Ремонт электрооборудования

Ремонтоборудования –этокомплексработдляподдержания работоспособности итребуемыхтехническиххарактеристик оборудованияпутемзаменыиливосстановления изношенныхили отказавшихэлементовспоследующейрегулировкой, наладкойи испытаниямиоборудования.

Поназначениюразличаютвосстановительный ремонт, реконструкциюитехническоеперевооружение. Восстановительный ремонтосуществляется безизмененияконструкцииотдельныхузлови всегоустройствавцелом.Техническиехарактеристики оборудования остаютсянеизменными.

Пообъемуработвосстановительныеремонтыделятсянатекущиеи капитальные. Прикапитальномремонтепроводитсяполнаяразборка оборудованиясзаменойиливосстановлениемлюбыхегочастей.При такомремонтедостигаетсяпрактическиполноевосстановление ресурса оборудования.

Ктекущимремонтамотносятсяремонты,проводимые для обеспеченияработоспособностиоборудованияи состоящиевзаменеили восстановлении егоотдельныхчастей,напримербыстро изнашивающихся деталей.Этиремонтыпроводятся впериодмежду двумякапитальнымиремонтами.

Приреконструкции производитсяизменениеконструктивного исполненияотдельныхузлов,заменаотдельныхматериалов при практическинеизменныхтехническиххарактеристикахоборудования.

Притехническомперевооружении некоторыеузлыиматериалы заменяютсяболеесовершенными, техническиехарактеристики оборудованияулучшаются.

Дляоценкисостоянияоборудования послепроведенияремонтных работпроводятсяиспытания,объемкоторыхрегламентируется[1,14].

Приэксплуатацииоборудования происходитнетолькоего физический,ноиморальныйизнос,обусловленный появлениемнового оборудования,характеризующегося болеевысокимитехнико- экономическимипоказателями.

Приэкономическойнеэффективностивосстановительногоремонта, особенноморальноустаревшегооборудования, выполняетсяего утилизация–последняястадияэксплуатацииоборудования.

Ремонтный циклТркпредствляетсобойинтервалвременимежду двумякапитальнымиремонтамиоборудования, адлянового оборудования-интервалвременимеждувводомоборудования в эксплуатациюи первымкапитальнымремонтом.

Подструктурой ремонтного циклапонимают порядок расположения ичередованияразличныхвидовтехнического обслуживанияв пределаходногоремонтногоцикла.

Главнойзадачей приопределении продолжительности и структурыремонтного циклаявляетсяобеспечениетребуемогоуровня надежностиоборудованияпринаиболееполномиспользовании его работоспособности. Крометого,периодичностьобслуживанияи ремонтовоборудованияявляетсяисходнойинформацией дляоценки общегообъемаработ,численностиремонтногоперсонала,потребностив материалахи запасныхчастях.

Контроль работоспособности, ремонтный цикл. Определениепродолжительности ремонтногоциклапредставляет собой сложнуюмногокритериальную оптимизационнуюзадачу, решениекоторойдолжновыполнятьсякакпотехническим, таки экономическим критериям.

Рассмотримиспользованиеразличных критериев лишь длякачественной оценки продолжительности ремонтногоциклаТрк.

Наиболеепростопоставленнаязадачарешается,если вкачестве

критерияможнопринятьпредельное значениенекоторогопараметра (параметров), скоростьизменения которогоможетконтролироваться приэксплуатации.Вчастности,в[1]приводятсяпредельныепоказатели длятрансформаторногомасла(пробивноенапряжение,кислотноечисло, температуравспышкиидругие).Приприближении показателеймаслак предельнымзначениямвыполняетсяегозамена.

Оценкупродолжительностиремонтногоцикламожновыполнитьпо нормамежегодных амортизационных отчислений накапитальный ремонт р к:

(3.1)

где з к– стоимостьодногокапитальногоремонта; К – стоимостьоборудования.

Нормы р котчисленийнакапитальный ремонтоборудования распределительныхсетейсоставляют[4]:

- силовыетрансформаторы– 0,029;

- кабельныелинии – 0,003;

- воздушныелинии надеревянныхопорах– 0,017;

- воздушныелинии нажелезобетонныхопорах– 0,006.

Простотаисходнойинформацииприиспользовании выражения (3.1)привлекательна, однакоответнавопросонаиболееполном использованииработоспособностиоборудованияздесьнеочевиден.

Дляпериоданормальнойэксплуатации,когдапоток отказовможносчитатьпростейшим,вероятностьбезотказнойработы припродолжительности ремонтногоцикла t = T рк распределяетсяпо экспоненциальномузакону

(3.2)

Еслизадатьсядопустимым значениемвероятностибезотказной работы Р д(иливероятности отказа Q д)впределахремонтногоцикла,то продолжительностьэтого цикласоставит

(3.3)

Использование выражения(3.3)дляоценки Т ркограничивается недостаточной исходнойинформацией, особенновотношениизначения Р д(или Q д).

Привыполнении плановыхремонтовполностьюнеисключается вероятностьаварийныхотказовоборудования.Потокэтих отказовбудем считатьпростейшим,характеризуемымпараметромпотокаотказовω.

Отсутствиеаварийныхотказов привероятности Р (Т рк)=ехр(-ω Т рк)

обусловитзатратынаплановыйкапитальныйремонтвнутрисрока Т рк.

Наличие отказов при вероятности Q (Т рк) = 1-ехр(-ω Т рк) обусловит затратына аварийно-восстановительные ремонты.

Приведемсуммарныезатратынаплановыекапитальные и случайныеаварийныеремонтыкодномугодуэксплуатации

(3.4)

где з к– стоимостьодногокапитальногоремонта; з а– стоимость одного аварийно-восстановительного ремонта;

Т о=1/ω– наработканаотказ.

(3.5)

Взяв производную от затрат по продолжительностиремонтного

периодаи приравнявеенулюполучим продолжительностьремонтногоцикла,отвечающуюминимуму полныхзатрат

(3.6)

Определение Т ркповыражению(3.6)позволяетиспользовать в расчетахотносительное значениезатрат з к/ з а,чтозаметносокращает требуемыйобъемисходнойинформации.

Существующаявнастоящеевремяпериодичность проведения ремонтовнекоторыхвидовоборудования системэлектроснабжения приведенавтабл.3.1[5,12].

Периодичность проведения ремонтов. Таблица3.1

Сопоставление систем ремонта оборудования и его эффективности. Посколькустоимостьремонтаэлектрооборудования входитв себестоимость продукциипредприятия, вопрососрокахиобъемахэтих работвбольшинстве случаевявляется вопросомтехнико- экономическим.

Сопоставимтри системыремонтаоборудования:

- планово-предупредительную;

- аварийно-восстановительную;

- по действительномутехническомусостояниюоборудования.

Перваясистемапредусматривает планово-предупредительные ремонты(ППР)оборудования. Этасистемаремонтавнастоящеевремя являетсянаиболеераспространенной. Основнымколичественным показателем вывода оборудования в плановыйремонт являетсякалендарное времяегоработы(безучетарежимаработы,условий окружающейсредыи другихфакторов).

ОсновнымнедостаткомсистемыППРявляетсявозможностьвывода времонт ещедостаточноработоспособногооборудования.Крометого, применение системыППРполностьюнеисключаетвозможности аварийногоотказаоборудованияв межремонтномпериоде.

Втораясистемапредполагаетвосстановлениеработоспособности оборудования толькопослеегоотказа.Этааварийно-восстановительная системаремонта(АВР)непредусматривает выполненияплановых капитальных ремонтов оборудования. Техническое обслуживание (чисткаизоляции, заменасмазки)итекущийремонт(замена быстроизнашивающихся элементов)всистемеАВРмогут предусматриватьсяв такомжеобъеме,каки в системеППР.

Третьясистемапредусматриваетвыводоборудованиявремонтпо техническомусостоянию (РТС),тоестьпридостиженииоборудованием предельного состояния.Важнейшаярольвэтойсистемеотводится диагностическому контролюсостоянияоборудования,определению характераиместанахождениядефектанараннейстадииегоразвития, прогнозированиюдальнейшеготехническогосостоянияоборудования.

Применение этойсистемы,какисистемыППР,полностьюне исключаетвозможностиаварийногоотказаоборудования в межремонтномпериоде.

Посколькувопросовыборесистемыобслуживания иремонта оборудованияявляетсятехнико-экономическим,рассмотримструктуру затратпри различныхсистемах[4]:

; (3.7)

; (3.8)

, (3.9)

где З о, З к и З азатратынатехническоеобслуживание, капитальныеи аварийно-восстановительные ремонтывсистемахППР,АВРиРТС соответственно; З р3–экономиязатратотмаксимального использования работоспособностиоборудованиявсистемеРТС,представляющаясобой неамортизированную частьстоимостиэлементовоборудования, заменяемыхдоистечениянормативногосрокаслужбы.

Посколькувнастоящеевремянаиболеераспространенной является системаППР,сравнимэтусистемусдругимисистемамиобслуживания и ремонтаоборудования.

Сравнениесистем ППРиАВР. Затратынаобслуживаниеитекущий ремонтвобеихсистемахбудемсчитатьодинаковыми иисключим из рассмотрения.Тогда

(3.10)

(3.11)

Потокотказовоборудования притойидругойсистемеремонта будем считать простейшим, а параметр потока отказов представим двумясоставляющими

(3.12)

Перваясоставляющаяω’обусловленапричинами,независящимиот деятельностиэксплуатационного персонала(например,наезд автотранспорта наопоруВЛ).Втораясоставляющая ω”обусловлена причинами,зависящимиотдеятельностиперсонала(например,пробой изоляциирабочимнапряжением,выгораниеконтактногосоединения).

Сучетом(3.12)затратынааварийно-восстановительныеработыв той и другойсистемеможнопредставитьв виде:

(3.13)

(3.14)

где Т i– периодэксплуатации; з оi’ и з оi”– удельныезатратынаремонт.

Очевидно,что:

.

(3.15)

Тогда,принимая Т 1= Т 2=1,получим

(3.16)

(3.17)

гдеδ>1-коэффициент,учитывающий увеличениеотказов оборудования, обусловленных зависящимиотдеятельностиперсонала причинами,при системеАВРпо сравнениюссистемойППР.

Выразимиз (3.16) и (3.17) затраты З а2 череззатраты З а1:

(3.18)

где –доляотказовоборудования, обусловленных зависящимиот деятельностиперсоналапричинами,в общемколичествеотказов.

Изсопоставления выражений(6.41)и(6.49)можнооценить эффективностькаждойсистемы.При выполненииусловия

(3.19)

болееэффективнойявляетсясистемаППР,апри выполненииусловия

(3.20)

болееэффективнасистемаАВР.

Дляоценкиэффективностисистемыобслуживания иремонапо условиям(3.19)и(3.20)вкачествеисходнойинформации требуются стоимостыепоказателиремонтаи статистические данныепоотказам оборудованияразличноговида.

Вчастности,длягородскихраспределительныхсетейзначениеϕ

составляет0,3;0,15и0,9…1,аотношение З к1/ З а1находитсявпределах

3,0…3,3; 2,5…3,0 и 3,5…4,0 для кабельных, воздушных линий

электропередачииоборудованиятрансформаторных подстанций соответственно[4].Уровеньприведенныхпоказателейлишьприδ>10, δ>15 иδ>5оправдываетприменения системыППРдлякабельных, воздушныхлинийэлектропередачииоборудованиятрансформаторных подстанцийгородскихраспределительныхсетей.

СравнениесистемППРиРТС. Сравнение выполнимбезучета составляющей З р3 ввыражении(6.40)иприравенствезатрат З к1= З к3 на проведениекапитальных ремонтов.Выражениядлязатратбудутиметь вид:

(3.21)

(3.22)

Очевидно,чтозатратынатехническоеобслуживаниевсистемеРТС будутв k разбольше,чемв системеППР.Количествоаварийныхотказов прииспользовании системыРТСдолжноуменьшитсяв n разпо сравнению ссистемойППР.Такимобразом,затратыприиспользовании системыРТСсоставят

(3.23)

где k >1, n <1.

Из сравнениявыражений(3.21) и (3.23) следует,что при выполненииусловия:

(3.24)

болееэффективнойявляетсясистемаППР,апри выполненииусловия

(3.25)

болееэффективнасистемаРТС.

Для оборудования городских распределительных сетей, в частности,дляоборудованиятрансформаторныхподстанций

(n =0,1…0,5; k ≅1,1)применение системыРТСявляетсявполне оправданным[4].

Выполненное (хотяидостаточноупрощенное)сравнение эффективности различныхстратегийобслуживания иремонта оборудованияуказывает:

- нанедостаточнуюобоснованностьнаиболееширокоприменяемойв настоящеевремясистемыППР;

- возможностьиспользованиядляоборудованияраспределительных сетейболеепростойсистемыАВР;

- экономическуюцелесообразностьанализатехническогосостояния оборудованияпри егообслуживаниии ремонте.