Экономические методы продления эксплуатации парка трансформаторов
Продление срока службы суть экономическая категория, в основу которой положена оценка степени риска. Рабочей группой 12.20 СИГРЭ предложены два метода:
1. Увеличение срока службы без инвестиций по условию приемлемого риска отказов, так называемый «Метод продленной жизни».
2. Для оборудования, требующего увеличенного обслуживания либо других действий для сохранения приемлемого уровня риска, предлагается так называемый «Метод ранжирования».
Метод продленной жизни
Метод заключается в продлении срока службы оборудования по условию приемлемости существующих условий в отношении числа отказов и затрат на обслуживание.
При этом полагается, что удельное число отказов может увеличиться от существующего уровня л0 до некоторого нового уровня . Решение считается приемлемым, если возможные инвестиционные затраты превышают затраты на ликвидацию последствий отказа.
Метод ранжирования
Метод основывается на двух факторах:
1. GSI (Global Strategic Impact) — число, характеризующее общие стратегические последствия возможного отказа трансформатора.
2. GTC (General Technical Condition) — число, характеризующее общее техническое состояние трансформатора, определяющее вероятность отказа. Степень критичности трансформатора (Global criticality) С определяется как:
(С) = GSIх GTC.
1. При оценке GSI принимаются во внимание:
• Безопасность людей и окружающей собственности, особенно в случае взрыва и пожара;
• Надежность сети — нарушение или ухудшение энергоснабжения потребителей;
• Экологические последствия;
• Экономические последствия, включая расходы на расследование, ремонт, замену;
• Убытки от недоотпуска или недовыработки энергии;
• Штрафы.
2. При оценке GTC учитываются:
• Техническое состояние оборудования;
• Технологический риск — ремонтопригодность, возможная длительность ремонта. Для оценки возможно использование имеющейся информации об отказах подобного оборудования;
• Время эксплуатации оборудования;
• Оперативные условия эксплуатации. Удельный вес каждого из факторов определяется индивидуально.
Методы продления срока службы крупных трансформаторов
Учет индивидуальных отличий
• Практически все крупные трансформаторы имеют некоторые индивидуальные отличия, что требует индивидуального подхода при решении вопроса о продлении срока службы.
• Исторически основными факторами, определяющими эти различия, являлись:
• развитие техники проектирования трансформаторов, в частности, совершенствование теории расчета добавочных потерь в обмотках, электрической прочности главной изоляции, динамической устойчивости обмоток, расчета добавочных потерь в металлоконструкциях и др.;
• развитие технологии производства, в частности, применение бесшпилечных конструкций магнитопроводов, транспонированного и затем склеенного провода, применение формованных и уплотненных деталей из электрокартона, и др.;
• внедрение мер по повышению надежности на основании систематического анализа причин отказов предопределили отличия в формально однотипных трансформаторах.
• Многие трансформаторы были спроектированы в соответствии с индивидуальными техническими требованиями и имеют разные запасы прочности по отношению к нормированным воздействиям.
• На состояние оборудования влияют отличия в условиях эксплуатации: нагрузочный режим, уровень напряжения и возбуждения, перенапряжения, токи КЗ и аварийные режимы в сети.
• Уровень загрязнения изоляции механическими примесями и влагой, степень и последствия старения масла и пр. предопределяют отличия в степени снижения электрической прочности и степени декомпозиции изоляции.
• Уровень обслуживания, ремонты, различные и изменяющиеся со временем, технология и практика выполнения обслуживания обуславливают существенные отличия в состоянии оборудования. Указанные обстоятельства обуславливают
необходимость выполнения в качестве первого и иногда определяющего этапа продления срока службы анализа особенностей конструкции и, в частности, ее надежности с учетом реальных условий и опыта эксплуатации.
Методы продления срока службы
Различаются две группы методов продления срока службы:
1. Обновление трансформатора посредством восстановления электрической и механической прочности, замены изношенных узлов, реконструкции и модернизации.
2. Снижение степени риска внезапного отказа посредством установки мониторинга и улучшения защит от повреждения.
Надежное продолжение эксплуатации трансформаторов после расчетного срока службы требует проведения комплекса специальных работ, первым этапом которых должен быть анализ конструкции и, далее, оценка фактического состояния оборудования. Необходимым условием является отсутствие необратимых повреждений, в частности, степень старения изоляции не должна достичь критического уровня, соответствующего значениям степени полимеризации 400-450.
Экономическая мотивация работ по продлению срока службы базируется на следующих технических предпосылках:
1) большая часть дефектов имеет обратимый характер и может быть устранена в полевых условиях;
2) конструкция трансформатора может быть улучшена с использованием современных знаний;
3) возможно восстановление электрической прочности изоляционной системы практически до исходного уровня при неизменных размерах изоляционных промежутков;
4) возможно снижение скорости старения изоляции посредством удаления влаги и продуктов старения, поддержания низкой концентрации кислорода, снижения температуры;
5) возможно существенное снижение эксплуатационных расходов путем установки системы мониторинга.
Типовая программа работ по продлению срока службы включает:
1) устранение выявленных и потенциальных дефектов, снижающих надежность и влияющих на ускорение процессов старения;
2) очистку, регенерацию либо замену масла;
3) удаление влаги, газов, примесей и продуктов старения, в том числе адсорбированных целлюлозой, посредством сушки, очистки и регенерации изоляции;
4) восстановление механических креплений, подпрессовку обмоток и магнитопровода;
5) замену или восстановление ненадежных комплектующих узлов (вводов, запорной арматуры и др.), а также резиновых уплотнений;
6) модернизацию потенциально ненадежных узлов, а также замену узлов с целью снижения скорости старения (пленочная защита масла, улучшение охлаждения);
7) совершенствование систем контроля оборудования (установка систем мониторинга, внедрение экспертных диагностических программ).