Transport automation research Transport automation research Автоматика на транспорте 2412-9186 99722 10.20295/2412-9186-2025-11-02-120-136 Эксплуатация транспортных систем Operation of transport systems Эксплуатация транспортных систем Economic Efficiency Assessment of Automated Monitoring Systems for Oil Transformer Technical Condition in Railway Transport ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ МОНИТОРИНГА ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ МАСЛЯНЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ ТРАНСПОРТЕ Никищенков Сергей Алексеевич Nikischenkov Sergey Alekseevich nikishchenkovs@mail.ru

доктор технических наук;

doctor of technical sciences;

 Козменков Олег Николаевич Kozmenkov Oleg Nikolaevich kozmenkov@samgups.ru

кандидат технических наук;

candidate of technical sciences;

 Сафронова Ирина Анатольевна Safronova Irina Anatol'evna i.efremova@samgups.ru Самарский государственный университет путей сообщения Samara State University of Railway Transport Приволжский государственный университет путей сообщения Самара Россия Volga State Transport University (VSTU) Samara Russian Federation Приволжский государственный университет путей сообщения Самара Россия Volga State Transport University (VSTU) Samara Russian Federation 11 06 2025 11 06 2025 11 2 120 136 11 06 2025 https://pgups.editorum.ru/en/nauka/article/99722/view

В статье рассмотрены различные аспекты эксплуатации трансформаторного оборудования, в том числе на тяговых подстанциях железнодорожного транспорта. Предложена структура автоматизированной системы мониторинга и диагностики технического состояния масляных трансформаторов, подобраны комплектация и компоненты такой системы для типовой тяговой подстанции железнодорожного транспорта. Разработана усовершенствованная методика расчета экономической эффективности применения автоматизированной системы мониторинга технического состояния масляных трансформаторов на железнодорожном транспорте. Методика учитывает минимально требуемую комплектацию автоматизированной системы мониторинга и диагностики технического состояния, тип и назначение трансформатора, вероятности недоотпуска электроэнергии и ложных срабатываний, действующую нормативную базу с учетом обслуживания трансформатора по его техническому состоянию. Приведена оценка экономической эффективности применения автоматизированной системы мониторинга и диагностики технического состояния масляных трансформаторов на железнодорожном транспорте на базе индекса технического состояния.

This paper deals with various operational aspects of transformers, including traction substations of railway transport. It proposes the structure of an automated system for monitoring and diagnosing the technical condition of oil transformers, and selects the configuration and components of such a system for a typical railway traction substation. The complete set enables the maintenance and repair of oil transformers in accordance with their technical condition using a minimum number of system elements. An improved methodology for calculating the economic efficiency of an automated system for monitoring the technical condition of railway transport oil transformers has been developed. The methodology takes into account the minimum required equipment of the automated system for monitoring and diagnosing of the technical condition, type and purpose of the transformer, potential power failure and false alarms, the current regulatory framework, as well as the maintenance of the transformer in accordance with its technical condition. It has been estimated that the automated system for monitoring and diagnosing the technical condition of oil transformers on railway transport is economically efficient. This estimation is based on technical condition parameters.

 масляные трансформаторы; остаточный ресурс; предиктивное обслуживание трансформаторов; автоматизированная система; контроль; диагностика технического состояния; рентабельность систем диагностики; срок окупаемости системы диагностики oil transformers; residual life; predictive maintenance of transformers; automated system; monitoring; diagnostics of technical condition; cost effectiveness of diagnostic systems; payback period of the diagnostic system.

Дарьян Л. А. Специфика разработки подхода к определению технико-экономической целесообразности применения автоматизированных систем мониторинга и технического диагностирования электросетевого оборудования / Л. А. Дарьян, Н. Л. Аграпонова // Главный энергетик. — 2019. — № 11. — С. 25–32. Dar'yan L. A. Specifika razrabotki podhoda k opredeleniyu tehniko-ekonomicheskoy celesoobraznosti primeneniya avtomatizirovannyh sistem monitoringa i tehnicheskogo diagnostirovaniya elektrosetevogo oborudovaniya / L. A. Dar'yan, N. L. Agraponova // Glavnyy energetik. — 2019. — № 11. — S. 25–32. Никищенков С. А. О повышении эффективности инновационной деятельности на железных дорогах / С. А. Никищенков // Транспортное дело России. — 2023. — № 6. — С. 45–47. — DOI: 10.52375/20728689_2023_6_44. Nikischenkov S. A. O povyshenii effektivnosti innovacionnoy deyatel'nosti na zheleznyh dorogah / S. A. Nikischenkov // Transportnoe delo Rossii. — 2023. — № 6. — S. 45–47. — DOI: 10.52375/20728689_2023_6_44. Пузина Е. Ю. Экономическая целесообразность системы многоканального мониторинга силовых маслонаполненных трансформаторов тяговых подстанций / Е. Ю. Пузина, А. Г. Туйгунова, И. А. Худоногов // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. — 2020. — № 2(66). — С. 83–92. — DOI: 10.26731/1813-9108.2020.2(66).83-92. Puzina E. Yu. Ekonomicheskaya celesoobraznost' sistemy mnogokanal'nogo monitoringa silovyh maslonapolnennyh transformatorov tyagovyh podstanciy / E. Yu. Puzina, A. G. Tuygunova, I. A. Hudonogov // Sovremennye tehnologii. Sistemnyy analiz. Modelirovanie. — 2020. — № 2(66). — S. 83–92. — DOI: 10.26731/1813-9108.2020.2(66).83-92. Laayati O. Smart Energy Management System: Oil Immersed Power Transformer Failure Prediction and Classification Techniques Based on DGA Data / O. Laayati, H. El Hadraoui, M. Bouzi, A. Chebak // 2nd International Conference on Innovative Research in Applied Science, Engineering and Technology (IRASET), Meknes, Morocco. — 2022. — Pp. 1–6. — DOI: 10.1109/IRASET52964.2022.9737786. Laayati O. Smart Energy Management System: Oil Immersed Power Transformer Failure Prediction and Classification Techniques Based on DGA Data / O. Laayati, H. El Hadraoui, M. Bouzi, A. Chebak // 2nd International Conference on Innovative Research in Applied Science, Engineering and Technology (IRASET), Meknes, Morocco. — 2022. — Pp. 1–6. — DOI: 10.1109/IRASET52964.2022.9737786. Дарьян Л. А. Технико-экономическая целесообразность применения систем диагностического мониторинга высоковольтного оборудования / Л. А. Дарьян, П. В. Голубев, Р. М. Образцов // Библиотечка электротехника. — 2020. — № 9(261). — С. 1–112. Dar'yan L. A. Tehniko-ekonomicheskaya celesoobraznost' primeneniya sistem diagnosticheskogo monitoringa vysokovol'tnogo oborudovaniya / L. A. Dar'yan, P. V. Golubev, R. M. Obrazcov // Bibliotechka elektrotehnika. — 2020. — № 9(261). — S. 1–112. Афанасьев А. Д. Методика расчета экономической эффективности применения системы мониторинга трансформаторного оборудования / А. Д. Афанасьев, А. О. Валуйских, А. М. Жуков и др. // Электроэнергия. Передача и распределение. — 2018. — № 6(51). — С. 136–141. Afanas'ev A. D. Metodika rascheta ekonomicheskoy effektivnosti primeneniya sistemy monitoringa transformatornogo oborudovaniya / A. D. Afanas'ev, A. O. Valuyskih, A. M. Zhukov i dr. // Elektroenergiya. Peredacha i raspredelenie. — 2018. — № 6(51). — S. 136–141. Rigatos G. Incipient fault detection for electric power transformers using neural modeling and the local statistical approach to fault diagnosis / G. Rigatos, P. Siano, A. Piccolo // IEEE Sensors Applications Symposium Proceedings, Brescia, Italy. — 2012. — Pp. 1–6. — DOI: 10.1109/SAS.2012.6166269. Rigatos G. Incipient fault detection for electric power transformers using neural modeling and the local statistical approach to fault diagnosis / G. Rigatos, P. Siano, A. Piccolo // IEEE Sensors Applications Symposium Proceedings, Brescia, Italy. — 2012. — Pp. 1–6. — DOI: 10.1109/SAS.2012.6166269. Алюнов А. Н. Об эффективности цифровой системы проактивной диагностики силовых трансформаторов / А. Н. Алюнов, О. С. Вяткина, А. Е. Немировский // Вестник Иркутского государственного технического университета. — 2020. — Т. 24. — № 5(154). — С. 966–976. — DOI: 10.21285/1814-3520-2020-5-966-976. Эксплуатация транспортных систем Transport automation research. No 2, Vol. 11, June 2 025 135 Alyunov A. N. Ob effektivnosti cifrovoy sistemy proaktivnoy diagnostiki silovyh transformatorov / A. N. Alyunov, O. S. Vyatkina, A. E. Nemirovskiy // Vestnik Irkutskogo gosudarstvennogo tehnicheskogo universiteta. — 2020. — T. 24. — № 5(154). — S. 966–976. — DOI: 10.21285/1814-3520-2020-5-966-976. Ekspluataciya transportnyh sistem Transport automation research. No 2, Vol. 11, June 2 025 135 Мандыч И. А. Современные методы расчета экономических показателей инвестиционных проектов / И. А. Мандыч, В. Б. Люкманов, И. Г. Кудрявцева // Финансовый менеджмент. — 2018. — № 1. — С. 60–69. Mandych I. A. Sovremennye metody rascheta ekonomicheskih pokazateley investicionnyh proektov / I. A. Mandych, V. B. Lyukmanov, I. G. Kudryavceva // Finansovyy menedzhment. — 2018. — № 1. — S. 60–69. Добрынин Е. В. Цифровая подстанция. Метод реализаии / Е. В. Добрынин, И. А. Ефремова // Вестник транспорта Поволжья. — 2020. — № 1(79). — С. 16–22. Dobrynin E. V. Cifrovaya podstanciya. Metod realizaii / E. V. Dobrynin, I. A. Efremova // Vestnik transporta Povolzh'ya. — 2020. — № 1(79). — S. 16–22. Козменков О. Н. Современные методы контроля и диагностики масляных трансформаторов / О. В. Табаков, О. Н. Козменков, И. А. Ефремова, А. М. Батищев // Нефть. Газ. Новации. — 2021. — № 5(246). — С. 61–65. Kozmenkov O. N. Sovremennye metody kontrolya i diagnostiki maslyanyh transformatorov / O. V. Tabakov, O. N. Kozmenkov, I. A. Efremova, A. M. Batischev // Neft'. Gaz. Novacii. — 2021. — № 5(246). — S. 61–65. Balan A. Detection and Analysis of Faults in Transformer using Machine Learning / A. Balan, T. L. Srujan, P. V. Manitha, K. Deepa // International Conference on Intelligent Data Communication Technologies and Internet of Things (IDCIoT), Bengaluru, India. — 2023. — Pp. 477–482. — DOI: 10.1109/IDCIoT56793.2023.10052786. Balan A. Detection and Analysis of Faults in Transformer using Machine Learning / A. Balan, T. L. Srujan, P. V. Manitha, K. Deepa // International Conference on Intelligent Data Communication Technologies and Internet of Things (IDCIoT), Bengaluru, India. — 2023. — Pp. 477–482. — DOI: 10.1109/IDCIoT56793.2023.10052786. Nefelov I. S. Methods for increasing the accuracy of developing digital twins of machine parts with damage or wear of working surfaces / I. S. Nefelov, V. V. Filatov, V. N. Ivanovich et al. // T-Comm. — 2024. — Vol. 18. — Iss. 11. — Pp. 53–58. — DOI: 10.36724/2072-8735-2024-18-11-53-58. Nefelov I. S. Methods for increasing the accuracy of developing digital twins of machine parts with damage or wear of working surfaces / I. S. Nefelov, V. V. Filatov, V. N. Ivanovich et al. // T-Comm. — 2024. — Vol. 18. — Iss. 11. — Pp. 53–58. — DOI: 10.36724/2072-8735-2024-18-11-53-58. Orlova E. V. A System Approach for Assesing an Economic Efficiency of Technological Innovation / E. V. Orlova // 2nd International Conference on Control Systems, Mathematical Modeling, Automation and Energy Efficiency (SUMMA), Lipetsk, Russia. — 2020. — Pp. 705–709. — DOI: 10.1109/ SUMMA50634.2020.9280725. Orlova E. V. A System Approach for Assesing an Economic Efficiency of Technological Innovation / E. V. Orlova // 2nd International Conference on Control Systems, Mathematical Modeling, Automation and Energy Efficiency (SUMMA), Lipetsk, Russia. — 2020. — Pp. 705–709. — DOI: 10.1109/ SUMMA50634.2020.9280725. Rongping L. Evaluation and Analysis of Industrial Technology Innovation Efficiency in Hebei Province / L. Rongping, H. Yunhong // IEEE Asia-Pacific Conference on Image Processing, Electronics and Computers (IPEC), Dalian, China. — 2021. — Pp. 525–528. — DOI: 10.1109/ IPEC51340.2021.9421106. Rongping L. Evaluation and Analysis of Industrial Technology Innovation Efficiency in Hebei Province / L. Rongping, H. Yunhong // IEEE Asia-Pacific Conference on Image Processing, Electronics and Computers (IPEC), Dalian, China. — 2021. — Pp. 525–528. — DOI: 10.1109/ IPEC51340.2021.9421106. Semenov V. P. Soft Assessment of the Intelligent Information Systems Development Efficiency / V. P. Semenov, R. V. Sokolov, I. L. Andreevskiy // XXVII International Conference on Soft Computing and Measurements (SCM), Saint Petersburg, Russian Federation. — 2024. — Pp. 373– 375. — DOI: 10.1109/SCM62608.2024.10554250. Semenov V. P. Soft Assessment of the Intelligent Information Systems Development Efficiency / V. P. Semenov, R. V. Sokolov, I. L. Andreevskiy // XXVII International Conference on Soft Computing and Measurements (SCM), Saint Petersburg, Russian Federation. — 2024. — Pp. 373– 375. — DOI: 10.1109/SCM62608.2024.10554250. Кондратьев В. Ю. Экономическая оценка эффективности информационных систем методиками инвестиционного анализа / В. Ю. Кондратьев, Л. К. Ефимиади // Современная экономика: проблемы и решения. — 2023. — № 11(167). — С. 58–72. — DOI: 10.17308/ meps/2078-9017/2023/11/58-72. Kondrat'ev V. Yu. Ekonomicheskaya ocenka effektivnosti informacionnyh sistem metodikami investicionnogo analiza / V. Yu. Kondrat'ev, L. K. Efimiadi // Sovremennaya ekonomika: problemy i resheniya. — 2023. — № 11(167). — S. 58–72. — DOI: 10.17308/ meps/2078-9017/2023/11/58-72. Панова А. В. Разработка методики оценки экономической эффективности систем диагностики трансформаторного оборудования и повышение эксплуатационного ресурса электроэнергетической инфраструктуры Владимирского региона / А. В. Панова, О. И. Моногаров // Экономика и предпринимательство. — 2014. — № 12-2(53). — С. 400–405. Panova A. V. Razrabotka metodiki ocenki ekonomicheskoy effektivnosti sistem diagnostiki transformatornogo oborudovaniya i povyshenie ekspluatacionnogo resursa elektroenergeticheskoy infrastruktury Vladimirskogo regiona / A. V. Panova, O. I. Monogarov // Ekonomika i predprinimatel'stvo. — 2014. — № 12-2(53). — S. 400–405. Приказ Министерства энергетики Российской Федерации т 26.07.2017 № 676 «Об утверждении методики оценки технического состояния основного технологического оборудования и линий электропередачи электрических станций и сетей». — URL: https://base.garant.ru/71779722/ (дата обращения: 24.04.2025). Prikaz Ministerstva energetiki Rossiyskoy Federacii t 26.07.2017 № 676 «Ob utverzhdenii metodiki ocenki tehnicheskogo sostoyaniya osnovnogo tehnologicheskogo oborudovaniya i liniy elektroperedachi elektricheskih stanciy i setey». — URL: https://base.garant.ru/71779722/ (data obrascheniya: 24.04.2025). ГОСТ Р 52719—2007. Трансформаторы силовые. Общие технические условия. — М.: Стандартинформ, 2007. — 34 с. GOST R 52719—2007. Transformatory silovye. Obschie tehnicheskie usloviya. — M.: Standartinform, 2007. — 34 s. Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей электрической энергии (ПТЭЭПЭЭ). Глава 2.1. — URL: https://base.garant.ru/405399745/ (дата обращения: 26.04.2025). Pravila tehnicheskoy ekspluatacii elektroustanovok potrebiteley elektricheskoy energii (PTEEPEE). Glava 2.1. — URL: https://base.garant.ru/405399745/ (data obrascheniya: 26.04.2025). Правила устройства электроустановок (ПУЭ). 2019. — П. 1.8.16, 2.1.34. Pravila ustroystva elektroustanovok (PUE). 2019. — P. 1.8.16, 2.1.34. RTS-Tender (н. д.). Получено 10 марта 2025 года с сайта https://www.rts-tender.ru. RTS-Tender (n. d.). Polucheno 10 marta 2025 goda s sayta https://www.rts-tender.ru. Письмо Минстроя России от 01.02.2025 № 5170-ИФ/09 «О рекомендуемой величине индексов изменения сметной стоимости строительства на I квартал 2025 года, в том числе величине индексов изменения сметной стоимости строительно-монтажных работ, индексов изменения сметной стоимости пусконаладочных работ, индексов изменения сметной стоимости проектных и изыскательских работ». — URL: https://www.minstroyrf.gov.ru/docs/418752/ (дата обращения: 06.05.2025). Pis'mo Minstroya Rossii ot 01.02.2025 № 5170-IF/09 «O rekomenduemoy velichine indeksov izmeneniya smetnoy stoimosti stroitel'stva na I kvartal 2025 goda, v tom chisle velichine indeksov izmeneniya smetnoy stoimosti stroitel'no-montazhnyh rabot, indeksov izmeneniya smetnoy stoimosti puskonaladochnyh rabot, indeksov izmeneniya smetnoy stoimosti proektnyh i izyskatel'skih rabot». — URL: https://www.minstroyrf.gov.ru/docs/418752/ (data obrascheniya: 06.05.2025).