Почему мониторинг состояния важен, поскольку электрические сети требуют большего от существующих активов
От более высокого использования к лучшей видимости активов
Энергетические системы просят делать больше.
Электрификация, интеграция возобновляемых источников энергии, центры обработки данных и промышленное развитие — все это увеличивает спрос на электроэнергетическую инфраструктуру. В то же время коммунальные предприятия сталкиваются с более длительными сроками поставки оборудования, ограничениями в цепочке поставок и ростом инвестиционных затрат.
Это создает фундаментальную проблему: как можно более эффективно использовать существующую энергетическую инфраструктуру, сохраняя при этом надежность и управляя рисками активов?
Недавняя статья СИГРЭ,«Сеть, которая должна делать больше: возможности, ограничения и риски для повышения перегрузочной способности трансформатора».рассматривает этот вопрос с точки зрения нагрузки трансформатора. В статье подчеркивается более широкий сдвиг в управлении активами энергетических систем: вместо того, чтобы полагаться только на фиксированные эксплуатационные ограничения, коммунальные предприятия все чаще обращают внимание на информацию о состоянии, технологии мониторинга и принятие решений с учетом рисков.
Тот же принцип применим и к другим критически важным электротехническим активам, включая КРУЭ и ГИЛ.
Почему эксплуатационные пределы — это еще не все
Традиционно электрооборудование эксплуатируется с определенными запасами для обеспечения надежности в нормальных и аварийных условиях.
Например, для трансформаторов более высокая нагрузка может привести к повышению температуры, ускорению старения изоляции и увеличению нагрузки на компоненты. СИГРЭ отмечает, что достижения в области теплового моделирования, исследований старения изоляции, оценки влажности и онлайн-мониторинга обеспечивают большую прозрачность состояния трансформаторов и создают возможности для управления активами с учетом их состояния.
Важная концепция заключается не просто в следующем:
«Сколько может перевозить оборудование?»
но всё чаще:
«В каком состоянии находится оборудование и насколько работоспособна?»
Этот переход от статических ограничений к решениям, основанным на условиях, становится все более важным, поскольку коммунальные предприятия стремятся извлечь больше пользы из существующей инфраструктуры.
Тот же принцип применим и к оборудованию с газовой изоляцией.
Для систем GIS и GIL изолирующий газ является важной частью системы изоляции оборудования.
Таким образом, качество и состояние газа могут предоставить важную информацию при вводе в эксплуатацию, техническом обслуживании и устранении неисправностей.
Несколько параметров особенно важны:
- Чистота SF₆
- Точка росы/влажность
- SO₂ и другие продукты разложения
- Давление и плотность газа
- Утечка SF₆
Эти измерения не заменяют другие формы оценки состояния ГИС. Вместо этого они предоставляют дополнительную информацию, которая может помочь инженерам оценить состояние газа и выявить потенциальные проблемы в течение жизненного цикла оборудования.
Влажность особенно важна
Влага внутри оборудования с элегазовой изоляцией может повлиять на характеристики изоляции, а также может указывать на проблемы, связанные с установкой, герметизацией, обслуживанием или обращением с газом.
По этой причине измерение точки росы обычно используется при оценке состояния изолирующего газа.
Надежные измерения могут помочь ответить на практические вопросы, такие как:
- Достаточно ли сухой газ?
- Влага попала в корпус?
- Готово ли оборудование к вводу в эксплуатацию?
- Изменилось ли качество газа после технического обслуживания?
- Требуется ли дополнительная сушка или газоочистка?
Это делает измерение влажности больше, чем простой лабораторный тест. Это может стать частью общего процесса обслуживания и управления активами.
От тестирования отдельных параметров к пониманию состояния активов
Современное управление активами все больше зависит от объединения нескольких источников информации.
Для трансформатора СИГРЭ выделяет такие технологии, как оптоволоконный мониторинг температуры, анализ растворенных газов, датчики влажности, тепловое моделирование и цифровые двойники. Эти технологии могут помочь владельцам активов лучше понять взаимосвязь между условиями эксплуатации и состоянием оборудования.
Для ГИС и GIL аналогичный подход может включать в себя сочетание:
Качество газа + влажность + продукты разложения + давление/плотность + информация об утечках + история эксплуатации
Вместо того чтобы рассматривать отдельное измерение, инженеры могут использовать несколько параметров, чтобы составить более полную картину состояния оборудования.
Это особенно актуально, когда оборудование должно оставаться в эксплуатации в течение многих лет, а решения по техническому обслуживанию должны учитывать надежность, эксплуатационные требования и стоимость жизненного цикла.
Почему точные испытания газа становятся более важными
По мере увеличения использования существующей электрической инфраструктуры важность достоверной информации о состоянии также возрастает.
Если оборудование эксплуатируется ближе к его практическим пределам, неопределенность становится более значительной.
Для GIS и GIL точные газовые испытания могут поддерживать несколько этапов жизненного цикла оборудования:
1. Ввод в эксплуатацию
Перед подачей питания можно проверить качество и влажность газа, чтобы убедиться, что изоляционная среда соответствует требуемым условиям.
2. Регулярное техническое обслуживание
Периодические измерения могут помочь установить рекорды качества газа и выявить изменения с течением времени.
3. Устранение неполадок
Неожиданное увеличение влажности или продуктов разложения может предоставить полезную информацию при расследовании аномальных условий.
4. Извлечение и повторное использование газа
Во время технического обслуживания восстановленный SF₆ можно проанализировать перед обработкой и повторным использованием. Газовый анализ может помочь определить, требуется ли восстановление, очистка или дальнейшая обработка.
5. Экологический менеджмент
Точное обнаружение утечек и контролируемое обращение с газом могут снизить ненужные выбросы SF₆ и способствовать ответственному обращению с этим ударопрочным изолирующим газом.
Переход к управлению активами на основе состояния
Обсуждение возможности перегрузки трансформаторов иллюстрирует более масштабную трансформацию в управлении активами энергосистемы.
Целью является не просто более интенсивная эксплуатация оборудования.
Это значит лучше понимать оборудование.
Более совершенные датчики, улучшенное моделирование и более полная диагностическая информация могут снизить неопределенность и позволить владельцам активов принимать более обоснованные решения о загрузке, обслуживании и замене.
Работа СИГРЭ по нагрузке трансформаторов отражает это более широкое направление. Ее совместная рабочая группа A2/D1.82 изучает механизмы старения, поведение при влажности, тепловое моделирование, ограничения компонентов, технологии мониторинга и снижение рисков в рамках структурированной оценки повышенной нагрузки трансформаторов.
Для оборудования с элегазовой изоляцией надежное измерение газа является частью той же более широкой философии:
Измерить → Понять → Оценить → Поддерживать
KSTONE: Поддержка оценки состояния газа
KSTONE разрабатывает испытательное и газовое оборудование для экологически чистого электрооборудования с элегазовой изоляцией.
Ассортимент нашей продукции охватывает несколько этапов управления газом и оценки состояния, в том числе:
- Обнаружение утечек SF₆
- Измерение чистоты SF₆
- Измерение точки росы и влажности
- Анализ продуктов разложения SF₆
- Мультигазовый анализ
- Утилизация SF₆ и обработка газа
- Разделение и очистка SF₆
- Газовый анализ для экологически чистого распределительного устройства
Для операторов ГИС и ГИЛ эти технологии предоставляют практические инструменты измерения для ввода в эксплуатацию, технического обслуживания, устранения неполадок и управления газом.
Поскольку энергетические системы продолжают требовать большего от существующей инфраструктуры,лучшее использование активов будет все больше зависеть от лучшей информации об активах.
Для оборудования с элегазовой изоляцией понимание состояния изолирующей среды является важной частью этой информации.
Сопутствующие продукты KSTONE
Газоанализаторы SF₆— Измерение чистоты, точки росы и продуктов разложения для приложений GIS/GIL.