Введение к работе
Актуальность темы исследования. За последние 10 лет в энергосистемах России по данным Департамента Генеральной инспекции по эксплуатации электрических станций и сетей РАО «ЕЭС России» произошло около 200 технологических нарушений с разделением их на части или снижением частоты до 49 Гц и ниже. Ежегодный суммарный недоотпуск электроэнергии составляет от 1300 до 1500МВт.ч.
За этот же десятилетний период имели место 300 сбросов нагрузки на электростанциях с частичной или полной потерей электроснабжения собственных нужд. Основная доля технологических нарушений приходится на электротехническое оборудование, примерно треть - на тепломеханическое оборудование и остальная их часть - на устройства релейной защиты, автоматики и управления.
Данные о зарегистрированных дефектах и отказах оборудования ГЭС на примере Чиркейской ГЭС показывают, что среднегодовое число дефектов различного вида составляет более 80, отказов оборудования - более 20.
Значительная часть нарушений происходит по вине персонала. Наибольшее число технологических нарушений по вине персонала отмечено на электростанциях. Данные Департамента Генеральной инспекции по эксплуатации электрических станций и сетей РАО «ЕЭС России» за 1999-2002 гг. показывает, что по этой причине возникает до 50% всех зарегистрированных технологических нарушений. Причем около 7,5% нарушений происходит при аварийных режимах, когда время принятия решения оперативным персоналом жестко ограничено, а информация для принятия решений является либо явно недостающей, либо избыточной, а 5,3% нарушений происходит при пуске агрегатов.
Для снижения уровня технологических нарушений, повреждаемости оборудования и отказов в электроснабжении разработана «Комплексная программа повышения надежности работй «^даудртвани* и персонала и сни-
I. ляг»!
4 жения аварийности в ЕЭС России», утвержденная Правлением РАО «ЕЭС России» и введенная в действие приказом от 29.03.01 № 142 «О первоочередных мерах по повышению надежности работы ЕЭС России».
Среди первоочередных задач Программы отмечены:
совершенствование технической системы обеспечения надежности и управления ресурсом энергетического оборудования, зданий и сооружений электростанций;
повышение надежности систем и средств диспетчерского технологического управления, технических средств контроля и противоаварийной автоматики ОЭС и ЕЭС России;
— совершенствование профессиональной деятельности персонала.
Анализ эксплуатации оборудования ГЭС и существующих систем управ
ления ими показывает, что, задачи автоматизированного контроля и опера
тивной диагностики оборудования в составе АСУ ТП ГЭС следует отнести
к числу наиболее важных задач управления.
Они позволяют в отличие от существующих задач контроля и диагностики проводить оперативную диагностику элементов управления и технологических узлов на работающем гидроагрегате (ГА) для раннего выявления дефектов и предотвращения отказов, а также для быстрого выявления причины и места дефекта при отказах.
В представленной диссертационной работе, выполненной в рамках работ по модернизации существующей АСУ ТП Чиркейской ГЭС (ЧГЭС), разработана методика построения комплексной автоматизированной системы контроля и оперативной диагностики (АСКОД) гидроагрегата, предназначенная для реализации при проектировании и модернизации АСУ ТП.
В задачи исследования входили:
— анализ существующих систем контроля и диагностики, выбор методики для построения АСКОД для ГА;
* ». -і
определение полного состава задач АСКОД ГА;
определение полного перечня контролируемых параметров ГА;
построение комплексной модели контроля и оперативной диагностики ГА на основе современных методов и подходов к системному моделированию;
экспериментальное исследование работоспособности построенной комплексной модели контроля и оперативной диагностики на примере ГА ЧГЭС.
Методика проведения исследований базируется на теоретических основах гидроэнергетики, теории моделирования дискретных систем и практике построения автоматизированных систем управления, методиках технической диагностики промышленного оборудования.
Новизна результатов, полученных в работе, заключается в следующем:
1. Построена комплексная модель АСКОД ГА, обладающая в отличие от существующих систем следующими свойствами:
высокой универсальностью, которая позволяет использовать одну и ту же структурно- функциональную модель (СФМ) для целей контроля и диагностики любых конструктивных узлов объекта диагностики и определения дефектов различной природы;
возможностью быстрого внесения изменений в ее программную реализацию при изменении объема поступающей с объекта контрольной и диагностической информации с минимальными затратами на модернизацию системы АСКОД;
включением в зону охвата АСКОД элементов, которые в настоящее время не оснащены средствами измерения в цикле оперативного управления, путем учета логических связей и экспертных заключений;
возможностью использования элементов существующих средств технологической автоматики, что обеспечивает минимальные затраты на модернизацию АСУ ТП.
6 2. Проведено экспериментальное исследование применимости и эффективности комплексной модели для анализа причин отказов оборудования, зарегистрированных в оперативных журналах ЧГЭС.
4. Разработаны рекомендации по использованию комплексной модели при модернизации и реконструкции АСУ ТП ГЭС.
На защиту выносятся
—комплексная модель контроля и оперативной диагностики ГА и методика ее построения;
—результаты анализа эффективности применения модели при разборе зарегистрированных в оперативных журналах ЧГЭС отказов оборудования.
Практическая ценность диссертационной работы состоит в том что:
1. Разработанная в диссертации комплексная модель АСКОД позволяет:
повысить надежность и готовность ГЭС за счет непрерывной проверки правильности выполнения объектом основных функций, своевременного обнаружения факта отказа, определения места отказа, оперативной подготовки рекомендаций для дальнейшей эксплуатации;
повысить уровень подготовки эксплуатационного персонала за счет использования детального описания технологических процессов в модели АСКОД при проведении технического обучения персонала непосредственно на объекте;
повысить информативность и одновременно уменьшить избыточность информации о состоянии оборудования для оперативного персонала, что особенно важно при ликвидации аварийных ситуаций на ГЭС.
2. Построенная комплексная модель может быть использована как для кон
троля и оперативной диагностики оборудования на работающем в нормаль
ном режиме, так и выведенном из работы для диагностики его состояния
оборудовании с включением нештатных измерительных систем или подачей
контрольных (зондирующих) сигналов.
7 3. Полученная комплексная модель предназначена для использования при модернизации существующей АСУ ТП ЧГЭС в качестве функциональной подсистемы, а также для обучения и тренировки персонала.
Апробация работы.
Работа докладывалась на заседании Технического совета ОАО «Дагэнерго»
(2004 г.), заседании Технического совета Каскада Сулакских ГЭС ОАО «Дагэнерго» (2004), заседании Технического совета Чиркейской ГЭС ОАО «Дагэнерго» (2004), конференциях молодых ученых Дагестана в 2001 и 2004 гг., на заседаниях кафедры Нетрадиционных и возобновляемых источников энергии Московского энергетического института (Технического университета) (1999,2003,2005 гг.)
Основные результаты работы опубликованы в 4 статьях в центральных научно-технических журналах и республиканских сборниках трудов.
Структура и объем диссертации
