Spolehlivost elektrických zařízení a energetických systémů

Základní pojmy a definice spolehlivosti

Spolehlivost úzce souvisí s různými aspekty provozu elektrických instalací. Spolehlivost - vlastnost objektu vykonávat určité funkce, včas udržovat hodnoty jeho výkonnostních ukazatelů v určitých mezích, které odpovídají určitým způsobům a podmínkám použití, údržby, oprav, skladování a přepravy.

Spolehlivost z hlediska napájecích systémů: nepřetržité napájení v přijatelných mezích ukazatelů její kvality a odstraňování situací nebezpečných pro lidi a životní prostředí. V tomto případě by měl objekt fungovat.

Provozuschopností se rozumí takový stav prvků elektrického zařízení, ve kterém jsou schopny plnit stanovené funkce při zachování hodnot stanovených parametrů v mezích stanovených normativní a technickou dokumentací.Prvky v tomto případě nemusí splňovat například požadavky týkající se vzhledu.

Událost zahrnující poruchu zařízení se nazývá odmítnutí... Příčinou poruch mohou být konstrukční, výrobní a opravárenské vady, porušení provozních předpisů a předpisů, přirozené procesy opotřebení. Podle charakteru změny hlavních parametrů elektrického zařízení do okamžiku poruchy se rozlišují poruchy náhlé a postupné.

Náhlá porucha se nazývá porucha, ke které dojde v důsledku náhlé prudké změny jednoho nebo více základních parametrů (fázový rozpad kabelového a venkovního vedení, zničení kontaktních spojů v zařízeních atd.).

Postupné poškození se nazývá poškození, ke kterému dochází v důsledku dlouhé, postupné změny parametrů, obvykle v důsledku stárnutí nebo opotřebení (zhoršení izolačního odporu kabelů, motorů, zvýšení přechodového odporu kontaktních spojů apod.). Změny parametru oproti výchozí úrovni lze přitom v mnoha případech zaznamenat pomocí měřicích zařízení.

Mezi náhlými a postupnými poruchami není zásadní rozdíl. náhlé poruchy jsou ve většině případů důsledkem postupné, ale pozorování skryté změny parametrů (například opotřebení mechanických sestav spínacích kontaktů), kdy je jejich zničení vnímáno jako náhlá událost.

Nevratná porucha signalizuje ztrátu výkonu… Přerušované — opakovaně samoeliminující se selhání objektu.Pokud selhání objektu není způsobeno selháním jiného objektu, pak je považován za nezávislý, jinak — závislý.

Porucha vyplývající z nedokonalosti nebo porušení zavedených konstrukčních pravidel a předpisů se nazývá strukturální… Porucha, která vznikla v důsledku nedokonalosti nebo porušení zavedeného procesu výroby nebo opravy předmětu prováděné v opravárenském podniku — výrobě … Porucha v důsledku porušení stanovených pravidel nebo podmínek provozu — provozní… Důvod zamítnutí — závada.

Spolehlivost je jednou z vlastností elektrických zařízení a energetických soustav, která se projevuje pouze při provozu. Spolehlivost je definována při návrhu, zajištěna při výrobě, spotřebována a udržována během provozu.

Spolehlivost je komplexní vlastnost, která v závislosti na specifikách elektroinstalace a podmínkách jejího provozu může zahrnovat: spolehlivost, životnost, údržbu, skladování samostatně nebo v určité kombinaci, a to jak pro elektroinstalaci, tak pro její jednotlivé prvky. .

Někdy je spolehlivost ztotožňována se spolehlivostí (v tomto případě je spolehlivost považována v „užším smyslu“).

Spolehlivost - vlastnost technických prostředků udržovat nepřetržitou provozuschopnost po určitou dobu. Je nejdůležitější složkou spolehlivosti elektrických instalací v závislosti na spolehlivosti prvků, jejich schématu připojení, konstrukčních a funkčních vlastnostech a provozních podmínkách.

Trvanlivost - vlastnost technických prostředků zůstat v provozu až do vzniku mezního stavu se zavedeným systémem údržby a oprav.

Mezní stav technických prostředků je v posuzovaném případě dán nemožností jejich dalšího fungování, která je způsobena buď poklesem účinnosti, nebo požadavky na bezpečnost, nebo počínajícím zastaráváním.

Údržba — vlastnost technických prostředků, kterou je přizpůsobivost k prevenci a zjišťování příčiny poškození a odstraňování jejich následků údržbou a opravou.

Údržba charakterizuje většinu prvků elektroinstalace a nemá smysl pouze u těch prvků, které se za provozu neopravují (například izolátory venkovních vedení (VN)).

Perzistence — vlastnost technických prostředků trvale udržovat provozuschopný (nový) a provozuschopný stav během skladování a přepravy. Konzervace PP prvků je charakteristická jejich schopností odolávat negativním vlivům skladovacích a přepravních podmínek.

Volba kvantitativních ukazatelů spolehlivosti závisí na typu energetického zařízení. Neobnovitelné se označují ty prvky elektrických instalací, jejichž výkon v případě poškození nelze za provozu obnovit (proudové transformátory, kabelové vložky apod.).

Obnovitelné jsou výrobky, jejichž výkonnost v případě poškození musí být obnovena během provozu. Příklady takových výrobků jsou elektrické stroje, výkonové transformátory atd.

Spolehlivost repasovaných výrobků je dána jejich spolehlivostí, trvanlivostí, údržbou a skladováním a spolehlivost neobnovitelných výrobků je dána jejich spolehlivostí, životností a skladovatelností.

Faktory ovlivňující spolehlivost prvků elektroinstalace

Elektroinstalace sloužící k transformaci, přenosu a distribuci elektřiny jsou vystaveny velkému množství faktorů, které lze zařadit do čtyř skupin: vlivy prostředí, provozní, nahodilé, konstrukční a instalační chyby.

Mezi faktory prostředí, kde prvky elektroinstalace fungují, patří intenzita bouřek a větrné činnosti, náledí, silné deště, srážky, hustá mlha, mráz, rosa, sluneční záření a další. Většina environmentálních faktorů je uvedena v příručkách o klimatu.

Pokud jde o přenosová zařízení – venkovní vedení všech napěťových tříd – nejcharakterističtějšími faktory přispívajícími k jejich poškození jsou dešťové přeháňky, srážky, hustá mlha, mráz a rosa a u výkonových transformátorů instalovaných na otevřených elektrických instalacích faktory prostředí zahrnují sluneční energii, záření, atmosférický tlak, okolní teplotu (faktor úzce související s kategorií místa a klimatickými podmínkami).

Charakteristickým rysem provozu prvků otevřených elektrických instalací všech tříd napětí je změna všech faktorů, například změna teploty od + 40 ± do -50 ± C.Kolísání intenzity bouřkové aktivity v regionech naší země se pohybuje od 10 do 100 i více bouřkových hodin za rok.

Vliv vnějších klimatických faktorů vede ke vzniku závad během provozu: smáčení oleje v transformátorech a olejových vypínačích, smáčení izolace v nádrži a izolace traverz olejových spínačů, smáčení rámu pouzdra, zničení podpěr a izolátorů průchodek pod ledem, zatížením větrem atd. Proto je pro každou klimatickou oblast během provozu elektrické instalace nutné vzít v úvahu faktory prostředí.

Provozní faktory zahrnují přetěžování elektroinstalačních prvků, zkratové proudy (nadproud), různé druhy přepětí (oblouk, spínání, rezonance atd.).

Podle pravidel technického provozu mohou venkovní vedení 10 — 35 kV s izolovaným neutrálem pracovat v případě jednofázové zemní poruchy a doba jejich odstranění není standardizována. Za těchto provozních podmínek jsou obloukové poruchy v rozvětvených distribučních sítích hlavní příčinou oslabené poruchy izolace.

U výkonových transformátorů jsou nejcitlivějšími provozními faktory jejich přetížení, mechanické síly na vinutí při zkratových proudech. Významné místo v provozních faktorech zaujímá kvalifikace personálu a doprovodné jevy (chyby personálu, nekvalitní opravy a údržba atd.).

Do skupiny faktorů, které nepřímo ovlivňují spolehlivost elektrických instalací, patří chyby návrhu a instalace: nedodržení směrnic při návrhu, nedodržení požadavků na spolehlivost, nedodržení velikosti kapacitních proudů v sítích 10 — 35 kV a jejich kompenzace při rozvoji sítí, nekvalitní výroba elektroinstalačních prvků, montážní vady apod.

Malou skupinou faktorů ovlivňujících spolehlivost elektroinstalace v provozu jsou náhodné faktory: kolize dopravních a zemědělských strojů na podpěry, přesah jedoucího vozidla pod trolejové vedení, přerušení vodičů atd.

Spolehlivost napájení spotřebitelů

Technicky je možné takové systémy vytvořit a ty, které selžou, se vyskytnou jen zřídka (vysoce spolehlivé prvky s dokonalým systémem tonické obsluhy, použití obvodů s více řezy atd.). Vytvoření takových systémů však bude vyžadovat zvýšené investice. a provozní náklady. Proto existují řešení, jak zlepšit spolehlivost ekonomický aspekt: ​​neusilují o maximální dosažitelnou spolehlivost, ale o racionální, optimální podle každého technického a ekonomického kritéria.

Pro standardní konstrukční řešení PUE nevyžaduje výpočty spolehlivosti: kategorie jsou zvýrazněny spotřebiteli energie z hlediska spolehlivosti napájení (obecně se liší ve výši škod při výpadku proudu), u kterých je redundance sítí (počet nezávislých zdrojů) a přítomnost nouzové automatizace (přípustná doba výpadku napájení).

Z hlediska zajištění spolehlivosti napájení rozděluje PUE elektrické spotřebiče do tří kategorií: první, druhá a třetí. Zařazení elektrického přijímače do jedné nebo druhé kategorie z hlediska spolehlivosti musí nastat na základě regulační dokumentace a také v technologické části projektu (tj. je určena projektanty).

Další podrobnosti o vlastnostech jednotlivých kategorií naleznete zde: Kategorie spolehlivosti napájení elektrických přijímačů