Tillförlitlighet hos elektrisk utrustning och kraftsystem

Grundläggande begrepp och definitioner av tillförlitlighet

Tillförlitlighet är nära relaterad till olika aspekter av driften av elektriska installationer. Tillförlitlighet - egenskapen hos ett objekt att utföra vissa funktioner, upprätthålla i tid värdena för dess prestandaindikatorer inom vissa gränser, motsvarande vissa lägen och villkor för användning, underhåll, reparation, lagring och transport.

Tillförlitlighet vad gäller strömförsörjningssystem: kontinuerlig strömförsörjning inom acceptabla gränser indikatorer på dess kvalitet och eliminera situationer som är farliga för människor och miljö. I det här fallet bör objektet fungera.

Under drift betyder ett sådant tillstånd av elementen i den elektriska utrustningen, i vilket de kan utföra de specificerade funktionerna, samtidigt som värdena för de specificerade parametrarna bibehålls inom de gränser som fastställs av den normativa och tekniska dokumentationen.I det här fallet kan det hända att elementen inte uppfyller till exempel krav relaterade till utseende.

En händelse som involverar utrustningsfel kallas avslag... Orsakerna till fel kan vara konstruktions-, tillverknings- och reparationsfel, brott mot driftregler och föreskrifter, naturliga slitageprocesser. Genom arten av förändringen av huvudparametrarna för den elektriska utrustningen fram till felögonblicket särskiljs de mellan plötsliga och gradvisa fel.

Ett plötsligt fel kallas ett fel som uppstår till följd av en plötslig skarp förändring av en eller flera grundläggande parametrar (fasavbrott av kabel och luftledningar, förstörelse av kontaktanslutningar i enheter etc.).

Gradvis skada kallas skada som uppstår som ett resultat av en lång, gradvis förändring av parametrar, vanligtvis på grund av åldring eller slitage (försämring av isolationsmotstånd hos kablar, motorer, ökning av kontaktresistans hos kontaktanslutningar, etc. ). Samtidigt kan förändringar i parametern jämfört med den initiala nivån i många fall registreras med hjälp av mätinstrument.

Det finns ingen grundläggande skillnad mellan plötsliga och gradvisa misslyckanden. plötsliga fel är i de flesta fall resultatet av en gradvis, men dold från observation, förändring i parametrar (till exempel slitage av mekaniska sammansättningar av brytarkontakter), när deras förstörelse uppfattas som en plötslig händelse.

Ett icke-reversibelt fel indikerar en förlust av prestanda... Intermittent — upprepade gånger själveliminerande fel på ett objekt.Om ett objekts fel inte beror på att ett annat objekt har gått sönder, anses det vara oberoende, annars - beroende.

Ett fel som är ett resultat av en ofullkomlighet eller överträdelse av etablerade designregler och -föreskrifter kallas ett strukturellt... Ett fel som inträffade som ett resultat av en ofullkomlighet eller överträdelse av den etablerade processen för produktion eller reparation av ett föremål som utförts i ett reparationsföretag - produktion … Misslyckande till följd av överträdelse av de fastställda reglerna eller driftsvillkoren – operativa… Orsak till avslag – defekt.

Tillförlitlighet är en av egenskaperna hos elektrisk utrustning och kraftsystem som endast visar sig under drift. Tillförlitlighet definieras under konstruktion, säkerställs under tillverkning, förbrukas och bibehålls under drift.

Tillförlitlighet är en komplex egenskap som, beroende på specifikationerna för de elektriska installationerna och villkoren för dess drift, kan innefatta: tillförlitlighet, hållbarhet, underhåll, förvaring separat eller i en viss kombination, både för de elektriska installationerna och för dess individuella element .

Ibland likställs reliabilitet med reliabilitet (i detta fall betraktas reliabilitet i "snäv mening").

Tillförlitlighet - egenskapen hos tekniska medel för att upprätthålla kontinuerlig drift under en viss tidsperiod. Det är den viktigaste komponenten i tillförlitligheten hos elektriska installationer, beroende på elementens tillförlitlighet, deras anslutningsschema, strukturella och funktionella egenskaper och driftsförhållanden.

Hållbarhet - egenskapen hos tekniska medel att förbli i drift tills gränstillståndet inträffar med det etablerade systemet för underhåll och reparation.

I det aktuella fallet bestäms gränstillståndet för de tekniska medlen av omöjligheten av deras fortsatta funktion, vilket orsakas antingen av en minskning av effektiviteten, eller av säkerhetskrav, eller av början av inkurans.

Underhåll — egenskapen hos tekniska medel, vilket är anpassningsförmåga för att förebygga och upptäcka orsaken till skadan och eliminering av deras konsekvenser genom underhåll och reparation.

Underhåll kännetecknar de flesta delar av elektriska installationer och är inte vettigt bara för de element som inte repareras under drift (till exempel isolatorer av luftledningar (HV)).

Persistens — egenskapen hos tekniska medel för att kontinuerligt upprätthålla ett funktionsdugligt (nytt) och funktionsdugligt skick under lagring och transport. Bevarandet av PP-element kännetecknas av deras förmåga att motstå de negativa effekterna av lagrings- och transportförhållanden.

Valet av kvantitativa indikatorer för tillförlitlighet beror på typen av kraftutrustning. De delar av elektriska installationer vars prestanda i händelse av skada inte kan återställas under drift (strömtransformatorer, kabelinsatser etc.) kallas icke-återställningsbara.

Återvinningsbara är produkter vars prestanda i händelse av skada måste återställas under drift. Exempel på sådana produkter är elektriska maskiner, krafttransformatorer m.m.

Tillförlitligheten hos återtillverkade produkter bestäms av deras tillförlitlighet, hållbarhet, underhåll och lagring, och tillförlitligheten hos icke-förnybara produkter bestäms av deras tillförlitlighet, hållbarhet och lagring.

Faktorer som påverkar tillförlitligheten hos elektriska installationselement

Elektriska installationer som används för transformation, överföring och distribution av el är utsatta för ett stort antal faktorer som kan delas in i fyra grupper: miljöpåverkan, drift-, olycks-, konstruktions- och installationsfel.

Miljöfaktorer, där elementen i elektriska installationer fungerar, inkluderar intensiteten av åskväder och vindaktivitet, isavlagringar, kraftiga regn, nederbörd, tät dimma, frost, dagg, solstrålning och annat. De flesta miljöfaktorer finns listade i klimatreferensböcker.

När det gäller överföringsanordningar — luftledningar av alla spänningsklasser — är de mest karakteristiska faktorerna som bidrar till deras skador regnskurar, nederbörd, tät dimma, frost och dagg, och för krafttransformatorer installerade på öppna elektriska installationer, faktorerna för miljö inkluderar solenergi, strålning, atmosfärstryck, omgivningstemperatur (en faktor som är nära relaterad till platskategori och klimatförhållanden).

Ett kännetecken för driften av elementen i elektriska installationer av öppen typ av alla spänningsklasser är förändringen av alla faktorer, till exempel en temperaturförändring från + 40 ± till -50 ± C.Fluktuationer i intensiteten av åskvädersaktivitet i regionerna i vårt land varierar från 10 till 100 eller fler åskväderstimmar per år.

Effekten av externa klimatfaktorer leder till uppkomsten av defekter under drift: vätning av oljan i transformatorer och oljebrytare, vätning av isoleringen i tanken och isolering av oljebrytarnas traverser, vätning av bussningens ram, förstörelse av stöd och isolatorer av bussningar under is, vindbelastning, etc. Därför, för varje klimatregion, under driften av en elektrisk installation, är det nödvändigt att ta hänsyn till miljöfaktorer.

Driftsfaktorer inkluderar överbelastning av elektriska installationselement, kortslutningsströmmar (överström), olika typer av överspänningar (bågbildning, omkoppling, resonans etc.).

Enligt reglerna för teknisk drift kan luftledningar 10 — 35 kV med en isolerad neutral fungera i närvaro av ett enfas jordfel, och varaktigheten av deras avlägsnande är inte standardiserad. Under dessa driftsförhållanden är ljusbågsfel i grenade distributionsnät den främsta orsaken till försvagat isoleringsfel.

För krafttransformatorer är de mest känsliga driftsfaktorerna deras överbelastning, mekaniska krafter på lindningarna vid kortslutning genom strömmar. En betydande plats i driftsfaktorerna upptas av personalens kvalifikationer och de medföljande effekterna (misstag av personalen, reparationer och underhåll av dålig kvalitet, etc.).

Gruppen faktorer som indirekt påverkar tillförlitligheten hos elektriska installationer inkluderar konstruktions- och installationsfel: bristande efterlevnad av riktlinjerna vid projektering, bristande efterlevnad av tillförlitlighetskrav, bristande överensstämmelse med storleken på kapacitiva strömmar i 10 — 35 kV-nät och deras kompensation under utveckling av nätverk, lågkvalitativ produktion av elektriska installationselement, installationsfel etc.

En liten grupp faktorer som påverkar tillförlitligheten hos elektriska installationer i drift är oavsiktliga faktorer: kollision av transport- och jordbruksmaskiner på stöd, överlappning av ett fordon i rörelse under luftledningarna, avbrott av ledningar etc.

Tillförlitlighet för strömförsörjning till konsumenter

Det är tekniskt möjligt att skapa sådana system, och de som misslyckas kommer sällan att inträffa (mycket tillförlitliga element med ett perfekt tonicservicesystem, användning av kretsar med flera klipp, etc.). Men skapandet av sådana system kommer att kräva ökade investeringar. och driftskostnader. Därför finns det lösningar för att förbättra den tillförlitlighetsekonomiska aspekten: de strävar inte efter maximal tillförlitlighet, utan efter en rationell sådan, optimal enligt varje tekniskt och ekonomiskt kriterium.

För standarddesignlösningar PUE kräver inte tillförlitlighetsberäkningar: kategorierna är markerade energikonsumenter i termer av tillförlitlighet för strömförsörjning (i allmänhet skiljer de sig i mängden skador från ett strömavbrott), för vilka redundansen av nätverk (antalet oberoende källor) och närvaro av nödautomatisering (tillåten varaktighet av strömavbrott).

När det gäller att säkerställa strömförsörjningens tillförlitlighet delar PUE in elektriska konsumenter i tre kategorier: första, andra och tredje. Tilldelning av en elektrisk mottagare till en eller annan kategori när det gäller tillförlitlighet måste ske på grundval av regulatorisk dokumentation, såväl som i den tekniska delen av projektet (dvs. det bestäms av konstruktionsingenjörer).

För mer information om egenskaperna för varje kategori, se här: Tillförlitlighetskategorier för strömförsörjning av elektriska mottagare