Методика оценки технического состояния электрических сетей на основе определения вероятности выхода их из строя

АКТУАЛЬНОСТЬ. Современное техническое состояние электрических сетей на данный момент времени является в целом неудовлетворительным со средним уровнем физического износа около 60-70 %, поэтому разработка принципиально новых методов оценки их технического состояния на данный момент является актуальной задачей. Анализируемые в статье методики оценки технического состояния электрических сетей базируются в большей степени на субъективном и недостаточно точном методе экспертных оценок, который фактически не учитывает данные его технической диагностики, а также статистику дефектов и отказов. ЦЕЛЬ. Разработать методику оценки технического состояния электрических сетей, которая бы базировалась на вероятностных моделях, характеризующих физические процессы, происходящие в электрических сетях, а также данных их технической диагностики, статистики дефектов и отказов. МЕТОДЫ. Для оценки технического состояния электрических сетей использовался вероятностный метод оценки. При этом методика предполагает последовательное определение вероятностей проявления выделенных групп аварийных режимов, вероятность выхода из строя элемента сети в целом, а также вероятности выхода из строя объекта и группы объектов электросетевого хозяйства. РЕЗУЛЬТАТЫ. По результатам исследований получены вероятностные модели выхода из строя электрических сетей, которые, в отличии от рассмотренных в статье методик оценки, базируются на данных технической диагностики и осмотров электрооборудования. Приведен пример реализации разработанной методики на реальных объектах электрических сетей. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Разработанная методика позволяет более обоснованно производить расстановку приоритетов технических воздействий на электросетевое оборудование, что позволит заменять или производить ремонты того оборудования, которое реально исчерпало свой физический ресурс, что снизит частоту возникновения аварийных режимов и уменьшит ущербы от перерыва электроснабжения.

1. Ященко, А. В. Организация поставок электроэнергии и мощности: опыт и практика реформ отдельного региона / А. В. Ященко // Менеджмент и бизнес-администрирование. – 2021. – № 3. – С. 92-103.

2. Веселов, Ф. В. Условия развития электроэнергетики России в рамках жестких ценовых ограничений в среднесрочной перспективе / Ф. В. Веселов, А. И. Соляник // Проблемы прогнозирования. – 2020. – № 1(178). – С. 88-98.

3. Воропай, Н. И. Интегрированные энергетические системы: вызовы, тенденции, идеология / Н. И. Воропай, В. А. Стенников, Е. А. Барахтенко // Проблемы прогнозирования. – 2017. – № 5(164). – С. 39-49.

4. Ященко, А. В. Экономико-финансовая оценка целесообразности проведения мероприятий по предотвращению аварийных ситуаций в электроэнергетике / А. В. Ященко, И. М. Казымов, Б. С. Компанеец // Финансовый бизнес. – 2022. – № 2(224). – С. 165-169.

5. Оценка уровня надежности функционирования филиалов ПАО Россети России / И. В. Наумов, С. В. Подъячих, М. Н. Полковская [и др.] // Надежность. – 2024. – Т. 24, № 2. – С. 38-51.

6. ПАО «Россети Сибирь»: официальный сайт компании [Электронный ресурс] // Годовой отчет за 2023 год : URL : https://www.rosseti-sib.ru/about/dokumenty-about/godovye-otchety/ (дата обращения 25.06.2024).

7. Боярков, Д. А. Алгоритм риск-ориентированного управления техническим состоянием электрических сетей / Д. А. Боярков, А. В. Ященко // Автоматизация в промышленности. – 2022. – № 1. – С. 56-60.

8. Голубев, П. В. Без обновления сети дальше существовать не могут / П. В. Голубев // Энгергоэксперт. – 2011. – № 1 (24). – С. 12–16.

9. Грабчак, Е. П. Проблемы замены изношенного оборудования в электроэнергетике России: приоритеты модернизации в контексте обеспечения надежности и безопасности / Е. П. Грабчак, Е. Л. Логинов, Ю. А. Романова // Проблемы безопасности и чрезвычайных ситуаций. – 2019. – № 5. – С. 38-43.

10. Попов, Г. В. Экспертная система оценки состояния электрооборудования «Диагностика+» / Г. В. Попов, Е. Б. Игнатьев, Л. В. Виноградова, Ю. Ю. Рогожников, Д. А. Ворошина // Электрические станции. – 2011. – № 5. – С. 36-45.

11. Хальясмаа, А. И. Автоматизированная система принятия решений для оценки фактического состояния электрооборудования / А. И. Хальясмаа, С. А. Дмитриев, С. Е. Кокин // Сборник трудов V международная молодёжная научно-техническая конференция «Электроэнергетика глазами молодежи» – 2014». – 2014. – С. 187-193.

12. Майоров, А. В. Методология принятия решений при оценке технического состояния силовых трансформаторов и автотрансформаторов электрических сетей с учётом фактора риска повреждения / А. В. Майоров, Ю. Н. Львов // Электрические станции. – 2019. – №. 9. – С. 14-20.

13. Бирюлин, В. И. Применение системы нечеткого вывода для оценки состояния изоляции кабельных линий / В. И. Бирюлин, Д. В. Куделина, А. Н. Горлов // Вестник Казанского государственного энергетического университета. – 2021. – Т. 13. – №. 1 (49). – С. 191-203.

14. Смекалов В. В., Автоматизированная система контроля технического состояния основного оборудования магистральных электрических сетей / В. В. Смекалов, И. А. Назаров, А. С. Мерзляков, К. К. Романов // ЭНЕРГИЯ. – 2022. – №. 1. – С. 32-41.

15. Ившин И. В. Интеллектуальная система оценки технического состояния трансформаторной подстанции 35/6 (10) кВ / И. В. Ившин, А. Р. Галяутдинова, О. В. Владимиров, М. Ф. Низамиев, Е. Н. Карпов, Э. П. Мельник // Известия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИ. – 2022. – Т. 24. – №. 2. – С. 24-35.

16. Левин В. М. Методология управления ремонтами оборудования в электрических сетях нефтепромыслов / В. М. Левин, Н. П. Гужов, Н. А. Черненко, А. А. Яхья // Системы анализа и обработки данных. – 2020. – №. 2-3 (79). – С. 139-155.

17. Bao, Y. Impact of human error on electrical equipment preventive maintenance policy / Y. Bao, Y. Wang, G. Huang, J. Xia, J. Chen, C. Guo // 2015 IEEE Power & Energy Society General Meeting. – IEEE, 2015. – P. 1-5.

18. Farzin, N. Transformer Practical Turn-to-Turn Fault Detection Performance using Negative Sequence and Space Vector-Based Methods / N. Farzin, M. Vakilian, E. Hajipour // Proceedings of the International Conference on Protection and Automation of Power System (IPAPS). – 2019. – P. 1-6. doi: 10.1109/IPAPS.2019.8641951.

19. Dahiya, R. Review on Condition Monitoring and Maintenance of Electrical Equipment in Power Systems / R. Dahiya, A. Singh // A International Journal of Electrical Power & Energy Systems. – 2020. – Vol. 119, 105848.

20. Li, P. An Overview of Condition-Based Maintenance for Power Systems / P. Li, C. Wang, L. Jiang // Energies. – 2022. – Vol. 15(9). – P. 2430.

21. Da Silva, A. M. L. Integrated reliability evaluation of generation, transmission and distribution systems / A. M. L. Da Silva, A. M. Cassula, R. Billinton, L. A. F. Manso // IEE Proceedings: Generation, Transmission and Distribution, Vol. 149, Issue 1, January 2002, P. 1-6.

22. Shpiganovich, A. N. Power-supply systems reliability control / A. N. Shpiganovich, V. I. Zatsepina, A. A. Shpiganovich, V. M. Stepanov // EAI Endorsed Transactions on Energy, Web Vol. 18, Issue 19, 2018, e10.

23. Emecheta S. N. Monitoring and Evaluation of The Reliability of Distribution Network with Distrib-uted Generation / S. N. Emecheta, R. O. Nwajuonye, G. C. Okonkwo // Journal of Engineering Research and Reports. – 2021. – Vol. 12. – P. 29-42.

24. Rivas A. E. L. Faults in smart grid systems: Monitoring, detection and classification / A. E. L Rivas, T. Abrao // Electric Power Systems Research. – 2020. – P. 106602.

25. Leal A. Reliability provision in software defined power substations communication networks/ A. Leal, M. Durán, J. F. Botero // Computer Networks. – 2020. – P. 107560.

26. Ghiasi M., Ghadimi N., Ahmadinia E. An analytical methodology for reliability assessment and failure analysis in distributed power system / M. Ghiasi, N. Ghadimi, E. Ahmadinia // SN Applied Sciences. – 2019. – Vol. 1. – P. 44.

27. Грабчак, Е. П. Оценка технического состояния энергетического оборудования в условиях цифровой экономики. // Надежность и безопасность энергетики. – 2017. – №4 (10). – С. 2-16.

28. Калинин, А. Ф. Модель прогнозирования риска безопасности и оценки остаточного ресурса элементов электроустановки / А. Ф. Калинин, Т. В. Еремина // Мичуринский агрономический вестник. – 2018. – № 1. – С. 73-79.

29. Хлебцов, А. П. Анализ состояния износа электрооборудования подстанций и методы диагностирования аварийных режимов / А. П. Хлебцов, Л. Х. Зайнутдинова // Энерго- и ресурсосбережение: промышленность и транспорт. – 2019. – № 2(27). – С. 17-20.

30. Антоненко, И. Н. Риск-ориентированный подход к управлению производственными активами энергетики / И. Н. Антоненко // Энергоэксперт. – 2020. – № 1(73). – С. 26-33.

31. Сошников, А. А. Количественные показатели в технологиях безопасности / А. А. Сошников, Б. С. Компанеец // Ползуновский вестник. – 2014. – № 4. – С. 119-123.

32. Kompaneets, B. S. Electric grids technical evaluation method based on their failure probability / B. S. Kompaneets, D. A. Boyarkov // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering : 4th International Scientific and Technical Conference on Energy Systems, ICES 2019, Belgorod, 31 октября – 01 2019 года. Vol. 791. – Belgorod: Institute of Physics Publishing, 2020. – P. 012030.