Αξιοπιστία ηλεκτρικού εξοπλισμού και συστημάτων ισχύος

Βασικές έννοιες και ορισμοί της αξιοπιστίας

Η αξιοπιστία συνδέεται στενά με διάφορες πτυχές της λειτουργίας των ηλεκτρικών εγκαταστάσεων. Αξιοπιστία - η ιδιότητα ενός αντικειμένου να εκτελεί ορισμένες λειτουργίες, διατηρώντας έγκαιρα τις τιμές των δεικτών απόδοσης εντός ορισμένων ορίων, που αντιστοιχούν σε ορισμένους τρόπους και συνθήκες χρήσης, συντήρησης, επισκευής, αποθήκευσης και μεταφοράς.

Αξιοπιστία όσον αφορά τα συστήματα τροφοδοσίας: συνεχής τροφοδοσία εντός αποδεκτών ορίων δείκτες της ποιότητάς του και την εξάλειψη καταστάσεων επικίνδυνων για τους ανθρώπους και το περιβάλλον. Σε αυτή την περίπτωση, το αντικείμενο πρέπει να λειτουργεί.

Υπό λειτουργικότητα σημαίνει μια τέτοια κατάσταση των στοιχείων του ηλεκτρικού εξοπλισμού, στην οποία μπορούν να εκτελούν τις καθορισμένες λειτουργίες, διατηρώντας παράλληλα τις τιμές των καθορισμένων παραμέτρων εντός των ορίων που καθορίζονται από την κανονιστική και τεχνική τεκμηρίωση.Σε αυτήν την περίπτωση, τα στοιχεία ενδέχεται να μην πληρούν, για παράδειγμα, απαιτήσεις που σχετίζονται με την εμφάνιση.

Ένα συμβάν που περιλαμβάνει αστοχία εξοπλισμού ονομάζεται απόρριψη... Οι αιτίες των αστοχιών μπορεί να είναι ελαττώματα σχεδιασμού, κατασκευής και επισκευής, παραβιάσεις κανόνων και κανονισμών λειτουργίας, διαδικασίες φυσικής φθοράς. Από τη φύση της αλλαγής των κύριων παραμέτρων του ηλεκτρικού εξοπλισμού μέχρι τη στιγμή της βλάβης, διακρίνονται μεταξύ ξαφνικών και σταδιακών βλαβών.

Ξαφνική αστοχία ονομάζεται η αστοχία που προκύπτει ως αποτέλεσμα ξαφνικής απότομης αλλαγής σε μία ή περισσότερες βασικές παραμέτρους (διακοπή φάσης καλωδίων και εναέριων γραμμών, καταστροφή συνδέσεων επαφής σε συσκευές κ.λπ.).

Σταδιακή βλάβη ονομάζεται η ζημιά που προκύπτει ως αποτέλεσμα μιας μακράς, σταδιακής αλλαγής των παραμέτρων, συνήθως λόγω γήρανσης ή φθοράς (φθορά της αντίστασης μόνωσης καλωδίων, κινητήρων, αύξηση της αντίστασης επαφής των συνδέσεων επαφής κ.λπ.). Ταυτόχρονα, αλλαγές στην παράμετρο σε σύγκριση με το αρχικό επίπεδο μπορούν σε πολλές περιπτώσεις να καταγραφούν χρησιμοποιώντας συσκευές μέτρησης.

Δεν υπάρχει θεμελιώδης διαφορά μεταξύ ξαφνικών και σταδιακών αποτυχιών. Οι ξαφνικές βλάβες στις περισσότερες περιπτώσεις είναι αποτέλεσμα μιας σταδιακής, αλλά κρυμμένης από την παρατήρηση, αλλαγής των παραμέτρων (για παράδειγμα, φθορά των μηχανικών συγκροτημάτων των επαφών διακόπτη), όταν η καταστροφή τους γίνεται αντιληπτή ως ξαφνικό γεγονός.

Μια μη αναστρέψιμη αστοχία υποδηλώνει απώλεια απόδοσης… Διαλείπουσα — επανειλημμένα αυτοεξαλειφόμενη αστοχία ενός αντικειμένου.Εάν η αστοχία ενός αντικειμένου δεν οφείλεται σε αστοχία άλλου αντικειμένου, τότε θεωρείται ανεξάρτητο, διαφορετικά — εξαρτημένο.

Μια αστοχία που προκύπτει από ατέλεια ή παραβίαση καθιερωμένων κανόνων και κανονισμών σχεδιασμού ονομάζεται δομική… Μια αστοχία που προέκυψε ως αποτέλεσμα ατέλειας ή παραβίασης της καθιερωμένης διαδικασίας παραγωγής ή επισκευής ενός αντικειμένου που πραγματοποιείται σε μια επιχείρηση επισκευής — παραγωγή … Αστοχία ως αποτέλεσμα παραβίασης των καθιερωμένων κανόνων ή συνθηκών λειτουργίας — λειτουργικό… Λόγος απόρριψης — ελάττωμα.

Η αξιοπιστία είναι μια από τις ιδιότητες του ηλεκτρικού εξοπλισμού και των συστημάτων ισχύος που εκδηλώνεται μόνο κατά τη λειτουργία. Η αξιοπιστία ορίζεται κατά τον σχεδιασμό, διασφαλίζεται κατά την κατασκευή, καταναλώνεται και διατηρείται κατά τη λειτουργία.

Η αξιοπιστία είναι μια σύνθετη ιδιότητα, η οποία, ανάλογα με τις ιδιαιτερότητες των ηλεκτρικών εγκαταστάσεων και τις συνθήκες λειτουργίας της, μπορεί να περιλαμβάνει: αξιοπιστία, αντοχή, συντήρηση, αποθήκευση χωριστά ή σε συγκεκριμένο συνδυασμό, τόσο για τις ηλεκτρικές εγκαταστάσεις όσο και για τα επιμέρους στοιχεία της. .

Μερικές φορές η αξιοπιστία εξισώνεται με την αξιοπιστία (στην περίπτωση αυτή, η αξιοπιστία θεωρείται με τη «στενή έννοια»).

Αξιοπιστία - η ιδιότητα των τεχνικών μέσων για τη διατήρηση της συνεχούς λειτουργικότητας για ορισμένο χρονικό διάστημα. Είναι το πιο σημαντικό στοιχείο της αξιοπιστίας των ηλεκτρικών εγκαταστάσεων, ανάλογα με την αξιοπιστία των στοιχείων, το σχήμα σύνδεσής τους, τα δομικά και λειτουργικά χαρακτηριστικά και τις συνθήκες λειτουργίας.

Ανθεκτικότητα - η ιδιότητα των τεχνικών μέσων να παραμένουν σε λειτουργία μέχρι την εμφάνιση της οριακής κατάστασης με το καθιερωμένο σύστημα συντήρησης και επισκευής.

Στην περίπτωση που εξετάζουμε, η οριακή κατάσταση των τεχνικών μέσων καθορίζεται από την αδυναμία περαιτέρω λειτουργίας τους, η οποία προκαλείται είτε από μείωση της απόδοσης, είτε από απαιτήσεις ασφαλείας, είτε από την έναρξη της απαξίωσης.

Συντήρηση — η ιδιότητα των τεχνικών μέσων, η οποία είναι η προσαρμοστικότητα στην πρόληψη και τον εντοπισμό της αιτίας της ζημιάς και την εξάλειψη των συνεπειών τους μέσω συντήρησης και επισκευής.

Η συντήρηση χαρακτηρίζει τα περισσότερα στοιχεία των ηλεκτρικών εγκαταστάσεων και δεν έχει νόημα μόνο για εκείνα τα στοιχεία που δεν επισκευάζονται κατά τη λειτουργία (για παράδειγμα, μονωτές εναέριων γραμμών (HV)).

Ανθεκτικότητα — η ιδιότητα των τεχνικών μέσων να διατηρούν συνεχώς μια λειτουργική (νέα) και λειτουργική κατάσταση κατά την αποθήκευση και τη μεταφορά. Η διατήρηση των στοιχείων ΡΡ χαρακτηρίζεται από την ικανότητά τους να αντέχουν τις αρνητικές επιπτώσεις των συνθηκών αποθήκευσης και μεταφοράς.

Η επιλογή των ποσοτικών δεικτών αξιοπιστίας εξαρτάται από τον τύπο του εξοπλισμού ισχύος. Τα στοιχεία των ηλεκτρικών εγκαταστάσεων των οποίων η απόδοση σε περίπτωση βλάβης δεν μπορεί να αποκατασταθεί κατά τη λειτουργία (μετασχηματιστές ρεύματος, ένθετα καλωδίων κ.λπ.) ονομάζονται μη ανακτήσιμα.

Ανακτήσιμα είναι προϊόντα των οποίων η απόδοση σε περίπτωση ζημιάς πρέπει να αποκατασταθεί κατά τη λειτουργία. Παραδείγματα τέτοιων προϊόντων είναι οι ηλεκτρικές μηχανές, οι μετασχηματιστές ισχύος κ.λπ.

Η αξιοπιστία των ανακατασκευασμένων προϊόντων καθορίζεται από την αξιοπιστία, την ανθεκτικότητα, τη συντήρηση και την αποθήκευση και η αξιοπιστία των μη ανανεώσιμων προϊόντων καθορίζεται από την αξιοπιστία, την αντοχή και την αποθήκευσή τους.

Παράγοντες που επηρεάζουν την αξιοπιστία των στοιχείων ηλεκτρικής εγκατάστασης

Οι ηλεκτρικές εγκαταστάσεις που χρησιμοποιούνται για τη μετατροπή, τη μεταφορά και τη διανομή ηλεκτρικής ενέργειας εκτίθενται σε μεγάλο αριθμό παραγόντων που μπορούν να ταξινομηθούν σε τέσσερις ομάδες: περιβαλλοντικές επιρροές, λειτουργικά, τυχαία, σφάλματα σχεδιασμού και εγκατάστασης.

Οι περιβαλλοντικοί παράγοντες, όπου λειτουργούν τα στοιχεία των ηλεκτρικών εγκαταστάσεων, περιλαμβάνουν την ένταση των καταιγίδων και της δραστηριότητας ανέμου, τις αποθέσεις πάγου, τις έντονες βροχές, τις βροχοπτώσεις, την πυκνή ομίχλη, τον παγετό, τη δροσιά, την ηλιακή ακτινοβολία και άλλα. Οι περισσότεροι περιβαλλοντικοί παράγοντες αναφέρονται σε βιβλία αναφοράς για το κλίμα.

Όσον αφορά τις συσκευές μεταφοράς — εναέριες γραμμές όλων των κατηγοριών τάσης — οι πιο χαρακτηριστικοί παράγοντες που συμβάλλουν στη ζημιά τους είναι οι βροχοπτώσεις, οι βροχοπτώσεις, η πυκνή ομίχλη, ο παγετός και η δροσιά, και για μετασχηματιστές ισχύος που είναι εγκατεστημένοι σε ηλεκτρικές εγκαταστάσεις ανοιχτού τύπου, οι παράγοντες της περιβάλλον περιλαμβάνουν την ηλιακή ενέργεια, την ακτινοβολία, την ατμοσφαιρική πίεση, τη θερμοκρασία περιβάλλοντος (ένας παράγοντας που σχετίζεται στενά με την κατηγορία τοποθεσίας και τις κλιματικές συνθήκες).

Ένα χαρακτηριστικό της λειτουργίας των στοιχείων ηλεκτρικών εγκαταστάσεων ανοιχτού τύπου όλων των τάξεων τάσης είναι η αλλαγή όλων των παραγόντων, για παράδειγμα, μια αλλαγή θερμοκρασίας από + 40 ± -50 ± C.Οι διακυμάνσεις της έντασης της δραστηριότητας των καταιγίδων στις περιοχές της χώρας μας κυμαίνονται από 10 έως 100 ή περισσότερες ώρες καταιγίδας ετησίως.

Η επίδραση εξωτερικών κλιματικών παραγόντων οδηγεί στην εμφάνιση ελαττωμάτων κατά τη λειτουργία: διαβροχή του λαδιού σε μετασχηματιστές και διακόπτες κυκλώματος λαδιού, διαβροχή της μόνωσης στη δεξαμενή και μόνωση των τραβέρσες των διακοπτών λαδιού, διαβροχή του πλαισίου δακτυλίου, καταστροφή των στηρίξεων και των μονωτών των δακτυλίων υπό πάγο, φορτίο ανέμου κ.λπ. Επομένως, για κάθε κλιματική περιοχή, κατά τη λειτουργία μιας ηλεκτρικής εγκατάστασης, είναι απαραίτητο να λαμβάνονται υπόψη περιβαλλοντικοί παράγοντες.

Οι λειτουργικοί παράγοντες περιλαμβάνουν υπερφόρτωση στοιχείων ηλεκτρικής εγκατάστασης, ρεύματα βραχυκυκλώματος (υπερένταση), διάφορους τύπους υπερτάσεων (τόξο, μεταγωγή, συντονισμό κ.λπ.).

Σύμφωνα με τους κανόνες τεχνικής λειτουργίας, οι εναέριες γραμμές 10 — 35 kV με απομονωμένο ουδέτερο μπορούν να λειτουργήσουν παρουσία μονοφασικού σφάλματος γείωσης και η διάρκεια της αφαίρεσής τους δεν είναι τυποποιημένη. Κάτω από αυτές τις συνθήκες λειτουργίας, τα σφάλματα τόξου σε διακλαδισμένα δίκτυα διανομής είναι η κύρια αιτία εξασθενημένης αστοχίας μόνωσης.

Για τους μετασχηματιστές ισχύος, οι πιο ευαίσθητοι λειτουργικοί παράγοντες είναι η υπερφόρτωσή τους, οι μηχανικές δυνάμεις στις περιελίξεις σε ρεύματα βραχυκυκλώματος. Σημαντική θέση στους συντελεστές λειτουργίας κατέχουν τα προσόντα του προσωπικού και τα συνοδευτικά αποτελέσματα (λάθη του προσωπικού, κακής ποιότητας επισκευές και συντηρήσεις κ.λπ.).

Η ομάδα παραγόντων που επηρεάζουν έμμεσα την αξιοπιστία των ηλεκτρικών εγκαταστάσεων περιλαμβάνει σφάλματα σχεδιασμού και εγκατάστασης: μη συμμόρφωση με τις οδηγίες κατά τη διάρκεια του σχεδιασμού, μη συμμόρφωση με απαιτήσεις αξιοπιστίας, μη συμμόρφωση με το μέγεθος των χωρητικών ρευμάτων σε δίκτυα 10-35 kV και την αποζημίωση τους κατά την ανάπτυξη δικτύων, χαμηλής ποιότητας παραγωγή στοιχείων ηλεκτρικής εγκατάστασης, ελαττώματα εγκατάστασης κ.λπ.

Μια μικρή ομάδα παραγόντων που επηρεάζουν την αξιοπιστία των ηλεκτρικών εγκαταστάσεων σε λειτουργία είναι τυχαίοι παράγοντες: σύγκρουση μεταφορικών και γεωργικών μηχανημάτων σε στηρίγματα, επικάλυψη κινούμενου οχήματος κάτω από τις εναέριες γραμμές, διακοπή καλωδίων κ.λπ.

Αξιοπιστία παροχής ρεύματος στους καταναλωτές

Είναι τεχνικά δυνατή η δημιουργία τέτοιων συστημάτων και αυτά που αποτυγχάνουν σπάνια θα συμβούν (εξαιρετικά αξιόπιστα στοιχεία με τέλειο σύστημα τονωτικής υπηρεσίας, χρήση κυκλωμάτων με πολλαπλές κοπές κ.λπ.). Αλλά η δημιουργία τέτοιων συστημάτων θα απαιτήσει αυξημένες επενδύσεις. και λειτουργικό κόστος. Επομένως, υπάρχουν λύσεις για τη βελτίωση της οικονομικής πτυχής της αξιοπιστίας: δεν προσπαθούν για τη μέγιστη δυνατή αξιοπιστία, αλλά για μια ορθολογική, βέλτιστη σύμφωνα με κάθε τεχνικό και οικονομικό κριτήριο.

Για τυπικές σχεδιαστικές λύσεις PUE δεν απαιτεί υπολογισμούς αξιοπιστίας: οι κατηγορίες επισημαίνονται καταναλωτές ενέργειας ως προς την αξιοπιστία της παροχής ρεύματος (γενικά διαφέρουν ως προς το μέγεθος της ζημιάς από μια διακοπή ρεύματος), για τους οποίους ο πλεονασμός των δικτύων (ο αριθμός των ανεξάρτητων πηγών) και η παρουσία αυτοματισμού έκτακτης ανάγκης (επιτρεπόμενη διάρκεια διακοπής ρεύματος).

Όσον αφορά τη διασφάλιση της αξιοπιστίας του τροφοδοτικού, η PUE χωρίζει τους ηλεκτρικούς καταναλωτές σε τρεις κατηγορίες: πρώτη, δεύτερη και τρίτη. Η εκχώρηση ενός ηλεκτρικού δέκτη σε μια ή την άλλη κατηγορία όσον αφορά την αξιοπιστία πρέπει να πραγματοποιείται βάσει κανονιστικής τεκμηρίωσης, καθώς και στο τεχνολογικό μέρος του έργου (δηλαδή, καθορίζεται από μηχανικούς σχεδιασμού).

Για περισσότερες λεπτομέρειες για τα χαρακτηριστικά κάθε κατηγορίας, δείτε εδώ: Κατηγορίες αξιοπιστίας τροφοδοσίας ηλεκτρικών δεκτών