Модели текущего технического состояния электрооборудования для расчета надежности систем электроснабжения монопотребителей в рамках риск-ориентированного подхода

В статье рассматривается результат моделирования значений текущего технического состояния электрооборудования на основе разработанных математических моделей. Реализация моделей представлена программным комплексом. Перед началом процесса моделирования рассматривались 72 схемы электроснабжения потребителей. Наибольший интерес для моделирования представляют 50 схем ответственных потребителей. Моделируемое интегральное значение текущего состояния в зависимости от количества оборудования, за которым осуществляется мониторинг, изменяется. В ходе исследования для каждой из рассмотренной схемы получен ряд значений, имитирующих выборочную совокупность индекса технического состояния, выдвинута гипотеза о нормальном распределении генеральных совокупностей и проведена их проверка с помощью критерия согласия Пирсона. При увеличении числа, учитываемого в процессе мониторинга электрооборудования, происходит уменьшение среднего значения индекса технического состояния. Данный показатель имеет накопительную оценку технического состояния всей рассматриваемой системы электроснабжения. С учетом индекса технического состояния получены значения вероятностей безотказной работы схем электроснабжения рассматриваемых потребителей. Значение вероятности безотказной работы рассматриваемых схем систем электроснабжения в случае учета текущего технического состояния их элементов снижается. Результаты моделирования и расчетов показывают необходимость мониторинга за текущим техническим состоянием электрооборудования и регулярный перерасчет значений показателей надежности для схем электроснабжения с целью принятия наиболее эффективного решения по выводу электрооборудования в плановый ремонт. С целью уменьшения значения вероятности отказа электрооборудования в системах электроснабжения требуется проводить регулярные оценки технического состояния и выполнять плановые технические обслуживания и ремонтные работы. Для получения более точной оценки надежности следует получать дополнительные сведения о состоянии оборудования, например информацию о проведенном техническом обслуживании, выполненных ремонтах и обнаруженных дефектах. Полученные данные могут быть применены для уменьшения вероятности простоя оборудования, увеличения частоты проведения технического обслуживания и ремонта и, как результат, снижения негативных последствий от недоотпуска электроэнергии.

1. Формирование стратегии повышения эффективности работы распределительных электрических сетей на предпроектной стадии / А. В. Жураховский [и др.] // Энергетика. Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ. 2019. Т. 62, № 2. С. 155–167. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2019-62-2-155-167.

2. Автоматизированный анализ срока службы воздушных линий электропередачи электроэнергетических систем / Э. М. Фархадзаде [и др.] // Энергетика. Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ. 2021. Т. 64, № 5. С. 435–445. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2021-64-5-435-445.

3. Розанов, М. Н. Надежность электроэнергетических систем / М. Н. Розанов. М.: Энергоатомиздат, 1984. 200 с.

4. Гук, Ю. Б. Анализ надежности электроэнергетических установок / Ю. Б. Гук. Л.: Энергоатомиздат, 1988. 224 с.

5. Секретарев, Ю. А. Выбор и принятия решений по управлению ремонтами энергооборудования в системах электроснабжения с монопотребителем / Ю. А. Секретарев, В. М. Левин // Вестник Северо-Кавказского федерального университета. 2021. № 2 (83). С. 17–25. https://doi.org/10.37493/2307-907X.2021.2.2.

6. Секретарев, Ю. А. Оценка влияния на надежность системы электроснабжения различного рода дефектов ее основных элементов / Ю. А. Секретарев, В. М. Левин // Вестник Казанского государственного энергетического университета. 2019. № 4 (44). С. 55–63.

7. Секретарев, Ю. А. Моделирование технического состояния оборудования систем электроснабжения монопотребителей с учетом схемной надежности / Ю. А. Секретарев, А. А. Горшунов, Д. А. Меняйкин // Вести высших учебных заведений Черноземья. 2022. T. 18, № 3 (69). С. 3–14.

8. Asset Management of energy company based on risk-oriented strategy / L. D. Gitelman [et al.] // Energy Production and Management in the 21st Century IV: The Quest for Sustainable Energy. 2020. Vol. 246. P. 125–135. http://doi.org/10.2495/EPM200121.

9. Ndawula, M. B. Reliability Enhancement in Power Networks under Uncertainty from Dist-ributed Energy Resources / M. B. Ndawula, S. Z. Djokic, I. Hernando-Gil // Energies. 2019. Vol. 12, No 3. P. 531. https://doi.org/10.3390/en12030531.

10. Байдюк, М. А. Оценка технического состояния и надежности электрических машин / М. А. Байдюк, Г. В. Комарова // Изв. СПбГЭТУ ЛЭТИ. 2019. № 3. C. 78–84.

11. Об утверждении Методики оценки технического состояния основного технологического оборудования и линий электропередачи электрических станций и электрических сетей: приказ М-ва энергетики РФ от 26 июля 2017 г. № 676. URL: https://www.garant.ru/products/ipo/prime/doc/71679722/.

12. Bounjimi, M. E. Smart Asset Management in Power Industry: A Review of the Key Technologies / M. E. Bounjimi, G. Abdul-Nour // International Journal of Engineering Research & Technology. 2021. Vol. 10, No 10. P. 388–393. URL: https://www.ijert.org/smart-asset-management-in-power-industry-a-review-of-the-key-technologies.

13. Гмурман, В. Е. Теория вероятностей и математическая статистика: учеб. пособие для вузов / В. Е. Гмурман. М.: Высш. шк., 2003. 479 с.

14. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № RU 2022618655. Расчет надежности системы электроснабжения нефтяного промысла в рамках риск-ориентированного подхода: № 2022618356: заявлено 13.05.2022: опубл. 13.05.2022 / Ю. А. Секретарев, А. А. Горшунов. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=48493547.

15. Секретарев, Ю. А. Моделирование технического состояния электрооборудования систем электроснабжения объектов нефтедобывающих предприятий с различными схемами питания / Ю. А. Секретарев, А. А. Горшунов // Известия Транссиба. 2023. № 3 (55). С. 120–130.

16. Risk-Based Maintenance Allocation and Scheduling for Bulk Electric Power Transmission System Equipment / Y. Jiang [et al.] // Proceedings of the Fifteenth International Conference on Systems Engineering (ISENG 2002). Las Vegas, August 6–8, 2002. https://home.engineering.iastate.edu/~jdm/WebConfPapers/jdm2.pdf.

17. Методология управления ремонтами оборудования в электрических сетях нефтепромыслов / В. М. Левин [и др.] // Научный вестник Новосибирского государственного технического университета. 2020. № 2–3 (79). С. 139–155.

18. Hashemi-Dezaki, H. Reliability Optimization of Electrical Distribution Systems Using Internal Loops to Minimize Energy Not-Supplied (ENS) / H. Hashemi-Dezaki, H. Askarian-Abyaneh, H. Haeri-Khiavi // Jornal of Applied Research and Technology. 2015. Vol. 13, No 3. P. 416–424. https://doi.org/10.1016/j.jart.2015.07.008.

19. Napoleone, L. The Implications of Condition Monitoring on Asset-Related Decision-Making in the Italian Power Distribution Sector / L. Napoleone, I. Roda, M. Macchi // IFAC Papers- OnLine. 2016. Vol. 49, iss. 28. P. 108–113. https://doi.org/10.1016/j.ifacol.2016.11.019.

20. Вентцель, Е. С. Теория вероятностей / Е. С. Вентцель. М.: Высш. шк., 2001. 575 с.