Управление надежностью и техническим состоянием оборудования в задачах эксплуатации электрических сетей

 
 
 
 
РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ 
СЕРИИ «МОНОГРАФИИ НГТУ» 
 
 
д-р техн. наук, проф. (председатель)  А.А. Батаев 
д-р техн. наук, проф. (зам. председателя)  С.В. Брованов 
 
д-р техн. наук, проф. В.Н. Васюков 
д-р техн. наук, проф. А.А. Воевода 
д-р физ.-мат. наук, проф. А.К. Дмитриев 
д-р физ.-мат. наук, проф. В.Г. Дубровский 
д-р филос. наук, проф. В.И. Игнатьев 
д-р физ.-мат. наук, проф. О.В. Кибис 
д-р социол. наук, проф. Л.А. Осьмук 
д-р техн. наук, проф. Н.В. Пустовой 
д-р физ.-мат. наук, проф. В.А. Селезнев 
д-р техн. наук, проф. Ю.Г. Соловейчик 
д-р техн. наук, проф. А.А. Спектор 
д-р техн. наук, доц. В.С. Тимофеев 
д-р техн. наук, проф. А.Г. Фишов 
д-р экон. наук, проф. М.В. Хайруллина 
д-р техн. наук, проф. В.А. Хрусталев 
д-р техн. наук, проф. А.Ф. Шевченко 
 
 
 
 
 
 

УДК 621.311-192 
  Л 363 
 
 
 
Рецензенты: 
д-р техн. наук, профессор НГТУ Ю. А. Секретарев 
д-р техн. наук, профессор СГУВТ C. В. Горелов 
 
 
 
 
 
Левин В. М. 
Л 363  
Управление надежностью и техническим состоянием оборудования в задачах эксплуатации электрических сетей: монография / В. М. Левин, Д. В. Танфильева. – Новосибирск : Изд-во НГТУ, 2023. – 240 с. (Монографии НГТУ). 
ISBN 978-5-7782-4880-9 
В работе рассмотрены методы анализа и синтеза моделей для оценки показателей 
эксплуатационной надежности и технического состояния оборудования электрических 
сетей и систем электроснабжения, применяемые в задачах управления процессами  
технического обслуживания и ремонта. Предложены оптимизационные процедуры  
и алгоритмы принятия решений по предотвращению нежелательных последствий  
от нарушений электроснабжения потребителей при отказах электрооборудования  
и снижению рисков возникновения последних.  
Работа, как глубоко обобщающий многочисленные исследования труд, имеет теоретическую и практическую значимость и будет весьма полезна широкому кругу научных работников, аспирантов, магистрантов и инженеров-электриков, работающих в области эксплуатации электросетевого оборудования объектов электроэнергетики. 
 
 
 
УДК 621.311-192 
 
 
DOI 10.17212/978-5-7782-4880-9 
ISBN 978-5-7782-4880-9 
© Левин В. М., Танфильева Д. В., 2023 
 
© Новосибирский государственный 
 
    технический университет, 2023 

УДК 621.311-192 
  Л 363 
 
 
Reviwers: 
Professor Yu. A. Secretarev, D.Sc. (Eng.), NSTU 
Professor S. V. Gorelov, D.Sc. (Eng.), SSUWT 
 
 
 
 
Levin V.M. 
Л 363  
Management of the power equipment reliability and technical condition for the 
operation of electrical grids: monograph / V. M. Levin, D. V. Tanfilieva. – Novosibirsk : NSTU Publisher, 2023. – 240 p. (NSTU Monographs). 
ISBN 978-5-7782-4880-9 
The paper considers methods of analysis and synthesis of models for assessing the 
indicators of operational reliability and technical condition of equipment of electrical grids and 
power supply systems used in the tasks of managing maintenance and repair processes. The 
proposed optimization procedures and decision-making algorithms are proposed to prevent 
undesirable after-effects of consumer power supply interruptions in case of failure of electrical 
equipment and to reduce risks of their accidents. 
The work, as a deeply generalizing work studied extensively and being of theoretical and 
practical significance, will be of great use to a wide range of scientists, graduate students, 
undergraduates and electrical engineers working in the field of operation of electrical grid 
equipment of electric power facilities. 
 
 
 
 
УДК 621.311-192 
 
 
 
 
DOI 10.17212/978-5-7782-4880-9 
ISBN 978-5-7782-4880-9 
© Levin V. M., Tanfilieva D. V., 2023 
 
© Novosibirsk State  
 
    Technical University, 2023 

ÑÏÈÑÎÊ ÑÎÊÐÀÙÅÍÈÉ 
ЭЭС  
– электроэнергетические системы 
ЭСК  
– электросетевой комплекс 
СЭС  
– системы электроснабжения 
ЭО  
– электрооборудование 
ППР  
– планово-предупредительный ремонт 
ТД  
– техническая диагностика 
ТОиР  
– техническое обслуживание и ремонт 
ААС  
– активно-адаптивные сети 
ОТС  
– оценка технического состояния 
ТВК  
– тепловизионный контроль 
ХАРГ  
– хроматографический анализ растворенных в масле газов 
МНТО  
– маслонаполненное трансформаторное оборудование 
ДЗ (ПДЗ)  – допустимые (предельно допустимые) значения контролируемых параметров 
ВФИ  
– возрастающая функция интенсивности 
RTF  
– стратегия ТОиР ЭО «по факту отказа» («Run to failure») 
TBM  
– стратегия ТОиР ЭО по фиксированной периодичности («Time Based Maintenance») 
CBM  
– стратегия ТОиР ЭО по техническому состоянию («Condition Based Maintenance») 
RCM  
– стратегия ТОиР ЭО по надежности (Reliability Centered Mainte) 
RBM  
– стратегия ТОиТ ЭО по оценке прогнозируемых рисков (Risk Based Maintenans) 
СТ  
– силовые трансформаторы 
ВЛ  
– воздушные линии электропередачи 
РСК  
– распределительная сетевая компания 
КТП  
– комплектный трансформаторный пункт 
ВГС  
– высшие гармонические составляющие 
СР  
– сетевой район 
ТО  
– техническое обслуживание 
ТР  
– текущий ремонт 
СППР  
– система поддержки принятия решений 
ИТС  
– индекс технического состояния 
ЕО  
– единица оборудования 
ФУ  
– функциональный узел 
ОР  
– объект ремонта 
ГП  
– группа параметров 
ОГП  
– балльная оценка группы параметров 
ОП  
– балльная оценка параметра 
РОП  
– риск-ориентированный подход 
 

 
 
 
 
 
 
 
ÏÐÅÄÈÑËÎÂÈÅ 
 электроэнергетике большинства стран мира, включая Россию, происходят изменения, связанные со сменой парадигмы в управлении надежностью и техническим состоянием электрооборудования. Переход от технического обслуживания и 
ремонтов (ТОиР) электрооборудования по фиксированной периодичности к стратегии 
по фактическому техническому состоянию стал нормой и массово используется в отечественном электросетевом комплексе. Этому в значительной мере способствует 
укрепление нормативно-правовой базы, внедрение концепции цифровой трансформации, развитие средств диагностики и мониторинга, совершенствование методов и моделей оценки технического состояния и принятия решений по эксплуатации электрооборудования. В монографии представлены и реализованы новые подходы к управлению 
ТОиР объектов электросетевого комплекса с учетом технического состояния оборудования на основе вероятностных моделей, методов статистической идентификации и 
принятия решений по повышению эффективности его эксплуатации. Приведен подробный анализ состояния проблемы эксплуатации электросетевого оборудования и лежащие в ее основе термины и определения. Для упрощения знакомства читателя с книгой 
приведены основные положения теории надежности, управляемых случайных процессов и технической диагностики. На этой основе авторами предложены вероятностные 
математические модели, методы их решения и анализ полученных результатов. Дано 
подробное описание синтеза моделей идентификации дефектов и оптимизации параметров ТОиР оборудования при реализации целей управления. В монографии представлена возможность применения методологии риск-ориентированного подхода к 
управлению ТОиР в системах электроснабжения нефтедобычи. Рассмотрен пример ее 
подробной реализации. Монография состоит из введения, шести глав, заключения, 
списка литературы, включающего 206 библиографических ссылок и приложение. 
Общий объем монографии составляет 240 страниц. 
 
 

 
 
 
 
 
 
 
ÂÂÅÄÅÍÈÅ 
овременные ЭЭС и их объекты (электростанции, электрические сети) относятся к разряду сложных, восстанавливаемых технических систем. Надежное 
и безопасное функционирование ЭЭС возможно только в условиях оперативной и достоверной оценки технического состояния и эксплуатационной надежности оборудования, принятия обоснованных и адекватных решений по его дальнейшей эксплуатации [1]. Указанная ситуация осложняется протекающими в электроэнергетике 
процессами деградации и развития. В связи с этим требуется перманентное развитие 
методов управления надежностью и техническим состоянием электрооборудования. 
Следует отметить, что такой подход дает возможность по-другому и в полной мере оценить проблему повышения эффективности эксплуатации оборудования объектов ЭЭС. Техническое обслуживание и ремонт – основной инструмент поддержания и 
восстановления надежности и работоспособности оборудования в процессе его длительной эксплуатации. Поэтому перевод электрооборудования со стратегии ППР на 
стратегию по техническому состоянию является обоснованным шагом поиска более 
эффективного из возможных решений. Однако на этом пути необходимо понимать, 
что от научно обоснованной постановки задач, удачной формализации критериев, 
адекватности математических моделей для выбора и принятия решений зависит достижение конечного результата. 
В работе комплексная задача управления надежностью и техническим состоянием оборудования объектов ЭЭС рассмотрена с позиций теории управляемых случайных процессов с непрерывным временем. Класс марковских и полумарковских моделей может обеспечить необходимое решение, так как гармонично сочетается со 
случайным процессом эксплуатации реальных энергообъектов. В то же время получаемые математические модели обладают рядом уникальных достоинств, создающих 
удобство комбинированного применения. Им присущ вероятностный характер, они 
поддерживают итерационный процесс поиска решений, обеспечивают экстремум вычисляемых параметров и могут быть использованы при их оптимизации. Наконец, 
разрабатываемые математические модели принятия решений по надежности и ТОиР 
Ñ 

ÂÂÅÄÅÍÈÅ 
электрооборудования позволяют учесть взаимосвязи определяемых показателей с рядом влияющих факторов, в том числе и параметров его технического состояния.  
В связи с этим в монографии представлен раздел, посвященный методам идентификации дефектов в ЭО и определяющий необходимые для использования информативные 
параметры технического состояния. 
В реальных условиях рыночной экономики при управлении эксплуатацией компания-владелец электрооборудования может изменять целевые приоритеты и критерии эффективности. На разных этапах развития критериями эффективности могут 
быть максимум эксплуатационной надежности, минимум ремонтно-эксплуатационных затрат, минимум технологических рисков и др. Предложенные в монографии оптимизационные модели и методики предусматривают возможность работы  
в условиях вариации приоритетных целей и критериев управления при поддержке 
принятия решений.  
Таким образом, в монографии рассмотрен широкий класс методов, моделей и методик, предназначенных для решения комплексной задачи управления эксплуатационной надежностью и техническим состоянием электрооборудования.