СЕТИ РОССИИ
116
д
и
а
г
н
о
с
т
и
к
а
диагностика
Вопросы комплексного
подхода к системам
мониторинга и диагностики
оборудования подстанций
Андрей ЛАПТЕВ, к.т.н, генеральный директор ЗАО «Интера»,
Вадим ЯКИМОВ, ведущий-инженер ЗАО «Интера»,
Нина НОВИКОВА, к.ф.н., доцент НИУ ВШЭ,
исполнительный директор ЗАО «Интера»
Р
езультаты
ряда
исследований
,
по
-
священных
анализу
финансовой
эффективности
российской
электро
-
энергетики
,
показывают
достаточно
опасные
тенденции
:
•
неуклонное
и
значительное
сокращение
рентабельности
отрасли
в
условиях
опе
-
режающего
роста
цен
промежуточной
продукции
,
заработной
платы
и
прочих
расходов
по
сравнению
с
конечной
ценой
электроэнергии
;
•
самый
низкий
уровень
макроэкономиче
-
ской
рентабельности
в
сравнении
с
дру
-
гими
видами
деятельности
на
основании
данных
Росстата
;
•
рентабельность
сетевых
и
генерирую
-
щих
компаний
,
рассчитанная
на
открытых
данных
бухгалтерской
отчетности
,
ниже
рыночной
стоимости
капитала
,
что
дела
-
ет
этот
сегмент
непривлекательным
для
инвесторов
,
и
неминуемо
будет
способ
-
ствовать
обострению
проблемы
замены
или
модернизации
изношенных
основных
фондов
[1].
На
преодоление
сложившейся
ситуации
направлены
усилия
менеджеров
крупней
-
ших
энергетических
компаний
,
исследова
-
ния
ученых
,
НИОКР
коммерческих
компаний
,
многие
годы
успешно
работающих
в
области
электроэнергетики
и
накопивших
большой
практический
опыт
.
Основные
направления
работы
определены
еще
в
начале
2000-
х
и
идентичны
во
всем
мире
:
обеспечение
на
-
дежности
оборудования
подстанций
,
сниже
-
ние
эксплуатационных
затрат
,
переход
к
не
-
обслуживаемым
подстанциям
.
Выявлены
и
приоритетные
задачи
,
которые
не
только
не
потеряли
,
но
и
усилили
свою
актуальность
в
текущей
экономической
ситуации
:
примене
-
ние
автоматизированной
системы
диагности
-
ки
оборудования
и
контроль
развивающегося
дефекта
в
on-line
режиме
,
сокращение
затрат
за
счет
перехода
от
системы
периодическо
-
го
обслуживания
к
системе
обслуживания
по
текущему
состоянию
,
использование
автома
-
тизированной
системы
прогнозирования
от
-
казов
на
базе
диагностической
информации
,
получаемой
в
режиме
эксплуатации
[2].
И
конечно
основополагающая
базовая
идея
—
комплексный
подход
[2, 3, 4]
к
постро
-
ению
единой
системы
мониторинга
и
диагно
-
стики
оборудования
подстанций
—
СМиД
,
АС
-
МиД
в
терминологии
авторов
,
актуализация
нормативной
базы
,
стандартизация
требова
-
ний
и
,
что
особенно
важно
для
сокращения
инвестиционных
затрат
и
срока
окупаемости
,
оптимизация
конфигурации
СМиД
с
учетом
видов
и
классов
напряжения
эксплуатируе
-
мого
оборудования
подстанции
[3, 4].
Сотрудники
ЗАО
«
Интера
»
работают
в
об
-
ласти
разработки
,
производства
и
внедре
-
ния
СМиД
силового
маслонаполненного
оборудования
(
трансформаторы
,
реакторы
),
более
15
лет
и
за
этот
период
выполнены
поставки
оборудования
на
130
энергети
-
ческих
объектов
,
среди
которых
объекты
ПАО
«
ФСК
ЕЭС
»,
ПАО
«
МРСК
»,
ПАО
«
Рус
-
Гидро
»,
АО
«
Концерн
Росэнергоатом
»,
ло
-
кальные
подстанции
промышленных
пред
-
приятий
,
тяговые
подстанции
ОАО
«
РЖД
».
117
Опыт
и
информация
,
накопленная
в
процессе
раз
-
работки
,
производства
,
пуско
-
наладочных
работ
,
гарантийного
и
пост
-
гарантийного
технического
обслуживания
на
достаточно
репрезентативной
выборке
разнообразных
объектов
,
позволяют
во
многом
согласиться
с
коллегами
в
описании
теку
-
щих
проблем
создания
комплексных
многоуровне
-
вых
АСМиД
и
сформулировать
конкретные
пред
-
ложения
по
подходам
и
оборудованию
.
В
единой
СМиД
ПС
используется
специализи
-
рованное
оборудование
нескольких
производите
-
лей
применительно
к
разным
объектам
контроля
.
Исследования
коллег
показывают
,
что
в
резуль
-
тате
в
составе
локальных
СМиД
конкретного
обо
-
рудования
устанавливаются
повторяющиеся
пер
-
вичные
датчики
,
а
это
существенные
затраты
,
понесенные
несколько
раз
при
установке
оборудо
-
вания
и
далее
при
его
эксплуатации
и
технической
поддержке
[2].
В
целях
сокращения
затрат
,
стан
-
дартизации
и
при
этом
обеспечения
непрерывного
контроля
всех
требуемых
параметров
,
необходи
-
мо
разработать
и
утвердить
единые
требования
к
оборудованию
,
применяемому
в
СМиД
,
прорабо
-
тать
в
этих
требованиях
возможные
варианты
ду
-
блирования
функций
и
технологические
решения
по
исключению
дублирования
на
уровне
первич
-
ных
датчиков
и
приборов
первого
уровня
СМиД
.
Стандартизация
протоколов
обмена
между
уровнями
датчиков
и
контроллеров
позволит
упро
-
стить
компоновку
системы
и
выбирать
компоненты
разных
производителей
по
требуемым
критериям
.
Также
упростится
задача
масштабирования
систе
-
мы
в
случае
необходимости
,
при
расширении
или
реконструкции
подстанции
.
Количество
контро
-
лируемых
параметров
,
а
соответственно
,
и
стои
-
мость
СМиД
,
также
должны
зависеть
от
класса
на
-
пряжения
,
ответственности
объекта
мониторинга
,
от
региона
эксплуатации
.
Типичным
примером
может
служить
линейка
анализаторов
газов
,
растворенных
в
трансформа
-
торном
масле
,
выпускаемая
компанией
«
Интера
».
Флагман
—
промышленный
хроматограф
«7
Х
»
предназначен
для
использования
на
самых
ответ
-
ственных
трансформаторах
и
реакторах
высокого
класса
напряжения
.
Он
выполняет
полноценный
ХАРГ
в
реальном
масштабе
времени
.
Для
менее
ответственных
объектов
,
или
мень
-
шего
класса
напряжений
предназначен
анализа
-
тор
водорода
и
горючих
газов
«
Интегаз
».
И
самый
бюджетный
в
линейке
анализатор
«
Гидро
мер
»
предназначен
для
измерения
раство
-
ренного
водорода
и
предполагается
к
применению
на
подстанциях
распределительных
сетей
110
кВ
и
ниже
.
При
этом
все
приборы
дополнительно
из
-
меряют
влагу
в
масле
.
Приведенный
пример
не
говорит
о
том
,
что
нельзя
применять
любой
из
этих
приборов
на
любом
классе
трансформаторов
.
Все
зависит
от
технической
и
экономической
целесообразности
,
а
также
от
квалификации
,
опыта
(
и
,
может
быть
,
школы
)
специалистов
по
диагностике
.
Например
,
есть
мнение
,
что
для
любых
трансформаторов
до
-
статочно
знать
содержание
водорода
,
чтобы
пер
-
вично
судить
о
«
здоровье
трансформатора
».
Как
вариант
удешевления
СМиД
без
умень
-
шения
функциональности
можно
рассмотреть
комбинацию
мониторинга
с
технологическим
обо
-
рудованием
ПС
,
объединение
первого
и
второго
уровня
СМиД
[3].
В
качестве
примера
можно
при
-
вести
разработанный
ЗАО
«
Интера
»
шкаф
управ
-
ления
охлаждением
со
встроенными
функциями
мониторинга
трансформаторного
оборудования
—
СМУОТ
.
Достоинство
такого
подхода
—
экономия
места
,
экономия
на
монтажных
работах
,
интегра
-
ции
и
компонентах
системы
.
Исчезает
необходи
-
мость
в
дополнительных
кабелях
,
дублировании
датчиков
,
упрощается
сетевая
структура
и
т
.
д
.
При
этом
мы
получаем
полноценную
СМиД
,
спо
-
собную
работать
на
трансформаторах
любой
мощ
-
ности
и
класса
напряжения
.
Еще
один
вариант
такой
комбинации
—
разме
-
щение
блока
мониторинга
СМиД
внутри
прибора
для
измерения
содержания
газов
и
влаги
в
масле
.
Анализируя
ситуации
по
конкурсам
и
запросам
на
поставку
систем
мониторинга
трансформатор
-
ного
оборудования
,
мы
заметили
,
что
уже
в
тече
-
ние
нескольких
лет
СМиД
оснащаются
в
основном
«
большие
»
трансформаторы
,
а
для
трансфор
-
маторов
малых
мощностей
и
низших
классов
на
-
пряжения
приобретаются
,
в
лучшем
случае
,
так
называемые
«
приборы
мониторинга
»
отдельных
параметров
,
чьи
функции
существенно
«
уреза
-
ны
».
Причина
понятна
—
сумма
инвестиций
и
срок
окупаемости
.
По
результатам
наблюдений
нами
разработан
экономичный
по
цене
вариант
СМиД
Промышленный
хроматограф
7
Х
,
прибор
мониторинга
РПН
№
2 (35) 2016
118
СЕТИ РОССИИ
на
базе
анализатора
«
Интегаз
».
Оптимизирова
-
на
конфигурация
функций
мониторинга
,
с
учетом
анализа
аварийности
трансформаторного
обору
-
дования
и
требований
,
изложенных
в
стандарте
СТО
56947007-29.180.01.116-2012.
Комбинированная
система
позволяет
обеспе
-
чить
контроль
растворенных
в
масле
газообраз
-
ных
продуктов
разложения
изоляции
,
содержа
-
ния
влаги
в
изоляции
,
температур
масла
в
баке
трансформатора
,
температуры
на
входе
и
выходе
охладителей
,
токовой
нагрузки
трансформатора
,
расчет
старения
изоляции
по
температуре
наи
-
более
нагретой
точки
обмотки
и
влагосодержанию
твердой
изоляции
,
прогноз
старения
и
общего
из
-
носа
,
расчет
температуры
верхних
слоев
масла
,
расчет
нагрузочной
способности
трансформатора
без
ущерба
для
общего
срока
службы
,
расчет
до
-
пустимых
аварийных
перегрузок
по
ГОСТ
14209,
МЭК
60076-7 (IEEE C57.91-1995),
непрерывный
кон
-
троль
режима
работы
системы
охлаждения
.
Бла
-
годаря
использованию
в
комбинированной
СМиД
современной
микроэлектроники
,
функции
систе
-
мы
могут
быть
легко
расширены
или
адаптирова
-
ны
под
требования
заказчика
,
например
контроль
ЧР
,
РПН
,
контроль
и
управление
системой
охлаж
-
дения
и
т
.
д
.
В
соответствии
с
требованиями
к
информацион
-
ному
обеспечению
полнофункциональной
СМиД
,
система
обеспечивает
передачу
данных
автома
-
тического
контроля
состояния
трансформаторного
оборудования
в
центры
анализа
и
обработки
дан
-
ных
,
передачу
информации
в
систему
сбора
и
пере
-
дачи
технологической
информации
(
ССПТИ
)
и
/
или
АСУТП
по
стандартным
протоколам
,
автономный
сбор
,
обработку
и
накопление
информации
за
весь
срок
службы
,
обеспечение
рекомендаций
по
стра
-
тегии
эксплуатации
контролируемого
оборудова
-
ния
с
учетом
требований
РД
34.45-51.300-97.
Для
небольших
трансформаторов
возможно
объ
-
единение
в
один
конструктив
шкафа
соединений
,
системы
охлаждения
и
системы
мониторинга
,
с
при
-
менением
«
Гидромера
»
в
качестве
прибора
ГВС
.
Также
надо
обратить
внимание
,
что
цифровые
технологии
в
нашем
оборудовании
применяются
уже
много
лет
,
приборы
и
системы
реализованы
на
базе
современных
микропроцессорных
контролле
-
ров
,
поддерживающих
протоколы
цифрового
об
-
мена
данными
(IEC61850, IEC60870-5-104, Modbus)
и
можно
смело
сказать
,
что
нами
освоены
и
активно
внедряются
элементы
цифровой
подстанции
.
Хотя
на
практике
до
сих
пор
бывают
ситуации
,
когда
нам
приходится
доукомплектовывать
наши
приборы
контроля
ГВС
аналоговыми
платами
для
интегра
-
ции
со
СМиД
других
произво
дителей
.
Что
касается
информационного
уровня
СМиД
,
то
современные
тенденции
лишь
подчеркивают
правильность
наших
идей
и
решений
по
обеспе
-
чению
централизации
хранения
данных
[5].
Такой
подход
в
организации
информационной
структуры
систем
мониторинга
и
диагностики
начинает
,
в
ко
-
нечном
итоге
,
находить
понимание
среди
других
участников
рынка
.
Сама
технология
передачи
данных
в
единое
хранилище
—
вопрос
скорее
регламентный
,
свя
-
занный
с
действующими
правилами
конкретной
организации
.
Кто
-
то
может
допустить
сбор
этих
данных
по
каналам
общего
пользования
,
кто
-
то
создаст
возможность
передавать
их
по
внутрен
-
ним
,
корпоративным
,
защищенным
каналам
,
недо
-
ступным
другим
пользователям
.
А
вот
вопрос
оперативного
сбора
данных
,
на
-
копления
истории
,
хранения
с
многократным
ре
-
зервированием
и
передачи
информации
на
не
-
скольких
уровнях
с
контролем
и
разграничением
доступа
,
отправки
срочных
сообщений
и
т
.
д
.
решен
в
программном
обеспечении
СМиД
ЗАО
«
Интера
»
еще
в
2006
году
и
постоянно
совершенствуется
.
Как
вариант
доставки
данных
в
централизован
-
ное
хранилище
нами
разработан
способ
,
подходя
-
щий
даже
для
необслуживаемых
подстанций
при
отсутствии
канала
связи
.
Он
предполагает
,
что
персонал
,
периодически
объезжающий
объекты
,
может
подключить
ноутбук
или
внешний
носитель
информации
,
куда
автоматически
будет
записана
вся
база
данных
за
период
с
предыдущей
записи
,
либо
весь
объем
,
находящийся
в
СМиД
.
В
даль
-
нейшем
эта
информация
может
быть
использова
-
на
диагностами
для
анализа
.
Мы
пошли
по
пути
использования
web-
технологий
и
стандартных
средств
Windows,
что
позволяет
использовать
лю
-
бой
интернет
-
браузер
,
унифицировать
все
экран
-
ные
формы
,
упростить
и
ускорить
процесс
раз
-
Анализатор
«
Гидромер
»
119
Телефон
: (495) 123 65 92
e-mail: [email protected]
www.inte.ru
работки
и
внедрения
,
сократить
объем
данных
,
передаваемых
по
каналам
связи
.
В
программном
комплексе
,
названном
нами
«Onlinepower»,
учтены
потребности
эксплуатаци
-
онного
персонала
,
диагностов
на
всех
уровнях
ие
-
рархии
,
разработчиков
оборудования
,
конструкто
-
ров
и
ученых
[5].
Одним
из
серьезных
вопросов
является
вопрос
достоверности
измерений
и
,
в
частности
,
метро
-
логической
аттестации
СМиД
.
В
последнее
время
в
технических
заданиях
стали
появляться
требо
-
вания
аттестации
каждого
канала
измерения
от
датчика
до
места
хранения
и
использования
па
-
раметра
,
включая
кабели
,
по
которым
передается
сигнал
.
Такие
работы
невозможно
провести
в
за
-
водских
условиях
и
их
имеют
право
выполнять
только
специализированные
аккредитованные
организации
.
К
тому
же
СМиД
поставляется
одной
компанией
,
большинство
датчиков
—
другой
,
ка
-
бели
—
третьей
,
а
монтаж
может
вести
четвертая
организация
.
Кто
в
таком
случае
должен
отвечать
за
метрологию
всей
системы
—
непонятно
.
Существуют
аттестованные
по
внутренним
про
-
цедурам
ПАО
«
Россети
»
устройства
(
датчики
),
ко
-
торые
невозможно
поверить
.
Они
внесены
в
раз
-
ряд
сигнализаторов
,
но
их
показания
принимаются
в
СМиД
и
участвуют
в
работе
математических
мо
-
делей
.
Метрологический
сертификат
на
данный
канал
не
предусмотрен
законодательно
.
Таким
об
-
разом
,
некоторая
часть
каналов
просто
не
подле
-
жит
аттестации
.
Возникает
странная
ситуация
.
С
одной
стороны
мы
ищем
пути
удешевления
СМиД
с
целью
обосно
-
ванного
применения
на
объектах
более
низкого
класса
напряжений
,
с
другой
стороны
,
выполнение
требований
по
метрологии
,
включающие
аттеста
-
цию
каждого
канала
,
неизбежно
удорожает
итого
-
вую
систему
на
суммы
,
сравнимые
со
стоимостью
самой
системы
.
И
в
большинстве
случаев
аттесто
-
вать
все
каналы
так
и
остается
невозможным
.
На
наш
взгляд
,
разумно
считать
,
что
,
поскольку
показания
СМиД
являются
рекомендуемыми
,
а
не
участвуют
в
управлении
технологическим
про
-
цессом
,
разумно
было
бы
отказаться
от
требова
-
ний
метрологической
аттестации
СМиД
целиком
,
ограничившись
такими
требованиями
к
датчикам
,
приборам
и
модулям
ввода
-
вывода
,
возложив
эту
задачу
на
производи
-
телей
соответствующего
оборудо
-
вания
.
Заключение
.
Вопросы
соста
-
ва
оборудования
,
параметров
кон
-
троля
и
набора
функций
для
ком
-
плексных
автоматизированных
систем
мониторинга
и
диагностики
оборудования
подстанций
должны
решаться
с
учетом
класса
объек
-
тов
.
Назрел
вопрос
актуализации
стандартов
с
учетом
дифферен
-
циации
требований
к
АСМиД
,
что
позволит
в
итоге
получить
значи
-
тельный
экономический
эффект
за
счет
исключения
дублирования
функций
и
единиц
оборудования
.
Отечественные
производители
име
-
ют
необходимый
опыт
и
возможности
предложить
различные
варианты
построения
СМиД
,
обеспечить
контроль
необходимых
параметров
с
учетом
мини
-
мизации
затрат
,
используя
идеологию
линейки
про
-
дуктов
,
соответствующих
общим
техническим
тре
-
бованиям
и
утвержденным
стандартам
.
Р
ЛИТЕРАТУРА
:
1.
Богачкова
Л
.
Ю
.,
Карева
А
.
С
.
Инструменты
ко
-
личественного
анализа
эффективности
со
-
временной
Российской
электроэнергетики
:
разработка
и
применение
// ISSN 1998-992X.
Вестн
.
Волгогр
.
гос
.
ун
-
та
,
Сер
. 3,
Экон
.
Экол
.,
2014,
№
4(27).
2.
Рассальский
А
.
Н
.,
Сахно
А
.
А
.,
Конограй
С
.
П
.,
Гук
А
.
А
.
Комплексный
подход
к
диагностике
высоковольтного
оборудования
подстан
-
ций
220—1150
КВ
под
рабочим
напряжением
в
режиме
эксплуатации
// ISSN 2074-272X.
Електротехніка
і
Електромеханіка
, 2010,
№
4.
3.
Дарьян
Л
.,
Образцов
Р
.,
Ильина
Е
.,
Сипачев
К
.
Автоматизированная
система
мониторинга
и
диагностики
оборудования
подстанции
//
ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ
.
Передача
и
распределе
-
ние
, 2015,
№
1(28).
4.
Дарьян
Л
.
А
.
Общие
технические
требования
к
системам
мониторинга
оборудования
под
-
станций
. URL: http://www.tiees.ru/
fi
leadmin/f/
Conference/darjan.pdf.
5.
Лаптев
А
.
В
.,
Липатников
П
.
А
.
Инструменты
диа
-
гностики
и
анализа
:
Информационная
надстрой
-
ка
системы
мониторинга
трансформаторов
.
Решение
и
опыт
//
ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ
.
Передача
и
распределение
, 2014,
№
2 (23).
С
. 60–62.
Анализатор
«
ИнтеГаз
»
№
2 (35) 2016
Оригинал статьи: Вопросы комплексного подхода к системам мониторинга и диагностики оборудования подстанций
Результаты ряда исследований, посвященных анализу финансовой эффективности российской электроэнергетики, показывают достаточно опасные тенденции.
