Эксплуатация и техническое обслуживание современных РЗА

Автор: Якямсев Дмитрий Олегович – Российская Федерация, г. Самара, Самарский Государственный Технический Университет, магистрант 

Аннотация. Рассмотрены правила эксплуатации и технического обслуживания современных РЗА, определяющие виды, периодичность, программы и объемы технического обслуживания всех устройств РЗА, трансформаторов тока и напряжения, блоков питания и других узлов устройств РЗА, используемых в электрических сетях 0,4-35 кВ; методика проверок и испытаний конкретных устройств РЗА, которой следует пользоваться при проведении технического обслуживания. 

Ключевые слова:устройства РЗА, эксплуатация, техническое обслуживание, функциональное состояние, отказы, проверка.

Эксплуатация и техническое обслуживание современных РЗА осуществляется в соответствии с правилами технического обслуживания устройств релейной защиты и электроавтоматики электрических сетей 0,4-35 кВ РД 153-34.3-35.613-00 [2].Эксплуатация современных РЗА возможна только при соблюдении условий их надежности, работоспособности и отсутствия отказов. Надежность РЗА – это свойство устройства вовремя поддерживать в установленных пределах значения параметров, характеризующих способность выполнять необходимые функции в указанных режимах и условиях эксплуатации, обслуживания, ремонта, хранения и транспортировки.

Функциональное состояние – это состояние устройств, при котором значения параметров, характеризующих способность выполнять указанные функции, отвечают требованиям нормативной, технической и конструкторской документации. Отказом называется нарушение работоспособного состояния устройства. Имеются характерные виды отказов, отличающиеся:

-                   по возможности прогнозирования наступления отказа – постепенные и внезапные отказы;

-                   по времени возникновения отказа – приработочные отказы, отказы периода нормальной эксплуатации и деградационные отказы[3, c. 17].

В этом случае неудачи могут быть как прогрессирующими, так и внезапными.

Прогрессирующие отказы возникают в результате изменения одного или нескольких параметров устройства или состояния его элементов вследствие различных физических и химических процессов, возникающих в результате длительного использования.

В устройствах РЗА к таким процессам относятся: пыль с внутренних частей реле и устройств, образование отложений и оболочек на контактах, рассогласование механической части реле, ослабление винтовых контактных соединений, снижение сопротивления изоляции, изменение характеристик устройства или его отдельных элементов. При осуществлении своевременных профилактических работ эти изменения параметров или состояния устройства и его элементов могут быть найдены методами контроля и диагностики, а вероятные сбои предотвращаются регулировкой, заменой или восстановлением элементов. Внезапные отказы характеризуются резким изменением значений одного или нескольких параметров устройства. Причинами внезапных сбоев являются физические и химические процессы, которые протекают довольно медленно во времени.

Сбои в разработке происходят в начальный период эксплуатации, в основном вызванные недостатками в технологии производства и недостаточным контролем качества компонентов устройств в процессе изготовления. Причинами неисправности устройств РЗА также могут быть ошибки сборки и регулировки, неправильный монтаж.

Отказы нормального периода эксплуатации происходят после окончания периода обрыва, но до начала периода деградации. Это самый длительный период общего времени работы, в течение которого количество отказов приблизительно постоянно и имеет наименьшее значение.

Деградационные отказы вызваны естественными процессами старения, износа и коррозии в соответствии с установленными правилами, стандартами проектирования, производства и эксплуатации. Эти отказы возникают, когда устройство в целом или его отдельные части приближаются к предельному состоянию для условий старения или износа в конце полного или межремонтного срока службы. При правильной организации технического обслуживания этих отказов можно избежать путем своевременной замены или ремонта элементов. В этом случае период замены должен быть меньше среднего времени износа элемента. Если замена не проводится своевременно, количество отказов в процессе деградации увеличивается.

Эксплуатационные сбои, сбои нормального периода эксплуатации и сбои деградации являются случайными событиями, но подчиняются общим закономерностям.

Необходимо различать отказ защитного устройства как событие потери работоспособности и отказ работы как событие невыполнения данной функции при возникновении соответствующего запроса.

Срок службы устройства или срок его службы до вывода из эксплуатации определяется износом устройства до тех пор, пока его восстановление не станет невыгодным.

Срок службы устройства, начиная с проверки при повторном включении питания, обычно включает в себя несколько периодов ремонта, каждый из которых можно разделить на этапы, характерные с точки зрения надежности: период обрыва и период нормальной эксплуатации.

Существует несколько видов технического обслуживания устройств РЗА:

-        проверка при первом включении (наладка);

-        первый профилактический контроль;

-        профилактический контроль;

-        профилактическое восстановление (ремонт);

-        опробование (тестовый контроль);

-        технический осмотр [4, c. 29].

Более того, в случае возникновения аварий, может проводится внеочередной (послеаварийный) осмотр.

Проверка (настройка) устройств РЗА при новом включении должна осуществляться при вводе в эксплуатацию вновь установленного отдельного соединения или при реконструкции устройств РЗА при существующей установке. Это необходимо для оценки рабочего состояния оборудования и вторичных цепей, правильности схем соединений, регулировки реле, проверки исправности работы агрегата приборов РЗА.

Если проверка при новом запуске была проведена сторонней организацией по вводу в эксплуатацию, то новые и реконструированные устройства включаются после их принятия службой РЗА.

Профилактическая проверка устройств РЗА проводится с целью выявления и устранения возможных неисправностей его элементов, возникающих во время работы, что может привести к чрезмерному срабатыванию или выходу из строя устройств ДПВС. Первая профилактическая проверка после ввода в эксплуатацию устройства ДПВП проводится главным образом с целью выявления и устранения неисправностей предварительной эксплуатации, возникающих в начальный период эксплуатации.

Профилактическое восстановление проводится с целью проверки рабочего состояния оборудования и цепей, соответствия параметров и характеристик реле заданным, восстановления изношенного оборудования и его частей, а также проверки устройства РЗА в целом.УстройстваРЗА имеют цикл обслуживания от трех до двенадцати лет. Цикл техобслуживания относится к периоду работы устройства между двумя ближайшими профилактическими восстановлениями, в течение которого установленные виды техобслуживания выполняются в определенной последовательности.

В зависимости от воздействия различных факторов внешней среды на аппараты в электрических сетях 0,4-35 кВвыделяются две категории помещений.Категория I включает закрытые, сухие и отапливаемые помещения. Категория II включает помещения с широким диапазоном изменения температуры окружающего воздуха, в которых имеется относительно свободный доступ наружного воздуха (металлические детали, ячейки типа, комплектные трансформаторные подстанции и т.д.), а также помещения, расположенные в зонах с повышенной агрессивностью окружающей среды. Цикл технического обслуживания устройств РЗА, установленных в помещениях категории I, эквивалентен 12, 8 или 6 годам, а для устройств РЗА, установленных в помещениях категории II, эквивалентен 6 или 3 годам, в зависимости от типа устройств РЗА и местных условий, влияющих на ускорение износа устройств (табл. 1). Цикл обслуживания для устройств РЗА устанавливается распоряжением главного инженера предприятия.

Таблица 1 – Периодичность проведения технического обслуживания устройств РЗА электрических сетей 0,4-35 кВ

Для несамоуправляющихся соединений в помещениях категории II длительность цикла обслуживания устройств РЗА может быть увеличена, но не более чем в два раза. Допускается перенос запланированного вида технического обслуживания на срок до одного года с тем, чтобы совместить техническое обслуживание приборов РЗА с ремонтом основного оборудования. В некоторых разумных случаях время цикла обслуживания устройств РЗА может быть сокращено.

Циклы технического обслуживания, приведенные в таблице, относятся к периоду работы устройств РЗА, соответствующему полному сроку службы устройств. В зависимости от опыта использования приборов РЗА на основе электромеханических элементов, установленных в помещениях категории I, общий средний срок службы этих приборов составляет 25 лет, а для приборов, установленных в помещениях категории II - 20 лет.

В технической документации для устройств РЗА на основе микроэлектронных и электронных компонентов полный средний срок службы обычно устанавливается в 12 лет. Эксплуатация устройств РПА на электромеханической, микропроцессорной и электронной основе сверх указанных сроков может быть разрешена только в том случае, если условие удовлетворительное и цикл технического обслуживания сокращен, установленный руководством предприятия.

Наибольшее количество отказов электронного оборудования приходитсяна начало и конц срока службы, поэтому рекомендуется устанавливать более короткие периоды между проверками в течение первых двух-трех лет и после 10-12 лет эксплуатации. Периоды работы между двумя ближайшими профилактическими восстановлениями для этих устройств в первые годы эксплуатации рекомендуются не более 6 лет. С накоплением опыта эксплуатации цикл обслуживания может быть продлен до 12 лет. Плановое техническое обслуживание устройств РЗА электросетей мощностью 0.4-35 кВ должно, по возможности, сочетаться с ремонтом электрооборудования. Первая профилактическая проверка устройств РЗА должна проводиться через 10-18 месяцев после ввода устройства в эксплуатацию. Предполагается, что частота обслуживания оборудования и вторичных цепей устройств дистанционного управления и сигнализации будет такой же, как и для соответствующих устройствРЗА [1].

Периодичность технических осмотров оборудования и цепей устанавливается соответствии с местными условиями. Рекомендуется проводить испытания (испытания) устройств на микроэлектронной основе еженедельно на подстанциях с обслуживающим персоналом и на подстанциях без обслуживающего персонала – по мере возможности, но не реже одного раза в 12 месяцев.

Для микроэлектронных и микропроцессорных устройств РЗА перед повторным включением питания, как правило, следует проводить привод с подачей на устройство в течение 3-4 суток рабочего тока и, по возможности, рабочих токов и напряжений с включением устройства с воздействием на сигнал. По истечении срока обучения проводится тестовая проверка, и при отсутствии каких-либо неисправностей устройство РЗА передается с остановочным действием.

Удаление пыли с наружных поверхностей, проверка надежности контактных соединений, проверка целостности окон, состояния стыков оболочек и т.д. Микропроцессорные и электромеханические устройства РЗА выполняются обычным способом. Очистка от пыли внутренних модулей микропроцессорных устройств РЗА внутренняя проверка должна проводиться пылесосом, чтобы избежать повреждения устройств от статического разряда. Следует иметь в виду, что производители гарантируют нормальную работу электронных устройств и выполнение гарантийного ремонта РЗА в течение ограниченного срока эксплуатации с сохранением заводских пломб. Поэтому не рекомендуется открывать корпуса этих устройств в течение гарантийного срока.

Так, в случае неисправности устройств РЗА на микроэлектронной основе ремонт устройства в течение гарантийного срока должен проводиться на заводе-изготовителе. В последующий период эксплуатации ремонт проводится по контракту с изготовителем или в базовых лабораториях квалифицированными специалистами.

Источники

1.                  ГОСТ Р 55438-2013 Релейная защита и автоматика. Взаимодействие субъектов электроэнергетики и потребителей электрической энергии при создании (модернизации) и организации эксплуатации. - М.: Стандартинформ. - 2014. - 20 с.

2.                  Правила технического обслуживания устройств релейной защиты и электроавтоматики электрических сетей 0,4-35 кВ РД 153-34.3-35.613-00 (утв. РАО "ЕЭС России" 20 декабря 2000 г.). – URL: https://www.dokipedia.ru/document/5321722 (дата обращения: 18.05.2021).

3.                  Илюшин П.В. Особенности оценки технического состояния устройств РЗА на действующих объектах электроэнергетики / П.В. Илюшин // Электрооборудование: эксплуатация и ремонт. – 2019. – № 11. – С. 12-19.

4.                  Илюшин П.В. Перспективы развития и инструменты автоматизации задач эксплуатации устройств РЗА / П.В. Илюшин, А.А. Небера, О.А. Федоров // Релейная защита и автоматизация. – 2017. – № 2 (27). – С. 28-37.