент от-

ключения для выключателя ВВМ-СЭЩ-3-10-20-1000. 

Его паспортные данные: 

 

– номинальный ток — 1000 А; 

 

– номинальный  ток  отключения  выключателя  — 

20 кА;

 

– ресурс  по  механической  стойкости  —  не  менее 

50 000 циклов ВО; 

 

– ресурс  по  коммутационной  стойкости  при  100% 

номинального тока отключения — 75 циклов ВО.

Уже  разработано  несколько  стандартов,  пред-

полагающих  ремонт  первичного  оборудования 

на  основе  мониторинга  его  состояния,  и  видна 

тенденция  для  дальнейшего  развития  данного 

направления  для  различных  видов  оборудова-

ния. Это обосновано возросшими возможностями 

цифровых  устройств  на  энергетических  объектах 

и трендом к общей цифровизации, подразумеваю-

щей повышение наблюдаемости на объекте. 

Использование  встроенной  в  интеллектуаль-

ные устройства релейной защиты БМРЗ функции 

мониторинга  остаточного  ресурса  выключателя 

ведет к снижению эксплуатационных ресурсов без 

дополнительных  вложений,  так  как  не  требуется 

установка  отдельного  устройства.  Параметриро-

вание  данного  функционала  легко  осуществить 

прямо с дисплея устройства или через программ-

ный комплекс «Конфигуратор-МТ». А точность дан-

ного метода расчета остаточного ресурса выклю-

чателя  позволяет  использовать  его  данные  для 

ремонта «по состоянию». Данные о ресурсе пере-

даются по любому каналу в АСУ, что способствует 

экономии средств за счет удаленного мониторинга 

оборудования.  

Р

ООО «НТЦ «Механотроника»

г. Санкт-Петербург

тел. 8-800-250-63-60

www.mtrele.ru

Таблица зависимостей израсходованного ре-

сурса в зависимости от максимального тока

I

МАКС

, А

KP

, количество

циклов ВО при

данном токе

Снижение 

ресурса при 

данном токе, %

500

50 000

0,002

1000

50 000

0,002

1600

18 027

0,006

5000

1520

0,066

10 000

338

0,296

15 000

140

0,714

20 000

75

1,333

25 000

1

100

0

10000

20000

30000

40000

50000

0

5000

10 000

15 000

20 000

25 000

KP

, цик

л

ов 

ВО

I

МАКС

, А

График зависимости израсходованного

ресурса в зависимости от максимального тока

Рис

. 1. 

Зависимость

 

коммутационного

 

ресурса

 

от

 

мак

-

симального

 

тока

 

отключения

KP

KP

 

I

НОМ

I

НОМ

KP

 

I

0.НОМ

I

0.НОМ

I

МАКС

, A

Рис

. 2. 

Ресурс

 

выключателя

 

на

 

экране

 

устройства

 

БМРЗ

В руководствах по эксплуатации на выключатели 

различных производителей зависимость коммутаци-

онного  ресурса  от  максимального  тока  отключения 

(

I

МАКС

, A) приведена обычно в логарифмическом виде 

(рисунок 1).

Отображение  текущего  ресурса  выключателя 

осуществляется на дисплее блока, в программном 

комплексе «Конфигуратор-МТ» и по каналам АСУ. 

Отображение  оставшегося  ресурса  выключателя 

с экрана устройств БМРЗ показано на рисунке 2.

 1 (52) 2019


Читать онлайн

Все более популярным становится ремонт силового оборудования подстанций «по состоянию». Это осуществляется не плановыми ремонтами электрооборудования с периодичностью, прописанной в ППР, а ремонтом в момент, когда эксплуатационный ресурс оборудования достигает определенной отметки. Этот подход становится более реальным благодаря увеличению наблюдаемости объектов. Он может способствовать снижению OPEX — операционных расходов при реализации проектов.

Поделиться:

«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение»