Расчет экономической эффективности применения тепловизионного контроля

55

Министерство общего и профессионального образования РФ

ОРЕНБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра “МЕНЕДЖМЕНТ”

ДИПЛОМНАЯ РАБОТА

Дипломник

На тему: «Расчет экономической эффективности применения тепловизионного контроля высоковольтного оборудования на примере: объектов обследованных с помощью тепловизора»

Зав. Кафедрой

Руководитель работы:

Консультанты_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Рецензент зам. начальника ЭТС ________________

Задание на дипломную работу

Кафедра «Менеджмент»

Утверждаю: Зав. Кафедрой

ЗАДАНИЕ ПО ДИПЛОМНОЙ РАБОТЕ

Студенту

1. Тема дипломной работы ( утверждена приказом по ОГУ

От “ 15 “ мая 200 г. № 215 - С )

Расчет экономической эффективности применения тепловизионного контроля высоковольтного оборудования.

2. Срок сдачи студентом законченной работы “ “ 200 г.

Объект исследования тепловизор марки TRI - 9400S.

Содержание дипломной работы

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

5.Консультанты по работе __________________________________________________________________

Дата выдачи задания “ 1 “ марта 200 г.

Руководитель_____________________________

Задание принял к исполнению “ “ 200 г.

Аннотация

В данной дипломной работе рассматривается общее положение из теории изучения ИК - диагностики оборудования и методика его тепловизионного контроля, а также производится расчет экономической эффективности применения тепловизионного контроля и приводятся рекомендации по использованию тепловизора на других энергообъектах ОАО “Оренбургэнерго”.

Дипломная работа будет полезна студентам экономических и теехнических специальностей, руководителям и сотрудникам ОАО “Оренбургэнерго”.

Содержание

Введение

1 Теоретические основы экономической эффективности применения тепловизионного контроля

1.1 Понятие экономической эффективности тепловизионного контроля

1.2 Факторы, влияющие на эффективность тепловизионного

оборудования

1.3 Методика тепловизионного контроля отдельных видов электрооборудования

2 Расчет экономической эффективности применения тепловизионного конроля высоковольтного оборудования

2.1 Расчет капиталовложений

2.2 Расчет годовых эксплуатационных затрат

2.3 Расчет годовых приведенных затрат

3 Рекомендации по использованию тепловизора на других

энергообъектах

3.1 Описание энергообъектов

3.2 Расчет экономической эффективности применения тепловизионного

контроля низковольтного оборудования Принятые условные сокращения

Заключение

Список использованных источников Приложение А - Структура Объединенной Энергосистемы

Приложение Б - Структура АО “Оренбургэнерго”

Приложение В - Структура управления АО “Оренбургэнерго”

Приложение Г - Распределение элекроэнергии по отраслям

Приложение Д - Характерные дефекты энергооборудования

Введение

Дипломная работа написана на тему: “Расчет экономической эффективности применения тепловизионного контроля высоковольтного оборудования”.

Актуальность данной работы в том, что экономическая эффективность применения тепловизионного контроля несет огромное сокращение затрат на ремонт и восстановление оборудования, а так же носит научный характер по изучению инфракрасной диагностики.

Целью работы является расчет экономической эффективности применения тепловизионного контроля.

Задачи данной дипломной работы:

1 Дать понятие экономической эффективности;

2 Изучить действие тепловизионного контроля;

3 Произвести расчет экономической эффективности тепловизионного контроля;

4 Дать рекомендации по применению тепловизионной работы.

В дипломной работе используются табличный, графический и диалектический методы.

Объектом исследования является акционерное общество открытого типа “Оренбургэнерго”, “Оренбургэнерго” входит в состав объединенной энергосистемы Урала. В состав “Оренбургэнерго” входят электростанции, сетевые вспомогательные подразделения и вспомогоательные обособленные подразделения. АО “Оренбургэнерго” занимается выработкой тепла и электроэнергии для нужд населения и промышленности, а также их преобразованием и передачей. Данное акционерное общество рентабельно, так как 70% выработанной продукции востребовано и всего лишь 30% является сальдо-перетоком.

1. Теоретические основы экономической эффективности применения тепловизионного контроля

1.1 Понятие экономической эффективности тепловизионного контроля.

В данной работе производится расчет экономической эффективности применения тепловизионного контроля. Вообще эффект (от латинского efficio - действую, исполняю);

а) результат, следствие каких - либо причин, действий;

б) сильное впечатление, произведенное кем - либо, чем - либо, средство, прием, цель которыми произвести впечатление, удивить или создать иллюзию чего - либо.

Экономическая эффективность - результативность производства, соотношение между результатами хозяйственной деятельности и затратами труда. Частные показатели экономической эффективности производства - производительность труда, фондоотдача и материалоемкость продукции. В масштабах общества показатель экономической эффективности - доля национального дохода в произведенном совокупном общественном продукте. Повышение экономической эффективности производства - важнейшая задача развития Российской экономики.

Экономическая эффективность новой техники - характеризует народно - хозяйственные результаты и целесообразность производства новых технических средств и их применения. Различают абсолютную и

сравнительную экономическую эффективность новой техники : первая измеряется отношением получаемого эффекта ( в виде роста выпуска продукции снижении ее себестоимости, роста прибыли) к затратам на создание и внедрение новой техники, вторая применяется для выбора наилучшего варианта из имеющихся образцов.

Повышение экономической эффективности производства достигается за счет повышения эффекта и снижения затрат; за счет внедрения научно-технических достижений, воплощенных в новых, более эффективных средствах производства, труда и управления, так и в результате мобилизации внутрихозяйственных резервов - наиболее полное имеющихся средств производства и профессионального мастерства работников.

Этот взаимосвязанный процесс одновременного использования научно-технических достижений и внутрихозяйственных резервов выступает в качестве основного фактора повышения эффективности производства.

В связи с этим перед экономической наукой стоит важнейшая задача - разработать высокоэффективную систему управления этим сложным процессом. Поэтому система показателей экономической эффективности производства отражает темпы роста конечных результатов и снижение издержек производства за счет указанных выше факторов, вместе с тем характеризуют степень совершенства хозяйственного механизма, включая механизм управления научно-техническим прогрессом.

Сущность экономической эффективности производства большинством экономистов трактуется как достижение максимальных результатов в интересах общества при минимальных затратах. Поэтому определение экономической эффективности производства и производительности общественного труда должно базироваться на сопоставлении результата производства с совокупными затратами, обусловившими данный результат.

Особого рассмотрения заслуживает точка зрения А.В. Бачурина на проблему измерения экономической эффективности производства. Исследуя данную проблему он пришел к выводу, что при анализе эффективности производства необходимы оба показателя - и производительность, и рентабельность; один из них отражает эффективность труда, а второй - эффективность фондов.

Итак, для измерения экономической эффективности производства на уровне народного хозяйства возможно использовать как показатель валового общественного продукта, так и показатель конечного общественного продукта и национального дохода. Однако необходимым условием их применения является сопоставимость по основным элементам затрат, определяющих величину результата производства и затрат на него. Для эффективности производства на уровне предприятий и объединений измерения основаны на сопоставлении результата производства товарной продукции с суммарными затратами овеществленного труда.

Аналитические показатели экономической эффективности производства можно обобщить:

а) темп прироста эффективности производства, в том числе за счет повышения производительности труда, снижение материалоемкости продукции, абсолютной эффективности затрат на амортизацию;

б) общее сокращение совокупных затрат на производство продукции, в том числе за счет уменьшения относительной экономии труда, материальных затрат, затрат на амортизацию;

в) прирост выпуска товарной, чистой продукции, валового дохода в следствие повышения эффективности производства в абсолютном выражении и в процентах к базовому уровню;

г) далее прироста продукции за счет повышения эффективности производства;

д) прирост прибыли в результате повышения хозрасчетной эффективности производства за счет снижения себестоимости продукции;

е) коэффициент эффективности производства;

ж) прирост эффективности производства в сравнении с нормальным уровнем эффективности производства.

Важным этапом в совершенствовании механизма планирования эффективности новой техники и укрепления взаимосвязей между показателями экономической эффективности научно-технического прогресса и показателями экономической эффективности основного производства явилась разработка основных положений определения экономической эффективности использования в народном хозяйстве новой техники. В ней сформулированы единые принципы определения годового экономического эффекта от использования в народном хозяйстве новой техники и конкретизированы способы его расчета.

Особо важную роль в оценке экономической эффективности новой техники отводилось нормативному коэффициенту эффективности капитальных вложений, единому для всех отраслей промышленности и раавному 0,12. Величина указанного коэффициента определялась на основе анализа отношения совокупного прибавочного продукта к суммарным в масштабах общества основным и оборотным фондам за ряд предшествующих лет. Обобщающие показатели эффективности НТП должны отражать его влияние на экономию совокупных затрат труда на единицу продукции, темпы снижения этих затрат, а также прирост конечных результатов за счет такой экономии. На основе этих показателей можно обеспечить согласование народнохозяйственных и хозрасчетных интересов при создании, и использовании конечных результатов НТП.

Непосредственной целью внедрения научно-технических мероприятий является уменьшение стоимости, а значит, и цены товара, удешевление его, то есть сокращение рабочего времени, необходимого для производства единиц товара. Мероприятия научно-технического прогресса обеспечивают повышение эффективности производства как у предприятий потребителей новой техники, так и изменение эффективности производства изготовителей новой техники.

Повышение эффективности производства у предприятий-изготовителей новой техники достигается благодаря тому, что затраты основных ресурсов и цены на новые изделия растут в меньшей степени, чем улучшаются качественные параметры этих изделий - производительность, мощность, долговечность.

Повышение эффективности производства у предприятий-потребителей новой техники достигается за счет того, что улучшенные качественные параметры новой техники, поставленные предприятиями-изготовителями, обеспечивают повышение производительности труда или уменьшение других ресурсов.

Приводятся показатели повышения эффективности основных фондов, использованных при реализации нововведений:

а) абсолютная эффективность затрат на амортизацию по основным фондам, направленным на проведение научно-технического мероприятия;

б) относительная экономия затрат на амортизацию от проведения и использования научно-технического мероприятия;

в) прирост чистой, товарной продукции и прибыли за счет относительной экономии затрат на амортизацию в результате проведения научно-технического мероприятия.

Далее приводятся обобщающие показатели сводной экономической эффективности научно-технического прогресса:

а) Темп прироста эффективности производства в целом по предприятию от использования научно-технических мероприятий;

б) прирост выпуска чистой и товарной продукции в целом по предприятию за счет эффективности научно-технических мероприятий;

в) относительная экономия труда в целом по предприятию в результате проведения и использования научно-технических мероприятий или экономия от снижения себестоимости продукции;

г) абсолютная эффективность капитальных вложений, направленных на проведение научно-технических мероприятий;

д) прирост прибыли в целом по предприятию за счет хозрасчетной эффективности научно-технических мероприятий;

е) экономическая эффективность производства и использования у потребителя новых видов продукции.

Россия вступила в период формирования рыночных отношений. Рыночная экономика по своей сущности является средством, стимулирующим рост производительности труда, всемерное повышение эффективности производства. Однако и в этих условиях важным является определение основных направлений повышение эффективности производства, факторов его роста, методов определения эффективности.

Для правильного определения важнейших направлений повышения экономической эффективности общественного производства необходимо сформулировать критерий и показатели эффективности.

Обобщающим критерием экономической эффективности общественного производства служит уровень производительности общественного труда.

Производительность общественного труда П общ измеряется отношением производительного национального дохода НД к средней численности работников, занятых в отраслях материального производства, ч _м:

П общ =НД/ч _м, (1)

Важнейшими показателями экономической эффективности общественного производства служат трудоемкость, материалоемкость, капиталоемкость и фондоемкость.

Как уже отмечалось, уровень производительности общественного труда служит обобщающим критерием экономической эффективности труда, затраченного на предшествующих стадиях общественного производства и овеществленного в сырье, материалах, топливе, энергии, орудиях труда.

Трудоемкость продукции - величина, обратная показателю производительности живого труда, определяется как отношение количества труда, затраченного в сфере материального производства, к общему объему произведенной продукции:

t = T/Q, (2)

где t - трудоемкость продукции;

T - количество труда, затраченного в сфере материального производства;

Q - общий объем произведенной продукции (как правило, валовой продукции).

Материалоемкость общественного продукта исчисляется как отношение затрат сырья, материалов, топлива, энергии и других предметов труда к валовому общественному продукту. Материалоемкость продукции отрасли (объединение, предприятие) определяется как отношение материальныхзатрат к общему объему произведенной продукции:

m = M/Q, (3)

где m - уровень материалоемкости продукции;

M - общий объем материальных затрат на производство продукции в стоимостном выражении;

Q - общий объем произведенной продукции ( как правило, валовой продукции).

Снижение материалоемкости продукции эффективно для народного хозяйства страны. Только в промышленности (по данным за 1994г.) снижение материалоемкости продукции на 1% позволяет получить экономию в сумме 1, 67 трлн. руб. Следует также иметь в виду, что природные ресурсы не безграничны, сейчас Россия подходит к экологическому пределу добычи нефти, газа. За последние годы существенно возросли удельные затраты на их добычу, а также на извлечение из недр угля, руд черных и цветных металлов, других полезных ископаемых.

Кроме того, в себестоимости продукции наиболее крупной отрасли народного хозяйства промышленности почти 3/5 затрат приходится на сырье, основные и вспомогательные материалы, топливо и энергию.

В известной степени близки между собой показатели капиталоемкости и фондоемкости продукции. Показатель капиталоемкости продукции показывает отношение величины капитальных вложений к определенному ими приросту объема выпускаемой продукции:

K_Q = K/Q, (4)

где K_Q - капиталоемкость продукции;

K - общий объем капитальных вложений;

Q - прирост объема выпускаемой продукции.

Капиталоемкость можно рассчитать и по отношению к приросту произведенного национального дохода.

Фондоемкость продукции исчисляется как отношение средней стоимости основных производственных фондов народного хозяйства к общему объему произведенной продукции:

f = F/Q, (5)

где f - фондоемкость продукции;

F - средняя стоимость основных производственных фондов народного хозяйства;

Q - общий объем произведенной продукции (как правило, валовой продукции).

Фондоемкость так же как и капиталоемкость, можно рассчитать и по отношению к произведенному доходу.

В народном хозяйстве, в отдельных его отраслях, в частности в промышленности, широко применяется показатель фондоотдачи, обратный показателю фондоемкости. Исчисляется фондоотдача как отношение объема произведенной продукции Q к средней стоимости основных производственных фондов F.

В планировании и проектировании общая экономическая эффективность определяется как отношение эффекта к капитальным вложениям, а сравнительная - как отношение разности текущих затрат к разности капитальных вложений по вариантам. При этом общая и сравнительная экономическая эффективность дополняют друг друга. Общая экономическая эффективность затрат рассчитывается с учетом места применения затрат.

По народнохозяйственным комплексам, отдельным отраслям, а также формам воспроизводства основных фондов (техническому перевооружению, реконструкции и расширению предприятий и организаций) общая экономическая эффективность затрат рассчитывается как отношение прироста прибыли (снижение издержек производства) или хозрасчетного дохода (П) к капитальным вложениям К:

Эпп = П/К (6)

По вновь строящимся предприятиям, цехам, другим объектам и отдельным мероприятиям показатель эффективности Эп определяется как отношение планируемой прибыли к капитальным вложениям (сметной стоимости):

Эп = (Ц - С)/К, (7)

где К - полная сметная стоимость строящегося объекта (по проекту);

Ц - годовой выпуск продукции в оптовых ценах предприятия (без налога с оборота) по проекту;

С - издержки производства (себестоимость) годового выпуска продукции (по проекту) после полного осуществления строительства и освоения введенных мощностей.

При сопоставлении вариантов хозяйственных или технических решений, размещения предприятий, выборе взаимозаменяемой продукции, внедрении новых видов техники и т.п. рассчитывается сравнительная экономическая эффективность затрат. Основной показатель наиболее оптимального варианта, определяемого в результате расчетов сравнительной экономической эффективности, - минимум приведенных затрат.

Приведенные затраты по каждому варианту представляют собой сумму текущих затрат (себестоимости) и капитальных вложений, приведенных к одинаковой разномерности в соответствии с нормативом эффективности по формуле:

3Пi = Ci + EнKi min, (8)

где 3Пi - приведенные затраты по данному варианту;

Ci - текущие затраты (себестоимость) по тому же варианту;

Ki - капитальные вложения по каждому варианту;

Ен - нормативный коэффициент сравнительной экономической эффективности капитальных вложений.

Под эффективностью НТП понимают соотношение эффекта и вызвавших его затрат. Эффективность - относительная величина, измеряемая в долях единицы или в процентах и характеризующая результативность затрат. Критерии эффективности - максимизация эффекта призаданных затратах, или (чаще) минимизации затрат на достижение заданного эффекта

Эффект НТП - результат научно-технической деятельности, который в теории эффективности отождествляется с физическим объемом чистого продукта ( в масштабе национальной экономики он в стоимостной форме соответствует национальному доходу). На уровне отраслей и предприятий эффектом считают либо чистую продукцию (этот показатель получает все большее распространение на практике хозяйствования), либо часть чистой продукции - прибыль. Естественно, что эффектом является и снижение затрат - живого труда, себестоимости, материальных ресурсов, капитальных вложений и оборотных средств приводящее к росту чистого продукта (накоплений, национального дохода, прибыли)

Под затратами на НТП понимается вся совокупность израсходованных для достижения эффекта ресурсов (или отдельных видов ресурсов). В масштабе национальной экономики затратами является совокупность капитальных вложений, оборотных фондов и живого труда (заработная плата). Для отрасли, объединения, предприятия затраты выступают в виде себестоимости или производственных фондов.

В зависимости от уровня оценки, объема учитываемых эффекта и затра, а также назначения оценки различают несколько видов эффективности.

Показатель экономического эффекта на всех этапах реализации мероприятий НТП определяется как превышение стоимостной оценки результатов над стоимостной оценкой совокупных затрат ресурсов за весь срок осуществления мероприятий НТП.

При определении экономического эффекта по условиям производства используются:

- действующие оптовые, розничные цены и тарифы на продукцию и услуги;

- установленные действующим законодательством нормативы платы за производственные ресурсы (производственные фонды, трудовые и природные);

- действующие нормативы отчисления от прибыли предприятий и объединений в государственный и местный бюджеты, вышестоящим организациям для формирования централизованных отраслевых фондов и резервов;

- правила и нормы расчеов предприятий с банком за предоставленный кредит или хранение собственных средств;

- нормативы пересчета валютной выручки и т.п.

Экономический эффект мероприятия НТП рассчитывается по условиям использования продукции за расчетный период.

Суммарный по годам расчетного периода экономический эффект расчитывается по формуле:

Эт =Рт - 3т, (10)

где Эт - экономический эффект мероприятия НТП за рсчетный период;

Рт - стоимостная оценка результатов мероприятия НТП за расчетный период;

Оценивая эффективность контроля оборудования по инфракрасному излучению, необходимо отметить, что применение тепловизионной аппаратуры позволяет разработать качественно новые методы выявления дефектов, основное достоинство которых состоит не только в увеличении безопасности выполнения измерений в энергетической установке, а, прежде всего в том, что выявление дефекта на ранней стадии развития позволяет предотвратить возможное повреждение оборудования и тем самым повысить надежность энергоснабжения и снизить затраты на ремонты. И самое главное - разработать и наметить мероприятия по предотвращению появления подобного рода дефектов на аналогичном оборудовании, что, вообще, практически исключает повреждаемость оборудования и даже необходимость профилактического контроля.

1.2 Факторы, влияющие на эффективность тепловизионного оборудования.

Применение радиометров, тепловизоров и пировидиконов для выявления дефектных элементов высоковольтного оборудования обосновано тем, что наличие некоторых видов дефектов вызывает изменение температуры этих элементов и, как следствие, изменение интенсивности инфракрасного излучения ( ИК ), которое может быть зарегистрировано названными приборами.

ИК излучение испускается всеми телами при любой температуре, отличной от абсолютного нуля.

ИК лучи часто называют также тепловыми лучами. В действительности они не имеют ни каких тепловых свойств. Как и другие излучения, они могут быть поглощены телами, помещенными на их пути, и превращаются в теплоту. Однако тепловой эффект является только результатом поглощения ИК лучей и не составляет их специфического признака.

ИК излучение является частью оптического излучения и занимает в спектре электромагнитных колебаний диапазон от 0.76 до 1000 мкм, причем спектр излучения твердых тел характеризуется непрерывным распределением излучения по всему диапазону с единственным максимумом, положение которого зависит от температуры тела и определяется законом смещения Вина, согласно которому длина волны максимального излучения обратно пропорциональна абсолютной температуре.

ИК область спектра принято делить на четыре части: ближнюю, среднюю, дальнюю и очень далекую.

Такое деление связано с особенностями прохождения ИК излучения через атмосферу, которая поглощает или в значительной степени ослабляет излучение определенных частей спектра за счет рассеяния и поглощения его молекулами водяного пара, углекислого газа и озона. Участки спектра ИК излучения, на которых ИК лучи проходят через атмосферу с незначительным ослаблением, называют атмосферными окнами. Туман и облака сильно рассеивают излучение и по существу непрозрачны для ИК лучей, но через дождь, например, ИК излучение проходит достаточно свободно.

Важно заметить также, что земная атмосфера пропускает через атмосферные окна до 65 % солнечного излучения в ИК области спектра. Исходя из расчетов спектральной плотности излучения реальных объектов, температура которых не значительно отличается от температуры окружающих предметов на уровне температуры близкой к 300 К ( 27 С ), а также учитывая пропускание атмосферы, установлено, что оптимальным является окно 8 - 13 мкм, что и используют при конструировании тепловизионных приборов. В этом окне ослабление ИК излучения при толщине слоя осажденной воды 17 мм на расстоянии 1.8 км составляет в среднем около 30 %, т.е. для тех расстояний, с которых производится выявление дефектов высоковольтного оборудования, атмосфера практически не ослабляет интенсивности инфракрасного излучения.

Начиная с 14 мкм, поглощение всеми компонентами атмосферы становится настолько сильным, что в спектральном диапазоне 14 - 200 мкм атмосфера практически непрозрачна для ИК лучей.

При оценке интенсивности ИК излучения большое влияние на результаты оказывает угол между нормалями к поверхности излучения и плоскости приемника или осью оптической системы приемника. Чем больше угол, тем меньшая часть потока ИК излучения попадает на площадку приемника. Для каждой формы излучателя существует предельный угол, превышение которого приводит к тому, что ИК излучение вообще не попадает на приемник.

Это обстоятельство необходимо учитывать при выборе точки расположения тепловизионных приборов, стараясь расположить оптическую ось приемника по возможности перпендикулярно излучающей поверхности.

ИК контроль желательно проводить при отсутствии солнца ( в облачную погоду или ночью ), предпочтительно перед восходом солнца, при минимальном воздействии ветра в период максимальных токовых нагрузок, лучше весной - для уточнения ремонтных работ и ( или ) осенью - в целях оценки состояния электрооборудования перед зимним максимумом нагрузки.

При проведении ИК - контроля должны учитываться следующие факторы:

- коэффициент излучения материала;

- солнечная радиация;

- скорость ветра;

- расстояние до объекта;

- значение токовой нагрузки;

- тепловое отражение и т. п.

Рассмотренные свойства и особенности ИК излучения определяют следующие методические рекомендации при выявлении дефектов высоковольтного оборудования:

1. тепловизионный приемник должен принимать ИК излучение дальней части спектра 6 - 15 мкм;

2. измерение необходимо проводить при отсутствии прямого солнечного излучения, тумана или дождя, при этом сплошная облачность не пропускает ИК излучения солнца;

3. необходимо учитывать коэффициент излучения поверхности обследуемого объекта, а также угол между осью тепловизионного приемника и нормалью к излучающей поверхности.

При проведении ИК - обследования электроборудования существенное значение имеет влияние и устранение систематических и случайных погрешностей, оказывающих влияние на результаты измерения. Систематические погрешности заключены в конструкции измерительного прибора, а также зависят от выбора их соответствия с требованиями к совершенству измерения ( разрешающей способности, поле зрения и т. п. ). Случайными погрешностями, возникающими при проведении ИК - контроля могут являться: воздействие солнечной радиации, выбор излучательной способности и др. Ниже рассмотрены виды погрешности возникающие при ИК - контроле электрооборудования и способы их устранения.

Коэффициент излучения материала в общем виде зависит от длины волны, угла наблюдения поверхности контролируемого объекта и температуры. Для металлов, в отличии от газообразных и жидких веществ спектральный коэффициент излучения изменяется весьма слабо. Коэффициент излучения, помимо выше сказанного зависит также от угла наблюдения.

Для металлов коэффициенты излучения постоянны в интервале углов наблюдения 0 - 40, для диэлектриков - в интервале углов 0 - 60. За пределами этих значений коэффициент излучений быстро уменьшается до нуля при направлении наблюдения по касательной.

Так, при длине волны при длине 10 мкм при наблюдении по нормали вода близка к абсолютно черному телу, а при наблюдении по касательной становится зеркалом Е = 0.

Коэффициенты излучения с ростом температуры обычно увеличиваются. Обычно коэффициент излучения зависит от состояния поверхности металла. Поскольку токоведущий узел электрического аппарата или установки может включать в себя множество компонентов из разнородных металлов, поверхности которых окрашены, имеют окисные пленки или разную степень обработки поверхности, т. е. различные коэффициенты излучения, при инфракрасном контроле могут возникнуть предположения о перегревах на участках с повышенными коэффициентами излучения. В подобных случаях, целесообразно провести пофазное сравнение результатов измерения, оценить состояние перегретого участка ( точки ) с помощью бинокля, выяснить объемы ремонтных работ, проводимых на данном токоведущем узле и т. п..

Солнечная радиация нагревает контролируемый объект, а также при наличии участков ( узлов ) с хорошей отражательной способностью создает впечатление о наличие высоких температур в местах измерения. Эти явления проявляются при использовании ИК - приборов со спектральным диапазоном 2 - 5 мкм. Для исключения влияния солнечной радиации рекомендуется осуществлять ИК - контроль в ночное время суток ( предпочтительно после полуночи ) или в облачную погоду. Для того, чтобы облегчить проведение ИК - контроля при безоблачном небе и при солнечном отражении можно использовать солнечный рефлекторный фильтр ( например, SRX ). При острой необходимости, измерение в электроустановках при солнечной погоде рекомендуется производить для каждого объекта поочередно из нескольких диаметрально противоположных точек.

Если ИК - контроль осуществляется на открытом воздухе, необходимо принимать во-внимание возможность охлаждения ветром контролируемого объекта ( контактного соединения ). Так, превышение температуры, измеренное при скорости ветра 5 м/с будет примерно в два раза ниже нежели измеренное при скорости ветра 1 м/с. Температура токоведущего узла ( контактного соединения ) зависит от нагрузки и прямопропорционально квадрату тока, проходящего через контролируемый участок.

При необходимости пересчет желательно проводить от более высокой нагрузки к более низкой и при близких значениях токов ( отличия на 20 - 30%).

При переменной токовой нагрузке приходиться считаться с тепловой инерцией контролируемого объекта.

Так, тепловая постоянная времени для контактных узлов аппаратов составляет порядка 20 - 30 минут, поэтому при определении тока нагрузки по амперметру контролируемого присоединения не следует учитывать кратковременные “ броски” тока, связанные с коммутационными процессами или режимом работы потребителя.

Дождь, туман, мокрый снег в значительной степени охлаждают поверхность объекта, измеряемого с помощью ИК - прибора и в определенной мере рассеивают инфракрасное излучение каплями воды.

ИК - контроль допускается проводить при небольшом снегопаде с сухим снегом или легком моросящем дождике.

При работе с ИК - приборами вблизи шин генераторного напряжения, реакторов и вообще в электроустановках с большими рабочими токами, приходится сталкиваться с проблемой защиты ИК - прибора от влияния магнитного поля.

Последнее вызывает искажение картины теплового поля объекта на кинескопе тепловизора или нарушает работу радиационного пирометра. При наличии магнитных полей при проведении ИК - контроля рекомендуется:

а) если токоведущие шины находятся над головой оператора с тепловизором или пирометром, или вблизи него, постараться перемещаясь около контролируемого объекта выбрать место положения с минимальным влиянием магнитного поля;

б) использовать объектив с меньшим углом наблюдения , что позволит осуществлять контроль за объектом с удаленного расстояния;

в) при контроле с помощью тепловизора с оптико-механическим сканированием, можно сканер расположить вблизи объекта, ВКУ с кинескопом используя длинный кабель от сканера, вынести за пределы зоны влияния магнитного поля.

В ряде случаев, особенно при ИК - контроле токоведущих частей расположенных в небольших замкнутых объемах ( например, в КРУ или КРУН ) приходится сталкиваться с возможностью получения ошибочных результатов в результате теплового отражения от нагревательных элементов, ламп освещения, соседних фаз и др Последнее проявляется при контроле токоведущей части с малым коэффициентом излучения, обладающих хорошей отражательной способностью.

В результате термографическая съемка может показать горячую точку ( пятно ), хотя в действительности это просто тепловое отражение. Поэтому рекомендуется в подобных случаях производить ИК - обследование объекта под различными углами зрения и изменением места положения оператора с ИК - прибором. При необходимости на время измерения, отключается освещение объекта и т. п.

В токоведущих частях электроустановок, обтекаемых значительными токами ( например, шины генераторного напряжения ) зачастую наблюдаются нагревы, обусловленные индукционными токами, циркулирующими в магнитных материалах.

В качестве последних, в токоведущих шинах могут быть пластины шинодержателей, крепежные болты, близко расположенные металлоконструкции и т. п. Нагревы от индукционных токов, если они расположены вблизи контактных соединений могут создавать ложное впечатление о перегреве последних.

Существенное значение при ИК - контроле играет расстояние до контролируемого объекта ввиду рассеяния и поглощения ИК - излучения в атмосфере за счет тумана, снега и других факторов.

Особенно это влияние сказывается при использовании тепловизоров, работающих в спектральном диапазоне 3 - 5 мкм. При использовании радиационных пирометров необходимо, чтобы площадь наблюдения по возможности соответствовала площади контролируемого объекта. В противном случае, на результаты измерения будет оказывать влияние температура окружающей среды. При изменениях температуры объекта с помощью инфракрасного пирометра необходимо учитывать угол визирования, который он обеспечивает.

В тех случаях, когда контролируемый объект находится на удаленном расстоянии или размеры его малы, может возникнуть ситуация, при которой в зону измерения наряду с контролируемым объектом попадает участок окружающей его внешней среды ( воздух и т. п. ) с иной температурой.

Температура внешней среды в этом случае может внести существенную погрешность в результаты показания пирометра, особенно если измерение температуры контролируемого объекта осуществлялось на фоне неба, температура которого в зависимости от его состояния ( облачность, ясное небо ) может достигать минус ( 50 - 70 )С.

При необходимости осуществления контроля температуры контактных соединений, расположенных внутри комплектных ячеек РУ, имеющих смотровые застекленные проемы, следует учитывать, что большинство стекол не пропускает длинноволновое излучение с длинами волн более 2.7 мкм.

В этом случае, предпочтение следует отдавать приборам ИК - техники со спектральным диапазоном ( 3 - 5 ) мкм.

1.3 Методика тепловизионного контроля отдельных видов электрооборудования.

Порядок проведения ИК - диагностики, оценка результатов измерения и их достоверность во-многом определяется учетом конструктивных особенностей выполнения контролируемого электрооборудования и его основных элементов, рассматриваемых ниже.

1.3.1 Разъединители.

Разъединитель наружной установки РЛМД, РНД, РВ и др. в основном состоит из одной или двух колонок изоляторов, на фланцах которых смонтирована контактная система. Она состоит из двух полуножей или одного ножа, аппаратных зажимов для присоединения ошиновки, гибкой связи, контактных переходных пластин и т. д., в зависимости от конструкции разъединителя.

Как показывают результаты ИК - контроля разъединителей, наиболее частыми причинами повышенного нагрева элементов контактной системы является: малая надежность плакированных медью контактных выводов из алюминиевых сплавов, окисление контактных поверхностей, ослабление контактного нажатия, в результате потери жесткости пружин и другое. При ИК - контроле разъединителей наряду с определением нагрева контактов и контактных соединений, проверяется состояние опорно-стержневых изоляторов на предмет выявления продольных трещин в фарфоре и увлажнения цементной армировки фланцевых соединений.

1.3.2 Маслонаполненные вводы 110 КВ и выше.

По виду выполнения внутренней изоляции маслонаполненные вводы делятся на маслобарьерные, с конденсаторной бумажно-маслянной изоляцией, с конденсаторной твердой изоляцией, по степени защиты внутренней изоляции от атмосферных влияний на негерметичные и герметичные и т. д. Характерной особенностью конструктивного выполнения ввода ВН, является размещение его на силовом трансформаторе или МВ и отсутствием возможности наблюдения за нижней частью ввода, составляющей примерно 20 - 50 % его высоты в зависимости от номинального напряжения последнего. Последнее во-многом осложняет возможность получения достаточной информации о состоянии изоляции ввода при проведении его тепловизионного контроля. Это связано с тем, что при ухудшении состояния внутренней изоляции ввода за счет ее увлажнения или разложения масла, тяжелые фракции ( влага, шламм и т. п. ) скапливаются прежде всего в нижней части ввода. Сказанное подтверждается измерениями, проведенными на одном из забракованных вводов 110 кВ с бумажной изоляцией. При измерении tg в зонах по высоте бумажного остова ввода было получено следующее распределение:

1 зона ( нижняя часть ) - 17.8 %;

2 зона - 1.6 %;

3 зона - 2.0 %;

4 зона ( верхняя часть ) - 3.5 %.

Практика показывает, что при проведении ИК - диагностики можно выявлять следующие виды неисправностей во вводах:

А. Нагревы в местах присоединения внешних проводников к зажимам вводов. В этом случае оценка состояния контактного соединения должна осуществляться по ГОСТ 8024 - 90;

Б. Образование короткозамкнутых контуров в расширителях герметичных вводов. Этот дефект свойственен некоторым партиям вводов типа ГБМТ - 220 / 2000;

Наличие короткозамкнутого контура внутри расширителя вызывает нагрев последнего и приводит к преждевременному старению резиновой прокладки, расположенной между фарфоровой покрышкой и поддоном расширителя. Температура на поверхности корпуса расширителя зависит от тока, протекающего через ввод и температуры окружающего воздуха. В.Нагревы внутренних контактных соединений вводов;

Ряд конструкций маслонаполненных вводов старых исполнений имели в маслорасширителях внутренние контактные соединения. Так, у маслобарьерных вводов 110 кВ в результате некачественной пайки отвода к наконечнику происходит чрезмерный нагрев, в результате которого не исключено выплавление отвода из наконечника. У маслонаполненных вводов 110 кВ негерметичного исполнения в результате ослабления “ натяга” в резьбовом соединении контактный зажим - токоведущая труба возможно образование дополнительного нагрева.

Аналогичный дефект конструкции имеют вводы 500 кВ. Маслобарьерные вводы 220 кВ выпуска до 1968 г. имеют внутри

расширителя токоведущие гибкие связи, соединяющие зажим ввода с токоведущей трубой.

Ослабление болтовых соединений этого контактного узла приводило к повреждениям вводов, в результате перегорания гибких связей. При ИК - диагностике маслонаполненных вводов указанных выше конструктивных исполнений необходимо оценивать значения температурных градиентов как на контактном зажиме, так и на поверхности корпуса маслорасширителей.

Г. Понижение уровня масла во вводах;

В 1994 г. Кузбассэнерго при ИК - диагностике мощного автотрансорматора был выявлен ввод 500 кВ ГБМТ - 500 / 1600 с пониженным уровнем масла в фарфоровой покрышке.

По ряду причин утечка масла через нижнее уплотнение ввода не было зафиксировано по манометру. Критерием выявления подобной неисправности может служить характер изменения температурных градиентов по высоте ввода. При наличии во вводе полного объема масла имеет место плавное снижение температурных градиентов от бака трансформатора к расширителю ввода. При пониженном уровне масла во вводе зависимость Т = f ( h ) резко изменяется на уровне столба масла во вводе.

Увлажнение верхней части остова ввода.

При нарушении герметизации элементов маслорасширителя негерметичного ввода, внутрь последнего может проникнуть влага, которая в последующем вызовет увлажнение верхней части бумажного остова ввода, с протеканием тока утечки, образованием проводящих “ дорожек “, их нагревом и т. п.

На определенном этапе развития этого процесса, можно выявить очаг возникновения частичного разряда внутри ввода по характеру аномального нагрева на поверхности фарфоровой покрышки.

1.3.3 Вентильные разрядники.

Как известно, наиболее распространенными типами вентильных разрядников, предназначенных для установки в ОРУ, являются:

- разрядники серии РВС на номинальное напряжение 15; 20; 35; 110; 150 и 220 кВ для защиты оборудования с испытательным напряжением по ГОСТ 1516 - 60;

- разрядники серии РВМГ с магнитным гашением дуги на номинальное напряжение 110 - 500 кВ для защиты оборудования с пониженным относительно ГОСТ 1516 - 60 испытательными напряжениями;

- зрядники серии РВМК - комбинированные на номинальное напряжение 330 и 500 кВ для защиты оборудования от грозовых и внутренних перенапряжений.

На напряжение 110; 150 и 220 кВ в качестве основного комплектующего элемента ранее применялся элемент РВС - 30, а с 1960 г. - РВС - 33. Стандартные элементы разрядников серии РВС на разные номинальные напряжения аналогичны по конструкции и различаются лишь высотой фарфоровых кожухов, количеством искровых промежутков и дисков рабочих резисторов.

За последние годы для оценки состояния вентильных разрядников стал широко применяться инфракрасный метод диагностики, позволяющий контролировать исправность шунтирующих резисторов и искровых промежутков, герметизацию элементов, степень равномерности распределения рабочего напряжения по элементам разрядников. Большая работа по разработке методики инфракрасного контроля вентильных разрядников была проведена в Свердловэнерго, Ленэнерго, Донбассэнерго.

В Свердловэнерго были проведены эксперименты по сравнению эффективности инфракрасного метода контроля вентильных разрядников с традиционными. Эксперименты, проведенные в Ленэнерго показали возможность оценки распределения напряжения по элементам разрядников, путем дистанционного измерения температуры на их поверхности с помощью тепловизора. С этой целью, с помощью тепловизора, определяется превышение температуры каждого элемента над температурой окружающей среды. Измерение температур с помощью высокочувствительного тепловизора, имеющего разрешающую способность 0.1 С позволяет выявить дефект в разряднике и связанное с этим изменение распределения напряжения по его элементам.

Представляется возможным при вводе вентильного разрядника в работу после монтажа или ремонта со сменой элемента оценить правильность выбора его и комплектации разрядника, а также влияние окружающих предметов ( аппараты, порталы и т. п. ) на изменение емкостных связей разрядника и тем самым на соответствие вольт - секундной характеристики фактической.

В Донбассэнерго была сделана попытка разработки критериев оценки состояния вентильных разрядников серии РВС. При инфракрасном контроле сравнивались температуры соответствующих элементов разных фаз разрядников и элементов одной фазы. Было отмечено, что в разряднике не имеющем дефектов, нижняя часть элементов имеют температуру окружающей среды.

Признаками исправного состояния вентильного разрядника с шунтирующими резисторами являются:

- верхние элементы в местах расположения шунтирующих резисторов нагреваются одинаково во всех фазах;

- распределение температуры по элементам фазы разрядника практически одинаково, а для многоэлементных разрядников может наблюдаться тенденция плавного снижения температуры нагрева шунтируюших резисторов элементов, начиная с верхнего.

Замыкание искровых промежутков в элементах разрядника вызывают закорачивание их шунтирующих резисторов. При этом сопротивление элемента и всей фазы разрядника уменьшаются, а ток проводимости увеличивается и сильнее нагревает незакороченные шунтирующие резисторы.

Анализ термограмм элементов разрядников РВС, имевших замкнутые искровые промежутки показал, что:

- распределение температур по поверхности дефектного элемента и их величина зависит от числа и места расположения замкнутых искровых промежутков;

- в дефектной фазе разрядника происходит более сильный нагрев исправных элементов по сравнению с поврежденным;

- в дефектной фазе разрядника нагрев элементов выше нежели у идентичных в исправной фазе.

При обрыве шунтирующего резистора в элементе, последний имеет более низкую температуру по сравнению с соответствующими элементами остальных фаз разрядника.

При наличии в фазе разрядника элемента, имеющего обрыв шунтирующего резистора наблюдается более интенсивный нагрев других элементов этой фазы разрядника. В настоящее время при проведении инфракрасного контроля вентильных разрядников с шунтирующими резисторами и оценки их состояния, исходят из следующих соображений:

- контроль осуществляется не ранее, чем через 6 - 8 часов после постановки разрядника под напряжение;

- измерение температуры на поверхности элементов должны сравниваться как пофазно, так и в пределах одной фазы. Если разница температур нагрева элементов одной фазы не превышает 0.5 - 2 С, в зависимости от количества элементов в разряднике, то его можно считать исправным. Инфракрасный контроль вентильных разрядников следует производить при положительной температуре окружающего воздуха, после дождя, при повышенной влажности воздуха.

Измерение температуры на поверхности фарфоровой покрышки элемента разрядника необходимо осуществлять в местах размещения блоков с искровыми промежутками и шунтирующими резисторами, для чего следует учитывать конструктивные особенности разрядников.

При ИК - контроле разрядников серии РВМК измерение температур на поверхности фарфоровых покрышек производится у основного элемента, в зоне между рабочими резисторами и у искрового элемента по всей его высоте.

Если тепловизор обеспечивает получение термограммы, то последняя прикладывается к протоколу ИК - контроля вентильного разрядника.

Абсолютные значения температур элементов разрядника зависят от температуры окружающего воздуха, причем зависимость эта нелинейная.

Поправка на температуру резистора составляет 0.3 % на каждый градус изменения температуры окружающей среды.

В первой главе были даны понятия экономической эффективности, экономической эффективности новой техники с ее анализом, приведены факторы, влияющие на тепловизионный контроль и методология тепловизионного контроля.

2.Рачет экономической эффективности применения

тепловизионного контроля высоковольтного оборудования

Энергоситсема “Оренбургэнерго” является составной частью народнохозяйственного комплекса Оренбургской области и входит в обьединенную энергосистему Урала с межсистемными связями регионов Урала, Средней Волги и Казахстана.

Установленная электрическая мощность энергосистемы около 3500 МВт.

Протяженность электрических сетей всех напряжений 50 тысяч километров, тепловых сетей - 115 километров.

Как уже сказано выше, ОАО “Оренбургэнерго” является составной частью Объединенной энергосистемы Урала, в которую входят такие крупнейшие АО как Пермэнерго, Тюменьэнерго, Башкирэнерго, Удмуртэнерго, Екатеринбургэнерго, Кировэнерго и Челябинскэнерго

/ приложение А /.

В свою очередь, акционерное общество “Оренбургэнерго” подразделяется на электростанции, вспомогательные обособленные подразделения и сетевые обособленные подразделения / приложения Б, В /

Данное АО является рентабельным предприятием, так как около 70 процентов выпущенной продукции востребовано, и всего лишь 30 является сальдо-перетоком.

Теперь приведем некоторые финансово-экономические показатели к годовому балансу.

В ОАО “Оренбургэнерго” за 1998 г выручка по отпущенной продукции (работ, услуг)составила 4130995 тысяч рублей. Затраты на производство отпущенной продукции (работ, услуг) 3217784 тысяч рублей. Коммерческие расходы 209825 тысяч рублей, процент к получению 6590 тысяч рублей, проценты к уплате 2146 тысяч рублей, доходы от участия в других организациях 918 тысяч рублей, прочие операционные доходы 553190 тысяч рублей, прочие операционные расходы 694013 тысяч рублей, прочие внерелизационные расходы 15433 тысяч рублей, прочие внерелизационные доходы 9602 тысяч рублей.