Глава 4. Техническая диагностика электроэнергетических систем
ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА – область знаний, охватывающая теорию, методы и средства определения технического состояния объекта.
Рис.4.1. Влияние научно-технического прогресса (НТП) на надежность
изделий и место технической диагностики в обеспечении надежности
4.1. Основные термины и определения контроля,
диагностирования и прогнозирования электроустановок
Многие годы в стране действовала система планово-предупредительных ремонтов (ППР), предусматривающая жесткие однозначные нормы на все виды электроремонта. В [17] предусматривают, что техническое обслуживание и ремонт можно проводить по результатам технической диагностики, при функционировании у потребителя системы технической диагностики.
В [17] задан примерный порядок технического диагностирования электроустановок потребителей. Согласно ему следует раздельно для основных видов электроустановок составить документ, определяющий задачи, условия, показатели и характеристики технического диагностирования (ТД).
В задачи входит определение и прогнозирование вида технического состояния, поиск мест отказа и неисправности. Для создания нужных условий следует задать показатели и характеристики, разработать соответствующее обеспечение, включая приспособленность электроустановки к ТД.
Устанавливаются показатели точности и достоверности ТД, а также технико-экономические показатели (включая объединенные материальные и трудовые затраты, периодичность и продолжительность диагностирования). К характеристикам диагностирования, в соответствии с задачами, отнесены [18]:
- номенклатура параметров электроустановки, позволяющих определить ее техническое состояние;
- глубина поиска места неисправности или отказа, определяемая уровнем конструктивной сложности составных частей или перечнем элементов, с точностью до которых должно быть определено место отказа или неисправности;
- номенклатура параметров изделия, позволяющих прогнозировать его техническое состояние.
Номенклатура диагностических параметров должна удовлетворять требованиям полноты, информативности и доступности измерения при наименьших затратах времени и стоимости реализации.
Диагностические параметры могут быть охарактеризованы приведением данных по номинальным и допускаемым значениям, точкам контроля и т.д.
Электроустановку, подвергаемую диагностированию, задают в виде табличной диагностической карты (в векторной, графической или другой форме), где даны структурные (определяющие параметры). Они непосредственно и существенно характеризуют свойства установки и ее узла. Приоритет отдается параметру, который удовлетворяет требованиям определения истинного технического состояния электроустановки (узла) для заданных условий эксплуатации. Формулируются требования к измерению диагностических параметров и специфические требования.
Алгоритм диагностирования предполагает описание перечня элементарных проверок объекта диагностирования, определяемых рабочим или тестовым воздействием, поступающим на объект, а также составом признаков (параметров), образующих ответ объекта на соответствующее воздействие. Конкретные значения признаков (параметров), получаемые при диагностировании, являются результатами элементарных проверок или значениями ответа объекта. Очевидна необходимость программного обеспечения и разработки единой по предприятию системы технического диагностирования.
Может быть рекомендован следующий состав диагностической информации, образующей базу данных потребителя:
- паспортные данные электроустановки;
- данные о техническом состоянии с результатами измерений и обследований;
- данные с результатами расчетов, оценок, предварительных прогнозов и заключений;
- обобщенные данные по электроустановке.
В руководстве пользователя описываются последовательность и порядок анализа полученной диагностической информации, сравнения и сопоставления полученных после измерений и испытаний параметров и признаков, рекомендации и подходы при принятии решения по использованию диагностической информации. Принятые средства технического диагностирования (СрТД) должны обеспечивать определение (измерение) или контроль ДП в режимах работы электроустановки, установленных в эксплуатационной документации или принятых на данном предприятии в конкретных условиях эксплуатации. Измеряемые параметры должны быть определены достоверно. Надзор за средствами технического диагностирования ведут метрологические службы.
Разрабатываемые правила технического диагностирования задают порядок выполнения операций, последовательность выполнения соответствующих измерений, экспертных оценок по всему комплексу параметров и характеристик, заданных для данной электроустановки и представленных в диагностический карте. Содержание карты определяется типом электроустановки.
Указывается порядок регистрации результатов диагностирования, измерений и испытаний, приводятся формы протоколов и актов. Оговариваются указания и рекомендации по выдаче заключения, по обработке результатов обследования, измерений и испытаний, анализу и сопоставлению полученных результатов с предыдущими, выдаче заключения, диагноза. Даются рекомендации по проведению ремонтно-восстановительных работ.
При выполнении операций диагностирования необходимо соблюдение всех требований и указаний правил технической эксплуатации электроустановок потребителей, межотраслевых правил по охране труда (правил безопасности) при эксплуатации электроустановок, других отраслевых документов, а также государственных стандартов по диагностированию и надежности. Конкретные ссылки должны быть сделаны в рабочих документах.
1. Правильное функционирование – означает, что применяемый по назначению объект в текущий момент времени выполняет предписанный алгоритм функционирования. Объект может находиться в таком неработоспособном состоянии, что он правильно функционирует в одних режимах и неправильно в других. Работоспособный объект правильно функционирует во всех режимах работы.
2. Контроль технического состояния – определение вида технического состояния объекта – это есть совокупность операций по проверке работоспособности, локализации и прогнозированию отказов объекта. Составные элементы контроля – измерение контролируемых параметров объекта, анализ полученных данных с целью распознавания вида состояния и места отказа с заданной подробностью, управление процессом контроля.
3. Глубина поиска дефекта – степень детализации при техническом диагностировании, указывающая, до какой составной части объекта определяется место отказа.
4. Идентификация – процедура построения оптимальной (в определенном смысле) математической модели объекта по реализациям его входных и выходных сигналов. Когда математическая модель известна с точностью до параметров, а задачей идентификации является их количественная оценка, последняя решается методами параметрической идентификации.
5. Объект диагностирования – объект контроля и его составные части, техническое состояние которых подлежит определению при уже известном виде состояния, в котором они находятся.
Протекающий в системе контроля (диагностирования) процесс представляет собой многократную подачу на объект определенных воздействий (входных сигналов), многократное измерение и анализ ответов на эти воздействия.
6. Система контроля (система технического диагностирования) – совокупность средств и объекта контроля (диагностирования) и при необходимости исполнителей, взаимодействующих с объектом контроля (диагностирования) по правилам, установленным соответствующей документацией.
7. Тестовое техническое диагностирование – диагностирование, при котором на объект от системы контроля подаются специальные тестовые воздействия. В этом случае объект не используется по прямому назначению, а работает только в целях его контроля. Однако если тестовые воздействия не мешают нормальному рабочему функционированию объекта, то тестовое диагностирование может применяться и в процессе его функционирования.
8. Функциональное техническое диагностирование – осуществляется в процессе непосредственного использования объекта по назначению, когда на него поступают только рабочие воздействия, предусмотренные алгоритмом функционирования объекта. В некоторых случаях рабочие воздействия могут подаваться и на средство диагностирования.