Методи підтримки тривалої працездатності електроустаткування

Для підтримки тривалої працездатності електроустаткування велике значення має його технічне обслуговування в міжремонтні періоди. Експлуатація енергосистеми організується у двох напрямках: технічної експлуатації обладнання та оперативного керування роботою енергосистеми в цілому.
Слід забезпечити надійність - здатність енергосистеми забезпечити безперебійне постачання споживачів електроенергією і теплом при всіх режимах роботи енергосистеми. Надійність забезпечується безаварійної роботою персоналу, своєчасним ремонтом обладнання, правильним веденням режиму роботи обладнання, досить високими темпами розвитку енергосистеми і т.д.
На електричних підстанціях обслуговування обладнання проводиться черговим персоналом, закріпленим за цими підстанціями, під керівництвом диспетчера енергосистеми або диспетчера підприємства електромереж. При цьому можливе застосування трьох форм обслуговування: чергування персоналу на підстанції; чергування персоналу на дому; обслуговування групи підстанції оперативними виїзним і ремонтним персоналом.
Ефективність роботи електрообладнання підвищується завдяки впровадженню пристроїв автоматичного повторного включення (АПВ), автоматичного введення резерву (АВР) і телемеханіки. Сигнали телемеханічних пристроїв при відхиленнях режиму роботи електрообладнання від нормального надходять на диспетчерський пункт електромережі або базисну підстанцію, де є черговий. За отриманими сигналами встановлюється характер порушення режиму і визначається терміновість виїзду на підстанцію ОВБ.
Суттєвий фактор, що впливає на працездатність електроустановок, - використання засобів діагностики стану устаткування. Кожна установка зазвичай оснащена засобами, що дозволяють визначити її працездатність. За електричних приладів можна судити про завантаження двигунів. Збільшення споживаного струму свідчить про виниклі відхилення в електричних або механічних вузлах). Для індикації робочого стану або відмови блоків системи використовують різнобарвну сигналізацію на лампах розжарювання і світлодіодах.
Впровадження програмованих засобів управління обладнанням дозволяє здійснювати всебічну і глибоку діагностику працездатності електроустаткування. Спеціальні діагностичні програми здійснюють контроль навантаження елементів, працездатності вузлів. При відхиленні параметрів роботи електроустановок або відмовах обслуговуючий персонал негайно має про це інформацію. Інформація про стан обладнання в програмованих системах видається на дисплей текстом, дозволяючи оперативно приймати рішення з усунення збоїв і відмов у роботі.

Діагностика стану ізоляції електрообладнання

Об'єктивні дані про технічний стан електрообладнання можна отримати сучасними діагностичними методами. Діагностичні випробування електрообладнання, як правило, виконуються методами, не травмуючими ізоляцію. Вони дозволяють визначати не тільки технічний стан об'єкта, але і локалізувати наявні проблемні місця. Проведення комплексних діагностичних випробувань різними методами неруйнівного контролю дозволяє оцінити ступінь старіння ізоляції і залишковий ресурс електрообладнання.
Технічний стан ізоляції електрообладнання можна визначити такими способами:
- Випробування підвищеною напругою відповідно до діючих нормативів;
- Одноразова випробування діагностичними методами (діагностика).
У першому випадку ми не отримуємо достовірної інформації про реальний технічний стан електрообладнання, другий спосіб дозволяє отримати повну картину фактичного технічного стану.
Контроль над змінами технічного стану електрообладнання в часі забезпечується наступними методами:
- Періодичне випробування діагностичними методами з метою визначення динаміки процесів старіння або розвитку дефектів (тренд);
- «Безперервний» контроль технічного стану, що дозволяє контролювати процеси в ізоляції в кожен момент часу (моніторинг).
У відповідності з діючими в Україні правилами і керівними документами (нормативами) ізоляція високовольтного обладнання і кабелів повинна періодично піддаватися підвищеним постійною напругою. У ряді випадків випробування виконуються змінним напругою промислової частоти і підвищеною напругою з частотою 0,1 Гц.
З практики експлуатації високовольтних кабельних ліній відомо, що позитивні результати випробувань підвищеною напругою зовсім не гарантують безаварійну подальшу роботу електрообладнання. Так, наприклад, після успішних випробувань підвищеною напругою кабельних ліній нерідко відбувається вихід їх з ладу в найближчі після цього місяці. Встановлено, що причина цього в інтенсивному руйнуванні ізоляції частковими розрядами у проблемних місцях, що призводить до скорочення терміну служби кабельних ліній. Крім того, випробування підвищеним постійною напругою кабелів з ізоляцією із зшитого поліетилену практично непридатні, оскільки поліетилен має високу електричною міцністю і малими струмами витоку. І, нарешті, випробування підвищеним постійною напругою не дозволяють локалізувати проблемні місця ліній.
Найбільш небезпечні випробування підвищеною напругою для кабельних ліній з великим терміном служби або низькою якістю монтажу, що вже мають високий рівень часткових розрядів у проблемних місцях. У цьому випадку випробування підвищеною напругою призводять до збільшення рівня часткових розрядів. Цей висновок зроблено на підставі результатів діагностичних випробувань високовольтних кабельних ліній апаратурою OWTS і CDS виробництва німецької фірми Seba KMT, які виконувалися до і після виробництва випробувань кабельних ліній підвищеним напругою.
Останні десять років в Україні та за кордоном ведуться інтенсивні роботи з удосконалення неруйнівних методів діагностики ізоляції та випуску призначеної для цього апаратури. Ці методи орієнтовані на діагностичні випробування, не руйнують ізоляцію електроустаткування і дозволяють виконувати локалізацію проблемних місць на ранній стадії розвитку дефектів в ізоляції. До числа недоліків діагностичних методів випробувань ізоляції слід віднести високу вартість діагностичної апаратури і вимагає наявності висококваліфікованого персоналу, велику складність методів діагностики. Однак ці недоліки перестають мати місце при виробництві діагностичних випробувань силами спеціалізованих підприємств, що мають персонал високої кваліфікації. У цьому випадку підприємство-замовник не несе витрат на придбання діагностичного обладнання і не містить фахівців для роботи з ним. Періодична діагностика або тренд має ті ж характеристики. Безперервна діагностика (моніторинг) з точки зору обсягу одержуваних даних є найбільш інформативною. Перспективним є моніторинг особливо важливих об'єктів енергетики, що мають велику встановлену потужність і відповідно вартість. Разом з тим повсюдне впровадження моніторингу є економічно і практично недоцільним. Важливим питанням є оцінка результатів діагностики OWTS і формулювання висновку. Для цього необхідно мати критерії оцінки за рівнем ЧР, частоті та інтенсивності. Слід зазначити, що в Європі в фірмах, які експлуатують подібні установки, є методики і відповідно критерії з оцінки результатів діагностики. Проте застосування цих методик і критеріїв у України поки представляється недоцільним. Так, наприклад, у Німеччині для апаратури OWTS граничним значенням прийнято рівень часткових розрядів, рівний 1000 ПК, а в Італії - 1200 ПК. Рівні розрядів, що перевищують вказані значення, неприпустимі, а кабельна лінія підлягає ремонту. Наявні в цих країнах критерії діагностики розбиті на ряд груп, а методики на основі створених баз даних дозволяють визначити вид або причину дефекту. За рахунок вдосконалення технології монтажу кабельних ліній, досягається згодом усунення причин, що викликають ті чи інші дефекти. У середньому кількість дефектних кабельних ліній (з рівнем розрядів понад 1200 ПК) у Німеччині та Італії складає близько 50%.
Для України характерним є експлуатація силових кабельних ліній до граничного фізичного стану, при цьому рівень ЧР у них нерідко становить більше 10000 ПК. Кількість кабельних ліній, що мають дефекти з рівнем ЧР близько 5000 пк, становить більше 65%. Виконати заміну дефектних кабельних ліній на нові лінії за короткий термін практично неможливо і економічно недоцільно. Слід зазначити, що в більшості випадків проблемними є кінцеві та з'єднувальні кабельні муфти.
У перспективі технічний стан високовольтних кабельних ліній має відповідати європейським нормам. Тому слід звернути увагу на вдосконалення технології монтажу кабельних ліній і відповідне підвищення вимог щодо оцінки їх технічного стану Фізичні і хімічні процеси, що протікають в ізоляції під впливом часткових розрядів і викликають її старіння, в достатній мірі вивчені. Розроблено методи вимірювання параметрів часткових розрядів, які реалізовані у вітчизняних та зарубіжних приладах різних конструкцій (R2000 / N, R-400, R500TM, уки-4, уки-5, уки-6и, уки-7И, РМ-3Ам, «Імпульс» , ІЛР-201, ЕЛМІН-3, СКІ-2, РЧРВ 1, OWTS та ін.) Наявні технічні можливості приладів і обладнання дозволяють діагностувати технічний стан ізоляції і прогнозувати її залишковий ресурс.
В алгоритмі оцінки технічного стану ліній враховуються результати повторних діагностик, а також результати діагностики за допомогою апаратури CDS, що реалізує діагностику методом зворотного напруги, що дозволяє визначити ступінь старіння ізоляції і залишковий ресурс електрообладнання. Удосконалення алгоритму аналізу результатів діагностики дозволить істотно підвищити достовірність вироблюваних висновків.
Достовірна діагностика стану ізоляції електротехнічного обладнання неруйнівними методами дозволить відмовитися від профілактики ізоляції руйнівними методами контролю, які в багатьох випадках призводять до зменшення ресурсу, несвоєчасного та непередбачуваного пробою ізоляції. Перевірка працездатності кабельної лінії шляхом застосування підвищеного постійної напруги обгрунтовано після монтажу або ремонту та при відсутності технічної можливості для застосування діагностичних неруйнівних методів.
У процесі експлуатації кабельних ліній достовірна інформація про стан ізоляції може бути отримана фізичними методами контролю. Слід мати на увазі, що просочена паперова ізоляція після впливу на неї підвищеної напруги, що супроводжується інтенсивної іонізацією всередині ізоляції з утворенням продуктів розпаду діелектрика, часто відновлює свої властивості за рахунок перетікання просочувального складу. Остання обставина необхідно враховувати при повторній діагностиці ліній. У поліетиленової ізоляції під впливом підвищеної напруги відбувається інтенсивне зародження дендритів по всій довжині кабелю, тобто такі випробування свідомо зменшують ресурс кабелю.
Практична робота з діагностики технічного стану кабельних ліній на підприємствах України методом часткових розрядів ведеться третій рік і зарекомендувала себе як високою якістю робіт, так і економічною доцільністю. Разом з тим для обгрунтованого впровадження цього методу на підприємствах необхідні нормативи оцінки стану силових кабельних ліній та регламентуючі документи, які в даний час відсутні. Тому перехід від випробувань підвищеною напругою до технічної діагностики неруйнівними методами часто викликає питання на підприємствах-замовниках. Нормативи були отримані за результатами НДР на основі великої кількості практичних результатів діагностики. У роботі взяли участь не тільки фахівці діагностичного підприємства, а й вчені в цій області. Робота оформлена у вигляді регламенту і може бути адаптована у загальній частині для будь-якого підприємства Україна. [1, с.86]

Ремонт і обслуговування електрообладнання технологічних установок

Організація обслуговування і ремонту електроустаткування-найважливіше завдання забезпечення безперебійної роботи технологічних установок.
Під час експлуатації обладнання зношуються його складові частини, тобто поступово втрачають свої механічні або електричні характеристики, які потрібні для нормальної роботи. Наприклад, при обертанні валу електродвигуна в підшипниках стирається його поверхню, забруднюється масло в підшипниках, краплі олії потрапляють на ізоляцію обмоток в нагрітому стані і поступово руйнують її. Як вже зазначалося, в багатьох електричних апаратах, здійснюють комутацію електричних ланцюгів (рубильники, контактори, реле, кнопки), обгорають, покриваються оксидною плівкою контакти, у зв'язку, з чим збільшується їх перехідний опір, перегрівається контактне з'єднання і контакт виходить з ладу. Неминучі коливання температури навколишнього середовища викликають зміни режимів роботи напівпровідникових елементів.
Своєчасне проведення профілактичних робіт, регулювань, заміни вийшли з ладу, забезпечує тривалу роботу електрообладнання. Періодичні випробування, статистичний облік відмов і їх аналіз дозволяють встановити найбільш оптимальні терміни ремонтів обладнання, що продовжує термін його експлуатації.
Експлуатацію електрообладнання технологічних установок здійснюють ремонтні служби підприємства, виходячи із завдань забезпечення безвідмовної роботи їх на основі системи проведення планово-попереджувальних ремонтів (ППР). Система ППР базується на систематичних оглядах, при яких виявляються несправності електрообладнання і встановлюється необхідність його ремонту, а також періодичних ремонтних робіт. Система ППР включає такі види робіт: поточний догляд (межремонтное обслуговування), малий, середній і капітальний ремонти.
На підставі даних, отриманих в процесі роботи, а також інструкцій з експлуатації обладнання відділи аналізу та планування ремонтів складають календарні графіки, в яких вказують строки проведення оглядів, малих, середніх і капітальних ремонтів по кожній одиниці обладнання.
В обслуговування елетрооборудованія входять спостереження за виконанням правил його експлуатації, періодичні огляди та проведення профілактичних робіт. При експлуатації електрообладнання ремонтний персонал отримує завдання, оформлене нарядом, в якому вказується обладнання, підлягає огляду, і види виконуваних профілактичних робіт. Як правило, періодичні огляди проводять не рідше одного разу на місяць. Основні заходи, які виконуються при обслуговуванні електрообладнання, наведені нижче.
Основні заходи, які виконуються при обслуговуванні електрообладнання
Обладнання Захід
Електродвигуни Перевірка кріплення електродвигуна, вільного обертання ротора, справності заземлення, стану щіток, відсутності ненормальних шумів, надійності кріплення на валу з'єднувальних муфт, нагрівання корпусу і підшипників, стану пристроїв охолодження
Заміна мастила в підшипниках, очищення корпусу від пилу та забруднення
Рубильники і автомати Перевірка справності заземлення та захисних кожухів, надійності кріплення, оплавлення контактів, справності органів включення. Очищення контактів від нагару і окислення, а також пилу та забруднення
Реле електроавтоматики Перевірка кріплення, наявності маркування висновків, видимих ​​пошкоджень, нагрівання котушки, сторонніх шумів при роботі. Очищення від пилу і промивка контактів
Контактори
і магнітні пускачі Контроль відсутності видимого пошкодження апарату і перекосів контактів, перевірка нагрівання котушки, сторонніх шумів при роботі, оплавлення контактів, маркування висновків. Очищення від пилу та забруднення, протяжка кріпильних деталей, зміна вийшли з ладу контактів
Шляхові і
кінцеві вимикачі Перевірка кріплення до конструкцій, відсутності пошкодження корпусу і ущільнювачів, щільності прилягання кришки, наявності маркування, вільного ходу рухомої системи. Очищення корпусу від забруднення
Фотодатчики Перевірка кріплення, відсутності пошкодження корпусу, наявності маркування. Очищення оптичної системи від бруду, заміна лампочок, протирання корпусу
Силові блоки напівпровідникових перетворювачів
Блоки електронних систем управління
Електровимірювальні прилади
Трансформатори Перевірка кріплення силових елементів і охолоджувачів, відсутності пошкодження системи водяного охолодження, наявності маркування. Очищення від пилу, промивка системи водяного охолодження
Перевірка відсутності зовнішніх пошкоджень, наявності маркування, кріплення захисних панелей. Зовнішня очищення корпусів і панелей
Перевірка відсутності зовнішніх пошкоджень, кріплення до панелей обладнання, маркіровні. Очищення корпусу і стекол
Перевірка відсутності перегріву обмоток і заліза, справності заземлення, маркування. Видалення пилу і забруднень
Електропроводка Перевірка відсутності ушкоджень, закріплення в затисках, стану захисних металорукавів, труб, жолобів, що фіксує кріплення. Протирання.
Електрошафи Перевірка справності запорів, ущільнювачів, працездатності вбудованих вентиляторів, маркування. Очищення від пилу та забруднення зовнішньої і внутрішньої поверхонь шафи, заміна фільтрів вентилятора
При середньому ремонті електроустаткування розбирають і ремонтують, окремі пристрої, виконують заходи малого ремонту, здійснюють перевірку електровимірювальних приладів, ремонтують електричні машини з їх повною розбиранням, регулюють системи управління та вставки захисних апаратів, замінюють пошкоджені ділянки електропроводки.
Середній ремонт виконують фахівці ЦРВ і спеціалізовані ремонтні підрозділи. Так, ремонт електричних двигунів здійснює електроцех, повірку приладів - електровимірювальна лабораторія, ремонт блоків електронних систем управління - фахівці бюро промислової електроніки. Всі вузли й апарати, які пройшли ремонт, регулюють і перевіряють на працездатність під навантаженням.
Капітальний ремонт електрообладнання, як уже зазначалося, звичайно поєднується з реконструкцією і модернізацією електроустановок. При капітальному ремонті проводять повний перемонтаж всієї схеми з заміною або ремонтом більшості вузлів, приладів і апаратів. У капітальному ремонті беруть участь всі ремонтні служби підприємства. Позаплановий ремонт електрообладнання, вироблений при раптових його відмови, називають аварійним. При аварійному ремонті ремонтний персонал по дії блокувань і систем захисту на базі знання електричних і функціональних схем, за звуковий і світловий індикації і за допомогою тестових приладів визначає ділянку схеми і пристрій, що відмовила в роботі. Несправність усувають безпосередньо на обладнанні або відмовив елемент замінюють новим.
Знаючи основні пошкодження, що виникають в електричних машинах, можна швидко їх усунути і продовжити термін служби машин. Пошкодження бувають електричні та механічні. До електричних пошкоджень відносять несправності обмоток, колектора, контактних кілець, щіток, зниження опору ізоляції та інші, пов'язані з електричною частиною машин, до механічних - руйнування підшипників, деформацію валу, розрив бандажів і ін Істотний фактор, що впливає на працездатність електроустановок, - використання засобів діагностики стану устаткування. Кожна установка зазвичай оснащена засобами, що дозволяють визначити її працездатність. За електричних приладів можна судити про завантаження двигунів (збільшення споживаного струму свідчить про виниклі відхилення в електричних або механічних вузлах). Для індикації робочого стану або відмови блоків системи використовують різнобарвну сигналізацію на лампах розжарювання і світлодіодах.
Впровадження програмованих засобів управління обладнанням дозволяє здійснювати всебічну і глибоку діагностику працездатності електроустаткування. Спеціальні діагностичні програми здійснюють контроль навантаження елементів, працездатності вузлів. При відхиленні параметрів роботи електроустановок або відмовах обслуговуючий персонал негайно має про це інформацію. Інформація про стан обладнання в програмованих системах видається на дисплей текстом, дозволяючи оперативно приймати рішення з усунення збоїв і відмов у роботі.
Велике значення для забезпечення працездатності електроустаткування промислових електроустановок має уніфікація застосовуваних електроприводів і систем управління, а також наявність комплекту запасних частин, що взаємопов'язано. Комплект запасних елементів систем управління необхідний для заміни відмовили елементів при експлуатації. Якщо відмова системи відбувається, коли цей комплект витрачений, виникає вимушений простій, пов'язаний зі збитками. З іншого боку, надлишки запасних елементів призводять до невиправданих витрат. Уніфікація систем вирішує цю задачу, дозволяючи істотно скоротити необхідний комплект запасних елементів, а, крім того, забезпечує глибоке вивчення електроустановок обслуговуючим персоналом (виробляються оптимальні прийоми ремонту обладнання).
Безвідмовна робота промислових електроустановок визначається організацією ремонтообслужіванія систем автоматизації та електроприводу, інших засобів електрообладнання. [2, с.198]

Перелік посилань:
1. Мандрикін С.А., Філатов А.А. Експлуатація і ремонт електрообладнання станцій і мереж. М.: Вища школа, 1983. - 344с.
2. Голигін А.Ф., Ільяшенко Л.А. Пристрій і обслуговування електроустаткування промислових підприємств. М.: В.Ш., 1986. - 207с.
3. Атабеков В.Б. Ремонт електрообладнання промислових підприємств. М.: В.Ш., 1985. - 175с.
4. Вернер В.В. Електроремонтер - ремонтнік.М.: В.Ш., 1987. - 223с.
5. Атабеков В.Б. Ремонт трансформаторів, електричних машин і апаратів. М.: В.Ш., 1988. - 416с.