Надеждност на електрическо оборудване и системи за захранване

Основни понятия и определения за надеждност

Надеждността е тясно свързана с различни аспекти на работата на електрическите инсталации. Надеждност — свойството на даден обект да изпълнява определени функции, като поддържа навреме стойностите на показателите му за изпълнение в определени граници, съответстващи на определени режими и условия на използване, поддръжка, ремонт, съхранение и транспортиране.

Надеждност по отношение на електрозахранващите системи: непрекъснато захранване в приемливи граници показатели за нейното качество и премахване на ситуации, опасни за хората и околната среда. В този случай обектът трябва да работи.

Под работоспособност означава такова състояние на елементите на електрическото оборудване, при което те са в състояние да изпълняват определените функции, като същевременно поддържат стойностите на посочените параметри в границите, установени от нормативната и техническата документация. В този случай елементите може да не отговарят например на изискванията, свързани с външния вид.

Извиква се събитие, включващо неизправност на оборудването отхвърляне… Причините за повреди могат да бъдат дефекти в проектирането, производството и ремонта, нарушения на правилата и правилата за експлоатация, естествени процеси на износване. По естеството на промяната на основните параметри на електрическото оборудване до момента на повреда те се разграничават внезапни и постепенни неуспехи.

Внезапна повреда се нарича повреда, която възниква в резултат на рязка рязка промяна в един или повече основни параметри (фазово разбиване на кабелни и въздушни линии, разрушаване на контактните връзки в устройствата и т.н.).

Постепенна повреда се нарича повреда, която възниква в резултат на продължителна, постепенна промяна в параметрите, обикновено поради стареене или износване (влошаване на изолационното съпротивление на кабели, двигатели, увеличаване на контактното съпротивление на контактните връзки и т.н. ). В същото време промените в параметъра в сравнение с първоначалното ниво в много случаи могат да бъдат записани с помощта на измервателни уреди.

Няма фундаментална разлика между внезапни и постепенни неуспехи. внезапните повреди в повечето случаи са резултат от постепенна, но скрита от наблюдението промяна в параметрите (например износване на механичните възли на контактите на превключватели), когато тяхното разрушаване се възприема като внезапно събитие.

Необратимият отказ показва загуба на производителност… Интермитентна — многократно самоелиминираща повреда на обект. Ако повредата на обект не се дължи на повреда на друг обект, тогава той се счита независими, в противен случай — пристрастен.

Неизправност в резултат на несъвършенство или нарушение на установените правила и разпоредби за проектиране се нарича структурни… Неизправност, възникнала в резултат на несъвършенство или нарушение на установения процес на производство или ремонт на обект, извършен в ремонтно предприятие — производство… Отказ в резултат на нарушение на установените правила или условия на експлоатация — оперативна… Причина за отхвърляне — дефект.

Надеждността е едно от свойствата на електрическото оборудване и захранващите системи, което се проявява само по време на работа. Надеждността се определя по време на проектирането, осигурява се по време на производството, консумира се и се поддържа по време на работа.

Надеждността е сложно свойство, което в зависимост от спецификата на електрическите инсталации и условията на нейната експлоатация може да включва: надеждност, издръжливост, поддръжка, съхранение отделно или в определена комбинация, както за електрическите инсталации, така и за отделните й елементи.

Понякога надеждността се приравнява на надеждност (в този случай надеждността се разглежда в „тесния смисъл“).

Надеждност — свойството на техническите средства да поддържа непрекъснато работоспособност за известно време. Това е най -важният компонент от надеждността на електрическите инсталации, в зависимост от надеждността на елементите, тяхната схема на свързване, конструктивни и функционални характеристики и условия на работа.

Издръжливост — свойството на техническите средства да остане в експлоатация до настъпването на граничното състояние с установената система за поддръжка и ремонт.

В разглеждания случай граничното състояние на техническите средства се определя от невъзможността за по -нататъшното им функциониране, което е причинено или от намаляване на ефективността, или от изискванията за безопасност, или от настъпването на остаряването.

Поддръжка — свойството на техническите средства, което е приспособимост към предотвратяване и откриване на причината за повреди и отстраняване на техните последствия чрез поддръжка и ремонт.

Поддръжката характеризира повечето елементи на електрическите инсталации и няма смисъл само за тези елементи, които не се ремонтират по време на работа (например изолатори на въздушни линии (ВЛ)).

Постоянство — свойството на техническите средства да поддържат непрекъснато изправно (ново) и изправно състояние по време на съхранение и транспортиране. Запазването на PP елементи се характеризира със способността им да издържат на негативните ефекти от условията на съхранение и транспортиране.

Изборът на количествени показатели за надеждност зависи от вида на енергийното оборудване. Невъзстановимо се наричат ​​такива елементи на електрически инсталации, чието изпълнение в случай на повреда не може да бъде възстановено по време на работа (токови трансформатори, кабелни вложки и др.).

Възстановимо са продукти, чието представяне в случай на повреда трябва да бъде възстановено по време на работа. Пример за такива продукти са електрически машини, силови трансформатори и др.

Надеждността на преработените продукти се определя от тяхната надеждност, издръжливост, поддръжка и съхранение, а надеждността на невъзстановимите продукти се определя от тяхната надеждност, дълготрайност и съхранение.

Фактори, влияещи върху надеждността на електрическите инсталационни елементи

Електрическите инсталации, използвани за трансформация, пренос и разпределение на електроенергия, са изложени на голям брой фактори, които могат да бъдат класифицирани в четири групи: влияния на околната среда, експлоатационни, случайни, грешки при проектирането и инсталирането.

Факторите на околната среда, където функционират елементите на електрическите инсталации, включват интензивността на гръмотевични бури и вятърна дейност, ледени отлагания, проливни дъждове, заваля, гъста мъгла, слана, роса, слънчева радиация и други. Повечето фактори на околната среда са изброени в климатичните справочници.

По отношение на прехвърлящите устройства — въздушни линии от всички класове напрежение — най -характерните фактори, допринасящи за техните повреди, са дъждовни дъждове, валежи, гъста мъгла, скреж и роса, а за силовите трансформатори, монтирани на електрически инсталации от отворен тип, факторите на околната среда включват слънчева енергия радиация, атмосферно налягане, температура на околната среда (фактор, тясно свързан с категорията на разположението и климатичните условия).

Характеристика на работата на елементите на електрически инсталации от отворен тип от всички класове напрежение е промяната на всички фактори, например промяна в температурата от + 40 ± до -50 ± C. Колебанията в интензитета на гръмотевична дейност в районите на страната ни варират от 10 до 100 или повече гръмотевични часа годишно.

Въздействието на външни климатични фактори води до появата на дефекти по време на работа: овлажняване на маслото в трансформатори и прекъсвачи на маслото, навлажняване на изолацията в резервоара и изолация на траверсите на маслените превключватели, овлажняване на рамката на втулката, разрушаване на опорите и изолаторите на втулките под лед, натоварване от вятър и др. Следователно за всеки климатичен регион по време на експлоатацията на електрическа инсталация е необходимо да се вземат предвид факторите на околната среда.

Експлоатационните фактори включват претоварване на електрически инсталационни елементи, токове на късо съединение (свръхток), различни видове пренапрежения (дъга, превключване, резонанс и др.).

Съгласно правилата за техническа експлоатация, въздушни линии 10 — 35 kV с изолирана неутрала могат да работят при наличие на еднофазна земна повреда, а продължителността на тяхното отстраняване не е стандартизирана. При тези условия на работа дъговите дефекти в разклонените разпределителни мрежи са основната причина за повреда на отслабената изолация.

За силовите трансформатори най-чувствителните експлоатационни фактори са тяхното претоварване, механични сили върху намотките при проходни токове на късо съединение. Значително място в експлоатационните фактори заемат квалификацията на персонала и съпътстващите ефекти (грешки на персонала, некачествени ремонти и поддръжка и др.).

Групата фактори, които косвено влияят върху надеждността на електрическите инсталации, включват грешки при проектирането и инсталирането: неспазване на указанията по време на проектирането, несъобразяване с изискванията за надеждност, несъобразяване с големината на капацитивните токове в 10 — 35 kV мрежи и тяхното обезщетение по време на развитието на мрежи, некачествено производство на електрически инсталационни елементи, дефекти при монтажа и др.

Малка група фактори, влияещи върху надеждността на електрическите инсталации в експлоатация, са случайни фактори: сблъсък на транспортни и селскостопански машини върху опори, припокриване на движещо се превозно средство под проводниците на ВЛ, прекъсване на проводници и др.

Надеждност на захранването на потребителите

Технически е възможно да се създадат такива системи и които се повредят рядко ще се появят (високо надеждни елементи с перфектна система за тонизиращо обслужване, използването на схеми с множество съкращения и др.). Но създаването на такива системи ще изисква увеличени инвестиции. и експлоатационни разходи. Следователно има решения за подобряване на надеждността икономически аспект: те се стремят не към максимално постижимата надеждност, а към рационален, оптимален според всеки технически и икономически критерий.

За стандартни дизайнерски решения ПУЕ не изисква изчисления за надеждност: категориите са подчертани консуматори на енергия по отношение на надеждността на захранването (като цяло те се различават по размера на щетите от пробив захранване), за което излишъкът на мрежите (броят на независимите източници) и наличието на аварийна автоматизация (допустима продължителност на прекъсване на захранването).

По отношение на осигуряването на надеждност на захранването PUE разделя електрическите консуматори на три категории: първа, втора и трета. Задание на електрически приемник към една или друга категория по отношение на надеждността трябва да възникне въз основа на нормативна документация, както и в технологичната част на проекта (т.е. е определено инженери по проектиране).

За повече подробности относно характеристиките на всяка категория вижте тук: Категории надеждност на захранването на електрически приемници