В преддверии Российского Международного энергетического форума, перенесённого из-за коронавируса с апреля на октябрь 2020 г., состоялась международная научно-техническая онлайн-конференция «Современные технологии контроля и оценки технического состояния высоковольтного оборудования под напряжением».

Участники обсудили узкопрофессиональные вопросы и проблемы, выявленные в процессе эксплуатации высоковольтного оборудования. В центре внимания были современные технологии контроля электрооборудования под напряжением, а также управление техническим состоянием оборудования электросетевых предприятий и систем электроснабжения на основе оценки технического состояния под напряжением

Организаторами мероприятия выступили Российский международный энергетический форум (РМЭФ ), ФГАОУ ДПО «Петербургский энергетический институт повышения квалификации Министерства энергетики РФ» (ПЭИПК) и «Объединение энергетиков Северо-Запада России». К участию в работе конференции был приглашён отраслевой журнал «Вести в электроэнергетике».

Открывая заседание, модератор конференции заслуженный энергетик РФ, заведующий кафедрой «Диагностика и управление техническим состоянием энергетического оборудования ФГАОУ ДПО «ПЭИПК», вице-президент Объединения энергетиков Северо-Запада Алексей Таджибаев акцентировал внимание на актуальных моментах диагностики электрооборудования. В сообщении «Технологии управления техническим состоянием на основе диагностической информации – ключевой аспект обеспечения надёжности, безопасности и эффективности электроэнергетических предприятий» он подчеркнул, что диагностика нужна для организации управления техническим состоянием оборудования. Задача эта сложная, включает в себя множество аспектов, меняющихся по времени. Время и опыт эксплуатации заметно корректируют знания о тех или иных технологиях. Наглядным примером может служить технология элегазовой изоляции, широко применяемая в высоковольтном оборудовании. Достаточно долго преимущества элегаза перед воздушной изоляцией считались почти неоспоримыми, в том числе и с точки зрения экономики. Доминирующим свойством, благодаря которому элегазовая изоляция существенно потеснила воздушную, явилась дугогасительная способность, которая при прочих равных условиях в несколько раз больше, чем воздуха.

Однако по истечении многих лет эксплуатации выяснилось, что не все положительные качества гексафторида серы (FS6), другими словами, элегаза, оказались такими бесспорными, как казалось поначалу. Возникли серьёзные проблемы в части его экологической частоты. Гексафторид серы включён в перечень парниковых газов, на выбросы которых наложены ограничения. В России появился ряд нормативных документов, регламентирующих необходимость дополнительных мероприятий при проведении ремонтных работ элегазового оборудования, повторном использовании, утилизации элегаза и пр. Эти и некоторые другие требования сводят «на нет» все иные экономические преимущества элегазовой изоляции.

Качественная диагностика и контроль работы оборудования позволяют выяснить не только текущее состояние оборудования, но и перспективность применяемых в нём технологий.

Большое значение для технологического развития имеет наличие актуальной законодательной и нормативно-технической базы.

Нормативная документация должна меняться с наработкой нового опыта и быть нацеленной на обеспечение трёх ключевых элементов, связанных между собой: надёжность, безопасность, эффективность эксплуатации оборудования. Если один из элементов будет отсутствовать, вся конструкция рухнет. Этим объясняется «пробуксовка» Закона об энергоэффективности (ФЗ-261), где был сделан акцент на энергоэффективность, а задачи надёжности и безопасности – упущены.

Эффективность, безопасность, надёжность были взяты за основу группой разработчиков при создании технологии анализа возможностей теплового контроля силовых кабелей высокого напряжения.

По словам профессора Санкт-Петербургского политехнического университета имени Петра Великого, д.т.н. Василия Титкова, основным фокусом данной работы стало создание предиктивных (предвидящих) моделей теплового режима, на основании которых можно оперативно принимать решения, связанные с отключением/подключением и перегрузкой высоковольтного силового кабеля.

Встроенные в кабельную сеть модели в течение нескольких минут могут показать, какие события теплового режима произойдут в сети на следующие сутки, если здесь будет какая-то пертурбация нагрузок кабелей и передаваемой по ним мощности.

Кроме того, разработчики убеждены: математическая модель, предложенная в данной работе, может использоваться в качестве основы для расчёта теплового процесса силовых кабелей в режиме реального времени, поскольку её достаточность подтверждена экспериментальными исследованиями. С помощью разработки надёжной автоматизированной процедуры о многопараметрической минимизации функционала настройки модели она может быть использована в устройствах и системах диагностирования силовых кабелей по тепловым параметрам.

Характерной чертой отечественной электроэнергетики является большой износ электрооборудования. Это касается и силовых трансформаторов, что приводит к росту аварийности. Когда возникает сбой, связанный с повреждением внутри трансформатора, срабатывает газовая зашита на сигнал или на отключение. Персонал должен проанализировать выделившийся газ, оценить степень опасности повреждения и на основе этого предпринять последующие действия. Поэтому так важен аналитический контроль, на основе которого принимаются те или иные решения. Цена неправильного решения бывает очень высокой. На примере одного из ДЗО ПАО «Россети» учёные и специалисты ПЭИПК проанализировали все аварийные события за 10 лет и выяснили, что в 14% случаев результаты диагностирования трансформаторов при наступлении технологических нарушений были ошибочными. Недостоверность была связана с проблемой доизмерительной фазы аналитического контроля, а точнее, – с неудовлетворительной организацией отбора, хранения и транспортировки проб газа. Поиску способа оценки герметичности газоплотных пробоотборных систем трансформатора посвятила своё выступление доцент ФГАОУ ДПО «ПЭИПК», к.т.н. Светлана Высогорец. Изучив все существующие традиционные и новейшие системы отбора, хранения и транспортировки газа из газового реле, научно-техническая группа остановилась на технологически современных газоплотных пакетах, позволяющих повысить достоверность результатов аналитического контроля, снизить трудоёмкость отбора и транспортировки проб газа.

Группой разработана методика оценки герметичности газоплотных пробоотборных систем с гибкой оболочкой. А для реализации методики создан специальный переходник, предназначенный для ввода аликвоты пробы в хромографический комплекс.

В рамках специального эксперимента по оценке метрологических характеристик определён качественный критерий пригодности газоплотных пакетов для отбора и хранения газа.

С новыми результатами работы научно-технической лаборатории вибрационной диагностики машин познакомил профессиональную аудиторию профессор Технического университета г. Варны (Болгария), Почетный профессор ФГАОУ ДПО «ПЭИПК» Христо Драганчев. В 2016 г., сказал он, произведена модернизация двух энергоблоков на болгарской АЭС «Козлодуй». Это привело к повышению мощности каждого генератора на 4% без изменения турбинных установок. Модернизация происходила путём замены статоров генераторов и сопровождалась включением их в систему информационного контроля теплового и вибрационного состояния каждого генератора. Предметом исследовательской работы, представленной Х. Драганчевым на конференции, стало исследование точности информационного контроля и расширение возможностей информационной системы для оценки технического состояния статора. Проведено экспериментальное определение динамической прочности материала шин и граничных уровней вибраций, что необходимо для оценки технического состояния статора и обеспечения ресурса шин до 2035 года. Создана основа для разработки системы оценки технического состояния статора как в нормальных условиях эксплуатации, так и в аварийных. Был озвучен ещё ряд научно-технических предложений.

Существует много методов оценки технического состояния высоковольтного оборудования под напряжением. Об одном из них, а именно, об опыте определения температуры фоновой засветки при тепловизионном обследовании электрооборудования, рассказали профессор Технического университета г. Кошице (Словакия) Ираида Колцунова и профессор «ПЭИПК» А. Таджибаев. Спикеры поделились результатами совместных исследований кафедры электроэнергетики Техуниверситета в Кошице совместно с «ПЭИПК», акцентировав внимание на проблеме оценки фоновой засветки при тепловизионном обследовании.

В процессе всех выступлений было задано множество вопросов по обсуждаемой тематике, в том числе и спорных, что весьма характерно для научно-технической аудитории. Как отметил модератор конференции А. Таджибаев, прозвучавшие доклады будут опубликованы в профильном журнале и представлены на форуме РМЭФ-2020.