Affidabilità nel settore energetico: concetti e definizioni di base

Cos'è l'affidabilità

L'affidabilità nel funzionamento delle apparecchiature elettriche dei sistemi di alimentazione è uno dei fattori più importanti che hanno un impatto significativo sugli indicatori economici dei complessi energetici del Paese.

I costi di interruzione dell'alimentazione elettrica in caso di fermo macchina di emergenza costituiscono una parte significativa dei costi totali di produzione e installazione di una rete di alimentazione elettrica, e per la popolazione un simile incidente comporta forti shock morali. A questo proposito, sono particolarmente rilevanti le questioni relative al miglioramento delle modalità di funzionamento delle apparecchiature elettriche nei sistemi di alimentazione a diversi livelli. Pertanto, una caratteristica della moderna industria dell'energia elettrica è l'aumento dei requisiti per l'affidabilità dell'alimentazione e la qualità della potenza.

La previsione dell'affidabilità degli impianti del sistema elettrico, nonché lo sviluppo di strategie e la pianificazione, l'aggiornamento e la riparazione delle apparecchiature elettriche sono compiti prioritari dello Stato.L'approccio moderno alla risoluzione di queste domande si basa sull'applicazione dei metodi della teoria dell'affidabilità e sull'ottimizzazione del funzionamento di oggetti tecnologici complessi.

L'affidabilità è integrata nel design, garantita durante la produzione e consumata durante il funzionamento. Va tenuto presente che gli indicatori di affidabilità consentono di valutare lo stato di un oggetto medio. Ciò porta al fatto che in un caso si ottengono valori sottovalutati e nell'altro valori sovrastimati. La diagnostica tecnica consente di valutare le condizioni di un oggetto specifico. La conoscenza dello stato effettivo dell'oggetto viene fornita attraverso il suo controllo - monitoraggio.

Durante la progettazione, l'impianto elettrico deve essere creato adattato alla diagnosi e ripristino, durante la produzione, operativa e durante il funzionamento, per garantire il mantenimento di uno stato operativo. I metodi e gli strumenti diagnostici sono uno strumento per mantenere una data affidabilità.

Comprendere le basi della teoria dell'affidabilità e della diagnostica tecnica, la familiarizzazione con i metodi e i mezzi di diagnostica degli elementi contribuisce al corretto processo decisionale nella progettazione e nel funzionamento delle apparecchiature elettriche nei sistemi di alimentazione.

Gli impianti elettrici sono considerati come un oggetto, inteso come un insieme di macchine, dispositivi, linee elettriche (linee elettriche), destinati alla produzione, trasformazione, trasmissione, distribuzione di energia elettrica e alla sua conversione in altro tipo di energia.

Le centrali elettriche comprendono: generatori, trasformatori di potenza, autotrasformatori, reattori, trasformatori di tensione e corrente, linee elettriche, dispositivi di distribuzione, intere sottostazioni di trasformazione (KTP), reti di distribuzione, motori elettrici, condensatori, apparecchiature di automazione e protezione, vari ricevitori di energia.

Concetti e definizioni di base

L'analisi dell'insieme dei termini raccomandati per l'affidabilità dei sistemi di alimentazione mostra che se, al fine di descrivere l'affidabilità degli elementi dei sistemi di alimentazione e delle loro reti elettriche, le formulazioni nei termini proposti descrivono in modo pienamente adeguato le proprietà dei sistemi elettrici ed elettrici apparecchiature di rete come elementi, quindi per descrivere l'affidabilità di un sistema di alimentazione come sistema, questi termini sono incompleti e talvolta distorcono persino l'essenza tecnologica dei sistemi descritti.

Diciture adottate: Affidabilità - la proprietà dell'oggetto di svolgere le funzioni specificate, mantenendo nel tempo i valori dei suoi indicatori di prestazione entro i limiti stabiliti, corrispondenti alle modalità e alle condizioni specificate di utilizzo, manutenzione, riparazione, conservazione e trasporto.

Pertanto, una formulazione più completa dell '"affidabilità del sistema di alimentazione" suona così: "Secondo le disposizioni di base della teoria dell'affidabilità, l'affidabilità del funzionamento del sistema di alimentazione dovrebbe essere intesa come la sua proprietà di mantenere la capacità per svolgere le funzioni previste in qualsiasi intervallo di tempo, indipendentemente dall'impatto delle condizioni esterne. «

Un'alimentazione elettrica affidabile richiede che tutti gli elementi degli impianti elettrici, inclusi generatori, trasformatori, alimentatori, apparecchiature di automazione, protezione e distribuzione, funzionino senza problemi. Ciascuno degli elementi dell'impianto elettrico contribuisce all'affidabilità dell'alimentazione.

Affidabilità dell'alimentazione — la proprietà degli impianti elettrici per fornire energia elettrica ai consumatori secondo la loro categoria… In base alle condizioni di affidabilità dell'alimentazione, tutti gli utenti sono divisi in tre categorie.

Ricevitori elettrici di categoria I — ricevitori elettrici, la cui interruzione dell'alimentazione elettrica può comportare pericolo per la vita umana, danni a costose apparecchiature di base, difetti nel prodotto di massa, interruzione del funzionamento di elementi particolarmente importanti dei servizi pubblici. Dalla composizione di questa categoria si distingue un gruppo speciale di ricevitori elettrici, il cui funzionamento continuo è necessario per un arresto regolare della produzione al fine di prevenire minacce alla vita umana, esplosioni, incendi e danni ad apparecchiature costose.

Ricevitori elettrici di categoria II — ricevitori elettrici, la cui interruzione dell'alimentazione porta a una massiccia carenza di prodotti, tempi di inattività dei meccanismi di lavoro e del trasporto industriale, interruzione delle normali attività di un numero significativo di persone.

Ricevitori elettrici di categoria III — tutti gli altri ricevitori elettrici che non soddisfano la definizione delle categorie I e II.

Nel campo dei sistemi di alimentazione, l'affidabilità è intesa come fornitura continua di elettricità entro i limiti degli indicatori consentiti della sua qualità e l'esclusione di situazioni pericolose per le persone e l'ambiente. In questo caso, l'oggetto dovrebbe funzionare.

Operabilità — la condizione degli elementi delle apparecchiature elettriche in cui possono svolgere le funzioni specificate, mantenendo i valori dei parametri principali entro i limiti stabiliti dalla documentazione normativa e tecnica. In questo caso, gli elementi potrebbero non soddisfare, ad esempio, i requisiti relativi all'aspetto.

Viene chiamato un evento che comporta un guasto dell'apparecchiatura rifiuto… Le cause del danno possono essere difetti apportati durante la progettazione e la riparazione, violazioni di regole e regole operative, processi di usura naturale: diversi tipi di danni si distinguono in base a diverse caratteristiche di classificazione (Tabella 1).

Tabella 1. Classificazione del danno

Dalla natura del cambiamento dei parametri principali dell'apparecchiatura elettrica prima del verificarsi del guasto, si distinguono guasti improvvisi e graduali.

All'improvviso — danni che si sono verificati a seguito di un improvviso cambiamento brusco in uno o più parametri di base, ad esempio: mancanza di fase di cavi e linee aeree, distruzione delle connessioni di contatto nei dispositivi.

Gradualmente si chiama danno che si verifica a seguito di un cambiamento graduale e a lungo termine dei parametri, solitamente dovuto all'invecchiamento o all'usura, ad esempio: deterioramento della resistenza di isolamento di cavi, avvolgimenti del motore, aumento della resistenza di contatto delle connessioni di contatto. caso, le variazioni del parametro rispetto al valore iniziale possono in molti casi essere registrate utilizzando strumenti di misura.

Non vi è alcuna differenza fondamentale tra guasti improvvisi e graduali, poiché i guasti improvvisi nella maggior parte dei casi sono il risultato di un cambiamento graduale, ma nascosto all'osservazione, dei parametri (ad esempio, l'usura dei gruppi meccanici dei contatti dell'interruttore), quando si percepisce la loro distruzione come un evento improvviso.

Rifiuto totale caratterizza un oggetto non funzionante che non esegue nessuna delle funzioni specificate (non c'è illuminazione nella stanza - tutte le lampade sono bruciate). In caso di danno parziale, l'oggetto svolge alcune delle sue funzioni (diverse lampade bruciate nella stanza).

Danni irreversibili mostra la perdita di prestazioni (bruciato fusibile).

Reversibile — Guasto ripetuto solo riparabile dell'oggetto a (lampade fluorescenti accese, poi spente).

Dirompente — danni ripetutamente autoeliminanti a un oggetto.

Se il fallimento di un oggetto non è dovuto al fallimento di un altro oggetto, allora viene considerato indipendente, Altrimenti - dipendente… Se durante l'ispezione viene rilevato un elemento danneggiato (l'isolamento del filo viene distrutto), viene considerato il guasto esplicitamente (ovviamente)… Se durante l'ispezione non è possibile determinare la causa del guasto nell'apparecchiatura elettrica danneggiata, si considera un guasto nascosto (nascosto).

Il fallimento a seguito della violazione degli standard di progettazione stabiliti è chiamato strutturale a seguito della violazione delle regole operative - operativo… Malfunzionamento che si è verificato a seguito di un'imperfezione o violazione del processo stabilito di produzione o riparazione di un oggetto effettuata in un centro di riparazione — tecnologico (produzione).

Motivo del rifiuto: vizio… Differenziare: il guasto di un elemento di un oggetto complesso (un fusibile bruciato nella rete di alimentazione dell'appartamento), la comparsa di nuove connessioni tra gli elementi (si è verificato un cortocircuito), una violazione della comunicazione tra gli elementi (filo rottura).

L'affidabilità si manifesta solo durante il funzionamento. A seconda delle specifiche degli impianti elettrici e delle condizioni del suo funzionamento, l'affidabilità (nel senso più ampio del termine) può includere un insieme di proprietà quali affidabilità, durata, manutenzione, conservazione separatamente o in una determinata combinazione, sia per gli impianti elettrici e per i suoi singoli elementi.

In senso stretto, affidabilità equivale ad affidabilità (in "senso stretto").

Affidabilità — la proprietà degli oggetti tecnici di mantenere un'operatività continua per qualche tempo. È il componente più importante dell'affidabilità degli elementi dell'impianto elettrico, a seconda dell'affidabilità degli elementi, del loro schema di connessione, delle caratteristiche strutturali e funzionali e delle condizioni operative.

Resistenza — la proprietà degli oggetti tecnici di rimanere in funzione fino al verificarsi dello stato limite con il sistema di manutenzione e riparazione stabilito.Per gli elementi di un impianto elettrico, lo stato limite è determinato dall'impossibilità del loro ulteriore utilizzo, che è dovuto o a una diminuzione dell'efficienza, oa requisiti di sicurezza, o all'inizio dell'obsolescenza.

Supporto — una proprietà che consente di rilevare e prevenire le cause del danno, nonché di eliminarne le conseguenze attraverso la manutenzione e la riparazione. La manutenzione caratterizza la maggior parte degli elementi delle centrali elettriche e non ha senso solo per quegli elementi che non vengono riparati durante il funzionamento (ad esempio, gli isolatori delle linee aeree).

Persistenza - la proprietà degli oggetti tecnici di mantenere continuamente una condizione utile (nuova) O funzionale durante lo stoccaggio e il trasporto.La conservazione degli elementi dell'impianto elettrico è caratterizzata dalla loro capacità di resistere agli effetti negativi delle condizioni di stoccaggio e trasporto.

La scelta degli indicatori quantitativi di affidabilità dipende dal tipo di apparecchiatura elettrica. Non recuperabili sono quegli elementi della centrale elettrica, le cui prestazioni in caso di guasto non possono essere ripristinate durante il funzionamento (trasformatori di corrente, inserti di cavi). La loro affidabilità è caratterizzata da affidabilità, durata e conservazione.

Recuperabile — oggetti la cui operatività in caso di danno è soggetta a ripristino durante il funzionamento. Gli esempi includono macchine elettriche e trasformatori di potenza. L'affidabilità dei prodotti rigenerati è dovuta alla loro affidabilità, durata, manutenzione e stoccaggio.