Современная модель системы контроля оборудования гидроэлектростанции

Размещено на http://www.allbest.ru/

СОВРЕМЕННАЯ МОДЕЛЬ СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ ОБОРУДОВАНИЯ ГЭС

гидроэлектростанция противоаварийный экспертный автоматика

За последние годы в энергосистемах России по данным Ростехнадзора произошло около 200 технологических нарушений. Более 30 % из них по причине нарушений в работе противоаварийной автоматики и средств технологического управления [1, c. 3].

Повышение эксплуатационной надежности и готовности к работе технологического оборудования одно из основных направлений увеличения экономической эффективности эксплуатации ГЭС. Поддержание эксплуатационной надежности на необходимом уровне связано со значительными трудностями и затратами, особенно в случае, когда оборудование станции подвергается значительному физическому износу. Большинство ГЭС России проработало со дня пуска около 30 лет. Оборудование из периода нормальной эксплуатации переходит в период износа и старения, а интенсивность отказов различных его элементов неуклонно возрастает, что повышает опасность аварийного выхода гидроагрегатов из строя.

Наибольшая доля дефектов и отказов приходится на сложные узлы гидроагрегата (ГА). Велико значение количества отказов с невыявленными с первого раза причинами. Природа возникновения этих причин различна: ложное срабатывание автоматики и защит из-за большого объема физически и морально устаревшего оборудования, ошибки персонала. Часто дефекты возникают при монтаже, сборке и наладке оборудования.

На электрических станциях, не оснащенных информационно-вычислительными комплексами, контроль параметров работы и показателей состояния оборудования обычно осуществляется с помощью многочисленных приборов: показывающих и регистрирующих. Такой способ не может обеспечить необходимую своевременность и достаточную наглядность, затрудняет работу оперативного персонала (особенно в переходных режимах).

Существующие в России автоматизированные системы управления технологическим процессом (АСУ ТП) ГЭС обеспечивают сбор достаточно большого объема информации и решают задачу сигнализации о неисправностях, возникших в процессе эксплуатации, путем оценки принадлежности значения контролируемого параметра допустимому диапазону его изменения.

Поскольку в период эксплуатации ГА подвержен изменению состояния, то необходим анализ его надежности и безопасности. Вследствие стремительности протекания физических процессов и работы в режимах близких к критическим к ГА предъявляются требования по оперативности управления [1, c. 8]. Изменение состояния связано с переходом систем ГА в состояние отказа или с переходом в предотказные состояния (ПС). Из вышесказанного следует необходимость своевременного обнаружения изменения состояния систем ГА. Одним из методов обнаружения изменения состояния является диагностика состояния.

Системы контроля современных агрегатов, как правило, не предназначены для технической диагностики, однако содержат большое количество информации, полезной для нее.

В настоящее время ремонтная диагностика является практически единственным средством выявления дефектов отечественного энергетического оборудования.

Развитием АСУ ТП в части повышения надежности эксплуатации оборудования может стать автоматизированная система контроля и диагностики (АСКД), которая предполагает диагностику состояния основного и вспомогательного оборудования ГЭС, систем автоматики и защиты на основе существующего сбора данных АСУ ТП [1, с. 9]. Она позволит обеспечить оперативность контроля состояния оборудования ГЭС.

Прогресс в области вычислительной техники позволяет придать АСКД такие функции, как обработка данных любой сложности, контроль состояния измерительной части систем, накопление и анализ данных, самодиагностика, прогноз и принятие решения о характере и объеме дефекта, о мероприятиях по его устранению и о дальнейшей эксплуатации оборудования.

Решению общей задачи диагностики - оценки технического состояния электростанции - сопутствуют трудности, к числу которых относятся:

· большое число факторов, влияющих на состояние объекта, в том числе и тех, которые не имеют количественного выражения;

· сложная связь между влияющими факторами, часто неявная и неоднозначная, плохо поддающаяся структурированию;

· зависимость установления диагноза и выработки решения от опыта и квалификации персонала.

Эти особенности делают естественным применение технологии экспертных систем (ЭС). Как и экспертные, системы диагностики основываются на знаниях, осуществляют логический вывод и объяснение своих действий. Диагностические экспертные системы разрабатываются во многих странах мира и используются для нужд энергетики. Российская энергетика находится еще в начальном периоде разработок и внедрения экспертных систем.

К основным функциям ЭС относятся:

· представление знаний и опыта экспертов;

· логический вывод на основе знаний;

· объяснение результатов логического вывода;

· возможность самообучения (коррекция имеющихся знаний и пополнение вновь приобретенными знаниями).

В основе экспертных систем лежит концепция применения знаний высококвалифицированных специалистов (экспертов) при решении практических задач технической диагностики. Они, в свою очередь, дополняют традиционные алгоритмы решения таких задач большими возможностями, которые отражают различные функции и свойства объекта диагностики, что позволяет достигнуть требуемой полноты и глубины диагностики. С помощью предлагаемой АСКД представляется возможной наиболее полная реализация функции контроля. Непрерывный контроль состояния или контроль с очень малыми периодами времени между измерениями может обеспечить выявление быстроразвивающихся дефектов. Информация о техническом состоянии ГА, полученная с помощью измерительных устройств и обработанная в соответствии с определенным алгоритмом в блоке вычисления и анализа далее поступает в блок регистрации и отображения выходной информации в форме отчёта или рекомендации. Последние содержат необходимый и достаточный объем информации для работ оперативного и эксплуатационного персонала.

АСКД свойственна гибкость, необходимая в ремонтные периоды, благодаря упрощенному вводу соответствующих схемных изменений. Предложенная система будет способна сообщать персоналу о необходимости корректировки сроков вывода в ремонт контролируемых узлов ГА, учитывая их текущее состояние и остаточный ресурс. По требованию персонала АСКД способен ввести информацию по ранее произошедшим отказам и авариям, неполадкам и т.п. Эти данные являются наиболее актуальными при выводе гидроагрегата в ремонт. В условиях существующих тенденций по усложнению технических систем, в частности систем ГА, имеющих требования к снижению вероятности отказов необходимо использовать современные методы расчета контролируемых параметров. Можно утверждать, что в перспективе характеристики АСКД так или иначе перестанут удовлетворять предъявляемым к ним требованиям, которые, в свою очередь, могут ужесточаться. Математическое описание должно удовлетворять ряду требований: обучаемость, наглядность, высокая производительность [2, с. 21]. С экономической точки зрения, целесообразно устанавливать АСКД непосредственно в контроллеры различных систем ГА. Контроллеры реализованы на базе микропроцессорных устройств (МУ), а присутствующие на станции электромагнитные поля негативно влияют на исправную работу МУ. Поэтому необходимо предусмотреть современные методы защиты, способствующие поддержанию надежности эксплуатации оборудования станции [3, с. 34].

Список использованных источников

1Алиомаров, А.Г. Повышение эффективности эксплуатации оборудования ГЭС за счет введения автоматизированной системы контроля и оперативной диагностики состояния агрегатов: автореф. дисс. канд. тех. наук / Алиомаров Алиомар Газимагомедович. - Москва, 2005. - 20 с.

2Шарай, В.А. Математическое обеспечение информационных систем мониторинга надежности и безопасности сложных технических систем: автореф. дисс. канд. тех. наук; 27.03.13 / Шарай Вячеслав Александрович. - Краснодар, 2013. - 24 с.

3Самойлов, Л.В., Власова, Е.П. Электромагнитное влияние на микропроцессорные устройства релейной защиты и их средства защиты / Л.В. Самойлов, Е.П. Власова // Энергосбережение и инновационные технологии в топливно-энергетическом комплексе: материалы региональной научно-практической конференции студентов, аспирантов, молодых ученых и специалистов / отв. ред. А. Л. Портнягин. - Тюмень : ТюмГНГУ, 2012. -- С. 33-35.

Размещено на Allbest.ru