Logo

"АЭСАТ ЭЛЕКТРИК" ООО


Техническое обслуживание и ремонт энергетического оборудования — важно выбрать правильную стратегию

Ю.Л.Богатырёв, директор ООО "ДАТОС ЛТД", Киев (Украина)

П.В.Криксин, м.т.н., инженер СЗАО "Таврида Электрик БП"

Любое энергетическое оборудование, включая роторное и силовое высоковольтное, в процессе работы теряет свои заявленные эксплуатационные характеристики, проще говоря, изнашивается как физически, так и морально. Наилучшим способом решения проблемы износа является замена отработавшего нормативный срок оборудования новым — современным, экономичным и надёжным. Вместе с тем финансовое состояние предприятий в большинстве случаев не позволяет проводить широкомасштабную модернизацию основных фондов. В результате в работе остаётся много изношенного оборудования, часть которого эксплуатируется за пределами нормативных сроков. Тенденция старения основных фондов характерна не только для отечественных, но и для зарубежных предприятий. В развитых странах существуют и успешно эксплуатируются системы управления основными фондами предприятия. Суть таких систем — дать высшему менеджменту инструмент принятия оптимальных решений по обновлению оборудования или целесообразности их ремонта.

Динамика изменения физического и морального старения оборудования энергообъектов показывает [1, 2] быстрое увеличение количества оборудования, отработавшего свой технический ресурс: так, в энергетике России к 2015 году "сработка" паркового ресурса генерирующих мощностей достигнет 62% от установленной мощности, расчётный ресурс исчерпают 58% установленной мощности силовых трансформаторов 110 кВ и выше, к этому же сроку отработают расчётный ресурс 75% линий электропередач.

Темпы нарастания изношенности электрооборудования составляют 2-6 % в год от общего количества. Износ энергетического оборудования достаточно высок и в Европе, где по некоторым данным порядка 40% силовых трансформаторов работают на границе нормативного срока эксплуатации.

В некоторой степени восстановить ресурс оборудования позволяет техническое обслуживание и ремонт (ТОиР). Существуют различные стратегии обслуживания оборудования, среди которых выделяют [3]:

Применительно к энергетике стратегия аварийных ремонтов появилась на этапе её раннего развития. Собственно стратегии как таковой не было. В условиях отсутствия резерва, сложившихся ремонтных баз и служб, приборов диагностики, ремонтной документации, статистики отказов и т.п. ничего, кроме аварийных (неплановых) ремонтов, и не могло быть. Реализация такой стратегии не требует высокого уровня квалификации ремонтного персонала. Очевидны и её недостатки — высокая вероятность неплановых простоев из-за внезапных отказов оборудования, дорогостоящие и продолжительные ремонты, возникающие ввиду обширности дефектов.

Стратегия ППР зародилась в 40-х годах XX-го века. Её появление было связано со становлением плановой экономики СССР. С 1940 года вводятся Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей, а с 1955 — Единая система планово-предупредительного ремонта и рациональной эксплуатации технологического оборудования машиностроительных предприятий. В 1963-1973 годах действует Положение о планово-предупредительных ремонтах оборудования и транспортных средств на предприятиях металлургической промышленности СССР, а с 1973 года — Положение о планово предупредительных ремонтах механического оборудования, в основе которого использование статистических данных о предыдущей эксплуатации механического оборудования металлургических предприятий [3]. ТОиР по стратегии ППР осуществляется периодически в плановые сроки, которые не зависят от технического состояния оборудования.

Стратегия ТОФС начала развиваться в середине 70-х годов, когда стала применяться первая мобильная и переносная виброизмерительная аппаратура. Она была дорогостоящей и неудобной с современной точки зрения, вместе с тем позволяла проводить вибромониторинг основного и вспомогательного оборудования на основе спектрального анализа его вибросостояния. По причине малой автоматизации процесса, высокой стоимости и трудоёмкости работ область применения такой аппаратуры была ограничена. Ситуация стала меняться с середины 80-х годов, когда начали появляться недорогие переносные микропроцессорные устройства, позволяющие хранить собранные данные о вибросостоянии оборудования и проводить их обработку. Эти достижения определили новый этап развития стратегии ТОФС [4], основанной на обслуживании оборудования исходя из его фактического состояния.

Каждая из описанных стратегий ТОиР имеет свои сферы применения, достоинства и недостатки. Стратегия аварийных ремонтов рекомендуется для первой амортизационной группы оборудования, к которой относится всё недолговечное имущество со сроком полезного использования от 1 года до 2 лет [5]. Стратегия аварийных ремонтов является наиболее дешёвой, однако не позволяет предупредить аварию и провести своевременный ремонт либо замену оборудования.

Стратегия ППР в настоящее время наиболее часто применяется на отечественных предприятиях при ТОиР основного и вспомогательного оборудования. В её основе лежит жесткая регламентация времени межремонтных циклов, установленного для всех видов оборудования типовыми нормативами.

Рассмотрим метод оценки надёжности механических и электромеханических узлов с помощью закона распределения отказов Вейбулла (рис. 1) [6].

Кривая распределения Вейбулла

Закон распределения имеет три характерные области:

Стратегия ППР исходит из того, что накопленная статистика по эксплуатации оборудования позволяет точно определить область стабильной работы оборудования и установить необходимый интервал для выполнения профилактического воздействия непосредственно перед областью старения оборудования.

Применение стратегии ППР позволяет снизить вероятность внезапного отказа оборудования, минимизировать время его простоя в ремонтах, подготовить долгосрочную финансовую программу по управлению денежными потоками на ТОиР оборудования.

Вместе с тем опыт эксплуатации свидетельствует о том, что связь между возрастом оборудования и возникающими в нём дефектами становится всё более слабой. Кроме того, из ремонтной практики известно, что плановые капитальные ремонты могут привести и к росту числа отказов. Так, даже если вскрытие агрегата покажет отсутствие дефектов в нём, то за счёт нарушения установившихся кинематических связей узлов оборудования его остаточный ресурс уменьшится. Таким же образом замена масла в трансформаторе приводит к уменьшению остаточного ресурса изоляции его обмоток [7]. Стратегии ППР присущи и иные недостатки:

Указанные недостатки потребовали пересмотра и модернизации стратегии ППР. Наиболее передовой стратегией сегодня является ТОФС, которая позволяет обслуживать только те узлы и только тогда, когда это действительно необходимо. Систему ТОФС целесообразно применять для сложного и наиболее ответственного оборудования, профилактический ремонт которого связан с большими затратами, а аварийный ремонт — с огромным ущербом [1].

Для реализации системы ТОФС на предприятии должна функционировать надёжная система диагностирования оборудования, позволяющая выявлять развитие дефектов на самой ранней стадии. Диагностика может быть реализована в следующих формах [2]:

Перечисленные методы различаются глубиной диагностирования, необходимостью вывода оборудования в ремонт, возможностью обнаружения дефекта на ранней стадии развития. Как показано в [2], с технико-экономической точки зрения наиболее рационально использовать непрерывный автоматический (on-line) контроль, который позво-ляет выявлять развитие дефекта на самой ранней стадии, контролировать состояние оборудования без вывода его в ремонт, дистанционно наблюдать параметры оборудования.

Тем не менее on-line мониторинг имеет ограничения, которые можно разделить на три группы: физические (технические), экономические и организационные [8]. К физическим ограничениям on-line мониторинга относят: необходимость некоторых конструктивных доработок оборудования для установки на нём датчиков, необходимость приобретения самого диагностического комплекса, состоящего из датчиков, кабелей, контроллеров, высоконадёжных рабочих станций на базе промышленного компьютера. Экономические ограничения связаны с достаточно высокой стоимостью диагностического комплекса, которая, стоит заметить, уменьшается в удельных показателях с ростом мощности оборудования. Организационные ограничения связаны с необходимостью подготовки специалистов, способных эксплуатировать on-line комплексы мониторинга, а также недостаточностью указаний к переходу на ТОФС в нормативных документах.

Вместе с тем мировой опыт свидетельствует о естественном стремлении предприятий к снижению стоимости ТОиР и продлению срока сверхнормативной эксплуатации оборудования. Сюда же следует отнести тенденции перехода от методов, способствующих уменьшению последствий аварии (например, релейная защита и автоматика), к превентивным методам, позволяющим благодаря постоянному контролю состояния оборудования предотвратить их появление. В этом плане ТОФС обладает огромным резервом, так как помогает принимать решения на основе измеренных достоверных данных.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Необходимость в надёжной и экономичной работе оборудования привела к развитию различных стратегий ТОиР. Выбор наиболее приемлемой из них должен базироваться на технико-экономических расчётах. Среди известных стратегий ТОиР можно выделить три: аварийных ремонтов, ППР и ТОФС.

Выбор той или иной стратегии для предприятия требует тщательного анализа в каждом конкретном случае. В конечном счёте выбор наиболее рациональной стратегии обслуживания будет базироваться на соображениях минимума затрат на ТОиР и максимума требуемой надёжности. Наиболее прогрессивной на сегодняшний день является стратегия ТОФС, масштабное применение которой началось в последнее десятилетие благодаря совершенствованию микропроцессорной техники и алгоритмов выявления дефектов на ранней стадии их развития. Внедрение стратегии ТОФС совместно с развитием системы управления основными фондами предприятия позволит:

В итоге развитая система управления основными фондами поможет менеджерам и техническим работникам эффективно и рационально использовать финансовые и трудовые ресурсы предприятия.

ЛИТЕРАТУРА

  1. Назарычев А.Н. Совершенствование системы ремонтов электрооборудования электростанций и подстанций с учётом технического сосотояния: Дис. д-ра техн. наук. — Иваново: 2006. — 389 с.
  2. Россальский А.Н. Диагностика состояния высоковольтного оборудования подстанций с помощью систем непрерывного контроля // IV Международная конференция "Силовые трансформаторы и системы диагностики": Запорожский национальный технический университет. — 2009.
  3. Алексеев А.Б. Оптимизация профилактического обслуживания оборудования ВН // Энерго-Эксперт. — 2010. — №1.
  4. Васильев В.А., Васильев А.В. Пособие по ремонту металлургического оборудования на опыте организации ремонтной службы Ждановского металлургического завода им. Ильича. — Донецк, 1979.
  5. Ящура А.И. Система технического обслуживания и ремонта энергетического оборудования. — М.: Энас, 2008.
  6. Кузнецов Н.Л. Надёжность электрических машин. — М.: Издательский дом МЭИ, 2006.
  7. Паперный Л.Е., Куличенков В.П. Испытания электрооборудования напряжением 6-750 кВ. — Мн.: БНТУ, 2010.
  8. Барков А.В., Тулугуров В.В. Диагностическое обслуживание предприятий — основа перевода оборудования на ремонт по состоянию // Ассоциация ВАСТ. — 2010.
  9. Богатырев Ю.Л., Букреева Л.А. Ремонтировать или менять? // Энергия и Менеджмент. — 2010. — №5.


Справки и консультации:

ООО "АЭСАТ ЭЛЕКТРИК"

ул. Логойская, 19, комн. 9, д. Валерьяново, Минский район, 223053, Беларусь

Адрес для писем: 220013, Минск, а/я 118

Тел. +375 (29) 606 22 21, +375 (29) 509 66 24,

+375 (29) 690 66 24

E-mail: AesatElectric@gmail.com
www.Aesat.web-energo.by