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
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
Оригинал статьи: Учет остаточного ресурса высоковольтных выключателей
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.
