Конференция по диагностике электрооборудования: наука и практика

Конференцию провел Общественный Совет специалистов по диагностике силового электрооборудования, более четверти века действующий при ООО «ИТЦ УралЭнергоИнжиниринг» (ИТЦ УЭИ). Соорганизаторами выступили НПО «Стример», ПЭИПК и Общественный Совет специалистов по диагностике электрических установок Сибири и Дальнего Востока (ОСС ДЭУ). Поддержал мероприятие подкомитет РНК СИГРЭ D1 «Материалы и разработка новых методов испытаний и средств диагностики».

Кроме проблем диагностирования, мониторинга, прогнозирования состояния оборудования и ТОиР, сквозной темой заседаний и неформальных бесед стало импортозамещение, или, как теперь чаще говорят, достижение в этой области технологического суверенитета.

Диагностика: цена вопроса

На первый взгляд, необходимость разработки и применения методик и средств диагностирования странно обсуждать. Для своевременного выявления дефектов, ремонта по состоянию, обоснованного продления срока службы необходимо контролировать оборудование под напряжением, получать достоверные данные о его работе. Однако если оборудование и его монтаж выполнены качественно, то система мониторинга и диагностики – это инвестиции, замороженные на многие годы.

Например, Александр Евгеньевич Монастырский, ведущий инженер Научно-исследовательской лаборатории инженерной электрофизики и ТВН Санкт-Петербургского политехнического университета, полагает, что, исходя из надежности кабелей и материалов, контролировать КЛ со СПЭ-изоляцией в эксплуатации нецелесообразно.

В то же время он уверен, что системами непрерывного контроля нужно максимально широко оснащать старые трансформаторы, которых в эксплуатации огромное количество. «Даже в благополучных энергосистемах трансформаторы, которые выработали нормативный срок эксплуатации, могут составлять 70%, а в некоторых энергосистемах до 95%, – объясняет ученый. – Именно в этих трансформаторах возникает 40% быстро развивающихся и 20% внезапных дефектов. И понятно, что система периодического контроля не в состоянии эти 60% отследить. Поэтому именно такое оборудование нужно оснастить системами непрерывного контроля, но средства для этого не выделяются».

В свою очередь Александр Ремович Ротблют, главный конструктор высоковольтной аппаратуры УЭТМ, считает диагностирование оборудования вопросом неоднозначным. «Понятно, что чем больше в системе узлов и деталей, тем меньше ее надежность. Поэтому наше кредо при разработке выключателей, высоковольтной аппаратуры, измерительных трансформаторов, разъединителей: простота – синоним надежности. Мы стараемся, чтобы было меньше деталей, меньше узлов. Стараемся исключить из конструкции такие элементы, как изоляция, работающая под высоким напряжением, которую надо диагностировать (это то, чему на конференции посвящено 80% обсуждений).

Мы полностью ушли от применения в наших изделиях бумажно-масляной изоляции, которая подвергается старению и от натуральной уплотняющей резины, теряющей эластичность. У нас нет электрической изоляции, работающей под высоким напряжением. Мы используем элегаз, который восстанавливает свои характеристики после гашения дуги, и синтетическую резину. Поэтому оборудование, не имеющее стареющей изоляции, требует минимальной диагностики».

По желанию заказчика УЭТМ оснащает свои изделия средствами диагностики. Но А.Р. Ротблют убежден: «В диагностике нужно найти оптимум, целесообразный уровень с точки зрения экономики и надежности».

Возможно, производители оборудования правы, когда считают, что стремление эксплуатации к максимальному контролю с помощью средств мониторинга и диагностики – следствие недоверия к качеству отечественного оборудования. Мировой рынок насыщен приборами и диагностическими системами английских, американских, немецких, австрийских, швейцарских компаний. Значит, даже в странах, где качество электрооборудования традиционно высокое, энергетики не отказываются от мониторинга и диагностики оборудования.

Дмитрий Николаевич Просвирнин, начальник Службы диагностики и защиты от перенапряжений филиала «Россети Урал» - «Челябэнерго», категоричен: «Практика эксплуатации показывает, что надежды на то, что появится оборудование, которое будет работать без нареканий 30 лет, пока не оправдываются. Кроме того, даже хорошее оборудование на тех или иных этапах может приобрести дефекты. Поэтому идеальной ситуации, когда оборудование не будет требовать испытаний, мы не увидим.

Другое дело, что мы выбираем оборудование, которое требует минимального обслуживания. Например, мы испытываем опорные изоляторы, благодаря этим испытаниям отбраковываем дефектные и меняем их на полимерные или модернизированные керамические изоляторы, которые не требуют уже этих испытаний. Парадоксальная ситуация: получается, что мы, диагносты, сами у себя хлеб отбираем. Да, в этом случае задача на измерение сводится к задаче на изменение.

В итоге у нас и изоляторы на людей не падают, и расходов меньше, в том числе на диагностику и обслуживание. То есть мы всегда, решая ту или иную задачу, оцениваем комплексный эффект: не только выявляем и заменяем дефектное оборудование, но и обеспечиваем электробезопасность, надежность, снижаем затраты на ТОиР».

По мнению Светланы Петровны Высогорец, д.т.н., чл.-корр. АЭН РФ, руководителя направления мониторинга и управления техническим состоянием трансформаторного оборудования (АО «НПО «Стример»), занимающейся вопросами технического диагностирования электрооборудования более 20 лет, движение в сторону малообслуживаемого оборудования – правильная и давняя задача: «Оставлять современное новое оборудование без контроля пока не представляется возможным. На это влияет комплекс причин: качество изготовления, недостатки конструкции, качество монтажа, особые условия эксплуатации и т. д. Как показывает практика, в приработочный период электрооборудования достаточно часто выявляются дефекты, часть из которых являются серьезными. Однако номенклатура контролируемых параметров, безусловно, должна быть подобрана с умом. В диагностике не приветствуется необоснованная избыточность измерений, т. к. это не просто удорожает эксплуатацию, но и в ряде случаев может ввести в заблуждение.

В мировой практике часто встречается многоступенчатый подход к диагностированию. Так, сначала проводят измерения первого уровня, на основании которых из общего массива оборудования вычленяют проблемное, и уже после этого переходят на второй уровень.

Второй уровень предполагает более глубокую диагностику, которая требует применения сложных методов и высокой квалификации, дает возможность определить место локализации дефекта, оценить степень опасности, дать качественные рекомендации по его устранению. Такой подход позволяет оптимизировать диагностическую деятельность».

Заместить и не зависеть

В 2022 г. многие зарубежные компании, в том числе электротехнические, ушли с российского рынка. Готовы ли отечественные производители заполнить освободившиеся сегменты своей продукцией, учитывая, что речь идет не просто об импортозамещении, а о провозглашенном на государственном уровне курсе на достижение технологического суверенитета?

Подобрать нужные компоненты, комплектующие, материалы, предложить решения, способные заменить изделия именитых брендов, – задача нетривиальная. Российская электротехника, которая последние 30 лет была тесно связана с мировыми производителями и рынками, должна приспособиться к более или менее автономному существованию, переориентировать логистику, освоить новые ниши и сделать всё это быстро.

Что думают потребители и производители электрооборудования о ситуации на рынке? Возможно, энергетики пока не успели в полной мере почувствовать отсутствие зарубежной техники. Но постепенно импортным диагностическим приборам и системам мониторинга нужно будет искать замену.

Так, главный инженер Диагностического центра ПАО «Россети Ленэнерго» Константин Юрьевич Мягких заметил: «Пока мы не очень сильно ощутили нехватку диагностических приборов зарубежного производства. Единственная проблема – приборы тепловизионного контроля. В настоящий момент у нас нет надежных тепловизоров с неохлаждаемыми ИК-приемниками российского производства. Для остальных приборов у нас есть российские аналоги. Например, мы используем приборы компании «Димрус».

Еще об одной лакуне рассказал Михаил Михайлович Торкунов, заместитель начальника электроцеха по ремонту Курганской ТЭЦ: «На данный момент мы эксплуатируем 27 элегазовых выключателей производства АББ. Для их технического обслуживания и оперативного ремонта необходим ряд оборудования и материалов. В текущем году при проведении закупки мы столкнулись с тем, что поставщики отказываются поставлять данное оборудование, у них в принципе нет этой продукции. И на российском рынке пока нет производителей, которые могут предложить замену»».

В том, что проблемы, которые возникают с импортным оборудованием, будут в ближайшие год-два полностью решены, не сомневается Дмитрий Николаевич Просвирнин (филиал «Россети Урал» - «Челябэнерго»): «Наше оборудование не останется бесконтрольным. Мы всегда выстраивали свою политику, ориентируясь на приборы, аналогичные тем, которые ушли с нашего рынка. Скажем, приборы для диагностирования КЛ, трансформаторов, оборудования распредустройств производят пермская компания «Димрус», челябинский «Челэнергоприбор», снежинский «Логотех» и другие».

«К сожалению, с рынка ушли некоторые зарубежные изготовители, имеющие превосходное качественное диагностическое оборудование, но часть его всё же остается доступной, – отметила Светлана Петровна Высогорец (АО «НПО «Стример»). – Досадно, но пока нет признанных российских аналогов приборам для диагностики изоляции методом диэлектрической спектроскопии, что очень важно для организации качественной эксплуатации и ремонтов силовых трансформаторов, автотрансформаторов, реакторов».

Не очень просто и производителям. Александр Зиновьевич Славинский, глава ГК «Изолятор», рассказал о проблемах поиска потенциальных поставщиков основных комплектующих и материалов для изготовления высоковольтных вводов. С российскими производителями ситуация сложная. Полностью требованиям завода удовлетворяет только трансформаторное масло и алюминиевые трубы. Всё остальное: медные и латунные трубы и прутки, бумага, фарфоровые и композитные изоляторы – в той или иной степени нуждается в доработке или вообще не соответствует требованиям. Часть необходимого, например нетканое полотно или силикон для полимерной композиции, в нашей стране вообще не выпускается. Завод продолжает поиск альтернативных поставщиков, в том числе в Индии, Турции, Иране, Китае, Корее.

В этой ситуации, по мнению А.З. Славинского, нереально выполнять требования «Россетей» и проводить переаттестацию оборудования при каждом изменении технологии изготовления или применяемых материалов. 

Генеральный директор НПО «Логотех» Иван Григорьевич Тукачев заметил: «Пока ситуация на российском рынке сложная в связи с ограничениями поставок западных комплектующих, необходимо беречь оборудование, внимательнее относиться к результатам диагностики и своевременно принимать меры по устранению неполадок».

Собственные силы

Российским энергетикам нужны удобные инструменты для диагностирования и контроля состояния диэлектрической среды, работающей в сложных эксплуатационных условиях. Именно такие решения стремились предложить разработчики и производители оборудования, участвовавшие в конференции.

Особый интерес у аудитории вызвал блок докладов об автоматизированной системе восстановления изоляции TRANSEC. Эта система производства АО «НПО «Стример» предназначена для мониторинга и восстановления изоляции маслонаполненных трансформаторов. Руководитель направления, д.т.н. Светлана Петровна Высогорец рассказала о проблеме качества изоляции маслонаполненного электрооборудования, об особенностях конструкции и принципах работы предлагаемых цифровых модулей TRANSEC, о способах их применения в действующих электроустановках. Технология TRANSEC является многофункциональной, позволяющей восстанавливать характеристики изоляции на оборудовании под нагрузкой в полностью автоматическом режиме. Контроль и управление модульной системой TRANSEC осуществляется на основе потока цифровых данных.

Опыту применения системы TRANSEC в Когалымских электрических сетях (АО «Россети Тюмень») было посвящено выступление Дениса Михайловича Нестеренко, начальника службы изоляции и защиты от перенапряжений этого филиала. Для апробации модуля TRANSEC был выбран силовой трансформатор ТДТН-16000/110, выпущенный в 1980 г. Перед началом работы TRANSEC в изоляции трансформатора было зафиксировано 40,2 кг воды в твердой изоляции и 0,6 кг воды в жидком диэлектрике. За 7 месяцев работы модуля TRANSEC было извлечено 7,2 кг воды, что обеспечило снижение влагосодержания твердой изоляции на 17%, полное восстановление качества масла, существенное улучшение электроизоляционных характеристик обмоток. Дополнительно Д. М. Нестеренко внес несколько предложений по совершенствованию конструкции TRANSEC.

Сергей Александрович Образцов из Смоленского филиала МЭИ рассказал о теоретических основах метода диагностики изоляционной системы с помощью контроля плотности тока диэлектрической абсорбции. Метод позволяет определить значение обобщенного индекса поляризации, который характеризует надежность работы изоляционной конструкции: ресурс, степень полимеризации бумажной изоляции и т. д.

В свою очередь Вадим Никифорович Осотов (ООО «ИТЦ УралЭнергоИнжиниринг») в своем докладе сравнил этот метод неразрушающего контроля с другими методами оценки влагосодержания бумажной изоляции, отметив его достаточную точность и неоспоримые преимущества. Он сопоставил данные, полученные с использованием метода измерения изоляции промежутка (ВН-НН), метода диэлектрической спектроскопии и спектрального метода оценки полимеризации целлюлозы. Метод диэлектрической абсорбции позволяет корректно определить степень старения бумажной изоляции и может быть внедрен в широкую практику.

Алексей Ерланович Утепов (ООО «ИТЦ УралЭнергоИнжиниринг») отметил необходимость обобщения теории и практики применения метода диэлектрической абсорбции путем разработки и внедрения в энергокомпаниях аппаратно-программного комплекса DielectricAnalyzer. Комплекс позволит получать информацию о состоянии бумажно-масляной изоляции трансформаторов (влагосодержание, степень полимеризации и т. д.), что значительно облегчит работу эксплуатирующих организаций.

Дмитрий Сергеевич Жарич (ООО «ЦНИТЭ») представил результаты полевых испытаний первого отечественного дневного ультрафиолетового дефектоскопа. Прибор «Филин-7» создан на базе солнечно-слепых УФ-фотокатодов из AlGaN и позволяет обнаруживать коронные и частичные разряды не в темное время суток, как это было в предыдущих моделях прибора, а днем. Все компоненты дефектоскопа, кроме микрокомпьютера, объединяющего изображения видимого и УФ-каналов, производятся в России.

Иван Григорьевич Тукачев (НПО «Логотех») представил мобильные индикаторные комплексы МИК-2 для виброакустического неразрушающего контроля фарфоровой опорно-стержневой изоляции без отключения напряжения. Сегодня они выпускаются в двух модификациях: с функцией беспроводной передачи данных и с функцией автоматической идентификации по штрих-коду. Специализированный диагностический комплекс СДК-2Т служит для контроля остаточных усилий прессовки обмоток силовых трансформаторов без их разборки.

Нормативы, нормативы

Задача, которая требует постоянного внимания и усилий, – обновление нормативной базы. Даже недавно пересмотренный документ «Объем и нормы испытаний электрооборудования» (ОНИЭ), действующий с 2017 г. в формате стандарта «Россетей», уже необходимо дополнять. Например, было бы разумно уточнить критерии влажности изоляции силовых трансформаторов. На это указала Светлана Петровна Высогорец (АО «НПО «Стример»). Она предложила выделить несколько областей эксплуатационного состояния по показателю «влагосодержание твердой изоляции» (<2% – нормальное состояние, от ≥2 до <4% – область риска, ≥4% – предельное состояние). Область риска – это та зона состояния изоляции, когда работы по ее восстановлению будут максимально эффективными, особенно с учетом появления на российском рынке современных автоматизированных систем, например TRANSEC, работающих на оборудовании под нагрузкой, без формирования ремонтного режима.

О необходимости систематического пересмотра ОНИЭ говорил и Константин Юрьевич Мягких («Россети Ленэнерго»): «Разрабатывать документ начали в 2015 г., вышел он в 2017 г. С тех пор техника ушла далеко вперед. Уже сейчас в нашей компании есть энергооборудование, которое не указано в ОНИЭ. Например силовые элегазовые трансформаторы 110 кВ, на которые контролируемые параметры в нормативно-технических документах отсутствуют. На данном этапе мы отталкиваемся от инструкций завода-изготовителя. Это логично, но недостаточно. У нас нормы, как правило, жестче».

Актуализация отраслевых нормативных документов – процесс многогранный. Важную сторону этого процесса отметил Герман Владимирович Ростик, почетный профессор кафедры ДЭО «ПЭИПК», опытный специалист в области ремонта вращающихся электрических машин, в том числе турбогенераторов: «Старые документы должны пройти корректировку. Все достижения, апробированные методы диагностирования оборудования должны стать основой новых. Учить эксплуатационный и ремонтный персонал надо по новым документам – это залог качества работ. Без руководящей роли министерских структур проблему не решить».

Есть производители оборудования и эксплуатационные организации, которые прилагают значительные усилия для того, чтобы привести нормативную базу в соответствие с уровнем развития техники. Так, создатели дневного УФ-дефектоскопа «Филин-7» планируют разработать в виде стандарта организации методические указания по УФ-инспекции ВЛ и ПС напряжением 10–500 кВ.

На базе ПК «Изолятор» создана рабочая группа для пересмотра ГОСТ Р 55187-2012, определяющего общие технические условия для изолированных вводов на напряжение свыше 1 кВ.

Унифицировать требования к приборам защиты силовых трансформаторов предложил Тарас Викторович Перинский, технический директор ООО «ТрансПриборКомплект». Сегодня требования к термометрам, маслоуказателям, отсечным клапанам, газовым и струйным реле рассеяны по комплексу национальных стандартов (ГОСТ Р) и стандартов организаций (СТО) ФСК ЕЭС, «Роснефти» и «Транснефти».

Будет сделано и делается уже

Многие участники подчеркивали, что конференции, организуемые Советом специалистов по диагностике, – это образцовая площадка, на которой профессионалы, люди, отвечающие за диагностирование и испытания оборудования энергокомпаний, могут встретиться и обсудить насущные проблемы.

Например, Михаил Михайлович Торкунов (Курганская ТЭЦ) признает: «Конференции Совета – практически единственный источник объективной информации. Рекламная информация об оборудовании есть, но выбрать то, что реально работает, очень сложно. Небольшой компании, такой как наша, сложно поставить что-то в опытную эксплуатацию, провести апробацию. Конференция же позволяет сориентироваться. Здесь рассматриваются и теоретические, и практические вопросы применения оборудования. Но самое ценное – это живое общение с производителями и с теми, кто эксплуатирует оборудование, с кем можно посоветоваться».

Следующая конференция пройдет в 2023 г. Об этом было объявлено на XXVII пленарном заседании Общественного Совета специалистов по диагностике. Члены организации подвели итоги работы за 2021–2022 гг.

Ситуация на российском рынке диагностического оборудования меняется. И энергетикам, и производителям предстоит адаптироваться к новым условиям. Председатель Общественного Совета специалистов по диагностике силового электрооборудования при ООО «ИТЦ УралЭнергоИнжиниринг» Алексей Ерланович Утепов настроен по-деловому: «Мы прикладываем значительные усилия для объединения специалистов, обеспечивающих надежную работу электрооборудования. Мы уверены, что здоровый образ жизни электрооборудования – залог его надежной долголетней эксплуатации, а значит, экономической стабильности и устойчивости предприятий.

Наше сообщество расширяется, мы стараемся идти плечом к плечу навстречу каждодневным вызовам. Только вместе мы сможем сделать нашу энергетику сильнее.

Придется сталкиваться с проблемами, но они решаемы. Это рабочие моменты. Все понимают, что мы справимся».

Презентации к докладам участников доступны на http://www.uraldiag.ru/sovet-po-diagnostike/