Fiabilitat a la indústria energètica: conceptes i definicions bàsiques
Què és la fiabilitat
La fiabilitat en el funcionament dels equips elèctrics dels sistemes d'alimentació és un dels factors més importants que tenen un impacte significatiu en els indicadors econòmics dels complexos energètics del país.
Els costos d'interrupció del subministrament elèctric en cas d'aturada d'emergència constitueixen una part important dels costos totals de producció i instal·lació d'una xarxa de subministrament elèctric, i per a la població un accident d'aquest tipus comporta grans xocs morals. En aquest sentit, són especialment rellevants les qüestions de millorar els mètodes de funcionament dels equips elèctrics en sistemes d'alimentació a diferents nivells. Per tant, una característica de la indústria de l'energia elèctrica moderna és l'augment dels requisits per a la fiabilitat de la font d'alimentació i la qualitat de l'energia.
La previsió de la fiabilitat de les instal·lacions del sistema elèctric, així com el desenvolupament d'estratègies i la planificació, l'actualització i la reparació d'equips elèctrics són tasques prioritàries de l'estat.L'enfocament modern per resoldre aquestes preguntes es basa en l'aplicació de mètodes de teoria de la fiabilitat i l'optimització del funcionament d'objectes tecnològics complexos.
La fiabilitat està integrada en el disseny, es garanteix durant la fabricació i es gasta durant el funcionament. Cal tenir en compte que els indicadors de fiabilitat permeten avaluar l'estat d'un objecte mitjà. Això condueix al fet que en un cas s'obtenen valors subestimats i, en l'altre, valors sobreestimats. El diagnòstic tècnic permet avaluar l'estat d'un objecte específic. El coneixement de l'estat real de l'objecte es proporciona a través del seu control: monitorització.
A l'hora de dissenyar, la instal·lació elèctrica s'ha de crear adaptada al diagnòstic i recuperació, durant la producció —operativa i durant l'operació— per garantir el manteniment d'un estat operatiu. Els mètodes i les eines de diagnòstic són una eina per mantenir una determinada fiabilitat.
La comprensió dels fonaments de la teoria de la fiabilitat i el diagnòstic tècnic, la familiarització amb els mètodes i mitjans de diagnòstic d'elements contribueix a la correcta presa de decisions en el disseny i funcionament d'equips elèctrics en sistemes d'alimentació.
Les instal·lacions elèctriques es consideren un objecte, que s'entén com un conjunt de màquines, aparells, línies elèctriques (línies elèctriques), destinat a la producció, transformació, transmissió, distribució d'energia elèctrica i la seva conversió en un altre tipus d'energia.
Les centrals elèctriques inclouen: generadors, transformadors de potència, autotransformadors, reactors, transformadors de tensió i corrent, línies elèctriques, dispositius de distribució, subestacions transformadores senceres (KTP), xarxes de distribució, motors elèctrics, condensadors, equips d'automatització i protecció, diversos receptors d'energia.
Conceptes bàsics i definicions
L'anàlisi del conjunt de termes recomanats per a la fiabilitat dels sistemes de potència mostra que si, per descriure la fiabilitat dels elements dels sistemes de potència i les seves xarxes elèctriques, les formulacions dels termes proposats descriuen de manera totalment adequada les propietats elèctriques i elèctriques. equips de xarxa com a elements, després per descriure la fiabilitat d'un sistema d'alimentació com a sistema, aquests termes són incomplets i de vegades fins i tot distorsionen l'essència tecnològica dels sistemes descrits.
Textos adoptats: Fiabilitat — La propietat de l'objecte de realitzar les funcions especificades, mantenint al llarg del temps els valors dels seus indicadors de rendiment dins dels límits establerts, corresponents a les modalitats i condicions especificades d'ús, manteniment, reparació, emmagatzematge i transport.
Per tant, una formulació més completa de la "fiabilitat del sistema d'alimentació" sona així: "Segons les disposicions bàsiques de la teoria de la fiabilitat, la fiabilitat del funcionament del sistema d'alimentació s'ha d'entendre com la seva propietat per mantenir la capacitat. per realitzar les funcions previstes en qualsevol interval de temps, independentment de l'impacte de les condicions externes. «
Una font d'alimentació fiable requereix que tots els elements de les instal·lacions elèctriques, inclosos els generadors, transformadors, alimentadors, equips d'automatització, protecció i distribució, funcionin sense problemes. Cadascun dels elements de la instal·lació elèctrica contribueix a la fiabilitat de l'alimentació.
Fiabilitat de la font d'alimentació — la propietat de les instal·lacions elèctriques de subministrar energia elèctrica als consumidors segons la seva categoria… Segons les condicions de fiabilitat de la font d'alimentació, tots els usuaris es divideixen en tres categories.
Receptors elèctrics de categoria I - receptors elèctrics, la interrupció del subministrament d'energia pot comportar un perill per a la vida humana, danys a l'equip bàsic car, defectes en el producte en massa, interrupció del funcionament d'elements especialment importants dels serveis públics. De la composició d'aquesta categoria es distingeix un grup especial de receptors elèctrics, el funcionament continu dels quals és necessari per a un tancament suau de la producció per evitar amenaces a la vida humana, explosions, incendis i danys a equips cars.
Receptors elèctrics de categoria II — receptors elèctrics, la interrupció del subministrament elèctric dels quals comporta una escassetat massiva de productes, temps d'inactivitat dels mecanismes de treball i transport industrial, interrupció de les activitats normals d'un nombre important de persones.
Receptors elèctrics de categoria III — Tots els altres receptors elèctrics que no compleixin la definició de les categories I i II.
En l'àmbit dels sistemes d'alimentació, la fiabilitat s'entén com un subministrament continu d'electricitat dins dels límits dels indicadors admissibles de la seva qualitat i l'exclusió de situacions perilloses per a les persones i el medi ambient. En aquest cas, l'objecte hauria de funcionar.
Operabilitat — L'estat dels elements dels equips elèctrics en els quals poden realitzar les funcions especificades, mantenint els valors dels paràmetres principals dins dels límits establerts per la documentació normativa i tècnica. En aquest cas, els elements poden no complir, per exemple, els requisits relacionats amb l'aparença.
S'anomena un esdeveniment que implica una fallada de l'equip rebuig… Les causes dels danys poden ser defectes produïts durant el disseny i la reparació, violacions de normes i normes de funcionament, processos de desgast natural: es distingeixen diferents tipus de danys en funció de diferents característiques de classificació (taula 1).
Taula 1. Classificació dels danys
Per la naturalesa del canvi en els paràmetres principals de l'equip elèctric abans de l'aparició de la fallada, es distingeixen fallades sobtades i graduals.
De sobte — danys produïts com a conseqüència d'un canvi brusc sobtat en un o més paràmetres bàsics, per exemple: fallada de fase de cables i línies aèries, destrucció de connexions de contacte en dispositius.
A poc a poc s'anomena dany que es produeix com a conseqüència d'un canvi gradual i a llarg termini dels paràmetres, generalment a causa de l'envelliment o el desgast, per exemple: deteriorament de la resistència d'aïllament dels cables, bobinatges del motor, augment de la resistència de contacte de les connexions de contacte. En aquest cas, els canvis de paràmetre en comparació amb el valor inicial es poden registrar en molts casos amb instruments de mesura.
No hi ha una diferència fonamental entre les fallades sobtades i graduals, ja que les fallades sobtades en la majoria dels casos són el resultat d'un canvi gradual, però ocult de l'observació, dels paràmetres (per exemple, el desgast dels conjunts mecànics dels contactes de l'interruptor), quan es percep la seva destrucció. com un esdeveniment sobtat.
Rebuig total caracteritza un objecte que no funciona que no realitza cap de les funcions especificades (no hi ha il·luminació a l'habitació: totes les làmpades estan cremades). En cas de dany parcial, l'objecte realitza algunes de les seves funcions (diverses làmpades cremades a l'habitació).
Danys irreversibles mostra pèrdua de rendiment (cremat fusible).
Reversible — Falla repetida només corregible de l'objecte a (llums fluorescents enceses i després apagues).
Pertorbador — Dany autoeliminant repetidament a un objecte.
Si la fallada d'un objecte no es deu a la fallada d'un altre objecte, llavors es considera independent, d'una altra manera - addicte… Si durant la inspecció es troba un element danyat (l'aïllament del cable es destrueix), es considera la fallada explícitament (òbviament)… Si durant la inspecció no és possible determinar la causa de la fallada en l'equip elèctric danyat, es considera una fallada amagat (amagat).
El fracàs com a resultat de la violació dels estàndards de disseny establerts s'anomena estructural com a resultat de la violació de les normes de funcionament. operatiu… Mal funcionament que es va produir com a conseqüència d'una imperfecció o violació del procés establert de producció o reparació d'un objecte realitzat en una instal·lació de reparació — tecnològic (producció).
Motiu de la denegació: defecte... Diferenciar: la fallada d'un element d'un objecte complex (un fusible cremat a la xarxa de subministrament de l'apartament), l'aparició de noves connexions entre els elements (s'ha produït un curtcircuit), una violació de la comunicació entre els elements (cable). trencament).
La fiabilitat només es manifesta durant el funcionament. Depenent de les especificitats de les instal·lacions elèctriques i de les condicions del seu funcionament, la fiabilitat (en el sentit més ampli d'aquest terme) pot incloure un conjunt de propietats com la fiabilitat, la durabilitat, el manteniment, l'emmagatzematge per separat o en una determinada combinació, tant per a instal·lacions elèctriques. i pels seus elements individuals.
En un sentit estret, la fiabilitat equival a la fiabilitat (en el "sentit estret").
Fiabilitat — la propietat dels objectes tècnics de mantenir l'operabilitat contínua durant algun temps. És el component més important de la fiabilitat dels elements de la instal·lació elèctrica, depenent de la fiabilitat dels elements, el seu esquema de connexió, les característiques estructurals i funcionals i les condicions de funcionament.
Resistència — La propietat dels objectes tècnics de romandre en funcionament fins que es produeixi l'estat límit amb el sistema de manteniment i reparació establert.Per als elements d'una instal·lació elèctrica, l'estat límit ve determinat per la impossibilitat del seu posterior ús, que es deu o bé a una disminució de l'eficiència, o a requisits de seguretat, o a l'inici de l'obsolescència.
Suport — una propietat que permet detectar i prevenir les causes dels danys, així com eliminar-ne les conseqüències mitjançant el manteniment i la reparació. El manteniment caracteritza la majoria dels elements de les centrals elèctriques i no té sentit només per a aquells elements que no es reparen durant el funcionament (per exemple, aïllants de línies aèries).
La persistència — la propietat dels objectes tècnics de mantenir contínuament una condició de servei (nou) O útil durant l'emmagatzematge i el transport La preservació dels elements d'instal·lació elèctrica es caracteritza per la seva capacitat de suportar els efectes negatius de les condicions d'emmagatzematge i transport.
L'elecció dels indicadors quantitatius de fiabilitat depèn del tipus d'equip d'alimentació. No recuperables són aquells elements de la central elèctrica, el rendiment dels quals en cas d'avaria no es pot restablir durant el funcionament (transformadors de corrent, insercions de cable). La seva fiabilitat es caracteritza per la fiabilitat, la durabilitat i la conservació.
Recuperable — els objectes l'operabilitat dels quals en cas de dany estigui subjecta a restauració durant el funcionament. Alguns exemples inclouen màquines elèctriques i transformadors de potència. La fiabilitat dels productes remanufacturats es deu a la seva fiabilitat, durabilitat, manteniment i emmagatzematge.