Zuverlässigkeit in der Energiewirtschaft – grundlegende Konzepte und Definitionen

Was ist Zuverlässigkeit?

Die Zuverlässigkeit des Betriebs der elektrischen Ausrüstung der Stromversorgungssysteme ist einer der wichtigsten Faktoren, die einen erheblichen Einfluss auf die Wirtschaftsindikatoren der Energiekomplexe des Landes haben.

Die Kosten einer Unterbrechung der Stromversorgung im Notfall stellen einen erheblichen Teil der Gesamtkosten für die Herstellung und Installation eines Stromversorgungsnetzes dar und für die Bevölkerung führt ein solcher Unfall zu großen moralischen Erschütterungen. In diesem Zusammenhang sind die Fragen der Verbesserung der Funktionsweise elektrischer Geräte in Stromversorgungssystemen auf verschiedenen Ebenen besonders relevant. Ein Merkmal der modernen Elektrizitätswirtschaft sind daher erhöhte Anforderungen an die Zuverlässigkeit der Stromversorgung und die Qualität der Energie.

Die Prognose der Zuverlässigkeit von Energieversorgungsanlagen sowie die Entwicklung von Strategien und die Planung, Modernisierung und Reparatur elektrischer Anlagen sind vorrangige Aufgaben des Staates.Der moderne Ansatz zur Lösung dieser Fragen basiert auf der Anwendung von Methoden der Zuverlässigkeitstheorie und der Optimierung des Betriebs komplexer technologischer Objekte.

Zuverlässigkeit ist in das Design integriert, wird während der Herstellung garantiert und während des Betriebs aufgewendet. Es ist zu beachten, dass Sie mit Zuverlässigkeitsindikatoren den Zustand eines durchschnittlichen Objekts beurteilen können. Dies führt dazu, dass im einen Fall unterschätzte Werte und im anderen Fall überschätzte Werte erhalten werden. Mit der technischen Diagnostik können Sie den Zustand eines bestimmten Objekts beurteilen. Das Wissen über den tatsächlichen Zustand des Objekts wird durch seine Steuerung – Überwachung – bereitgestellt.

Bei der Planung muss die Elektroinstallation angepasst erstellt werden zur Diagnose und Wiederherstellung während der Produktion – im Betrieb und während des Betriebs – um die Aufrechterhaltung eines betriebsbereiten Zustands sicherzustellen. Diagnosemethoden und -werkzeuge sind ein Werkzeug zur Aufrechterhaltung einer gegebenen Zuverlässigkeit.

Das Verständnis der Grundlagen der Zuverlässigkeitstheorie und der technischen Diagnostik sowie das Kennenlernen der Methoden und Mittel der Elementdiagnostik tragen zur richtigen Entscheidungsfindung bei der Konstruktion und dem Betrieb elektrischer Geräte in Stromversorgungssystemen bei.

Unter elektrischen Anlagen versteht man einen Gegenstand, worunter man eine Gesamtheit von Maschinen, Geräten, Stromleitungen (Stromleitungen), bestimmt für die Erzeugung, Umwandlung, Übertragung, Verteilung elektrischer Energie und deren Umwandlung in eine andere Energieart.

Zu den Kraftwerken gehören: Generatoren, Leistungstransformatoren, Spartransformatoren, Reaktoren, Spannungs- und Stromtransformatoren, Stromleitungen, Verteilungsgeräte, ganze Umspannwerke (KTP), Verteilungsnetze, Elektromotoren, Kondensatoren, Automatisierungs- und Schutzausrüstung sowie verschiedene Energieempfänger.

Grundlegende Konzepte und Definitionen

Die Analyse der empfohlenen Begriffe für die Zuverlässigkeit von Energiesystemen zeigt, dass die Formulierungen in den vorgeschlagenen Begriffen zur Beschreibung der Zuverlässigkeit der Elemente von Energiesystemen und ihrer Stromnetze die Eigenschaften von elektrischen und elektrischen Systemen vollständig ausreichend beschreiben Um die Zuverlässigkeit eines Energiesystems als System zu beschreiben, sind diese Begriffe unvollständig und verzerren manchmal sogar das technologische Wesen der beschriebenen Systeme.

Übernommene Formulierungen: Zuverlässigkeit — die Eigenschaft des Objekts, die angegebenen Funktionen zu erfüllen und dabei die Werte seiner Leistungsindikatoren im Laufe der Zeit innerhalb der festgelegten Grenzen zu halten, entsprechend den angegebenen Nutzungsarten und -bedingungen, Wartung, Reparatur, Lagerung und Transport.

Daher klingt eine vollständigere Formulierung der „Zuverlässigkeit des Energiesystems“ wie folgt: „Nach den grundlegenden Bestimmungen der Zuverlässigkeitstheorie ist die Zuverlässigkeit des Betriebs des Energiesystems als seine Eigenschaft zu verstehen, die Fähigkeit aufrechtzuerhalten.“ die beabsichtigten Funktionen in jedem Zeitintervall auszuführen, unabhängig von den Auswirkungen äußerer Bedingungen. «

Eine zuverlässige Stromversorgung erfordert den reibungslosen Betrieb aller Elemente elektrischer Anlagen, einschließlich Generatoren, Transformatoren, Einspeisungen, Automatisierungs-, Schutz- und Verteilungseinrichtungen. Jedes Element der Elektroinstallation trägt zur Zuverlässigkeit der Stromversorgung bei.

Zuverlässigkeit der Stromversorgung — die Eigenschaft elektrischer Anlagen, Verbraucher mit elektrischer Energie zu versorgen nach ihrer Kategorie… Entsprechend den Bedingungen der Zuverlässigkeit der Stromversorgung werden alle Benutzer in drei Kategorien eingeteilt.

Elektrische Empfänger der Kategorie I — elektrische Empfänger, deren Unterbrechung der Stromversorgung zu Gefahren für Menschenleben, Schäden an teurer Grundausrüstung, Mängeln am Massenprodukt und Funktionsstörungen besonders wichtiger Elemente öffentlicher Dienste führen kann. Aus der Zusammensetzung dieser Kategorie wird eine besondere Gruppe elektrischer Empfänger unterschieden, deren kontinuierlicher Betrieb für einen reibungslosen Produktionsstopp erforderlich ist, um Gefahren für Menschenleben, Explosionen, Brände und Schäden an teuren Geräten zu verhindern.

Elektrische Empfänger der Kategorie II — elektrische Empfänger, deren Unterbrechung der Stromversorgung zu einem Massenmangel an Produkten, Ausfallzeiten von Arbeitsmechanismen und Industrietransporten sowie einer Störung der normalen Aktivitäten einer erheblichen Anzahl von Menschen führt.

Elektrische Empfänger der Kategorie III — alle anderen elektrischen Empfänger, die nicht der Definition der Kategorien I und II entsprechen.

Unter Zuverlässigkeit versteht man im Bereich der Energieversorgungssysteme eine kontinuierliche Stromversorgung im Rahmen zulässiger Qualitätsindikatoren und unter Ausschluss gefährlicher Situationen für Mensch und Umwelt. In diesem Fall sollte das Objekt funktionieren.

Bedienbarkeit — der Zustand der Elemente der elektrischen Ausrüstung, in dem sie die angegebenen Funktionen erfüllen können, während die Werte der Hauptparameter innerhalb der durch die normative und technische Dokumentation festgelegten Grenzen gehalten werden. In diesem Fall erfüllen die Elemente möglicherweise nicht die Anforderungen, die beispielsweise an das Aussehen gestellt werden.

Ein Ereignis, bei dem es zu einem Geräteausfall kommt, wird aufgerufen Ablehnung… Schadensursachen können Konstruktions- und Reparaturmängel, Verstöße gegen Regel- und Betriebsvorschriften, natürliche Verschleißprozesse sein – verschiedene Schadensarten werden anhand unterschiedlicher Klassifizierungsmerkmale unterschieden (Tabelle 1).

Tabelle 1. Schadensklassifizierung

Aufgrund der Art der Änderung der Hauptparameter der elektrischen Ausrüstung vor dem Auftreten des Fehlers werden plötzliche und allmähliche Ausfälle unterschieden.

Plötzlich — Schäden, die durch eine plötzliche starke Änderung eines oder mehrerer Grundparameter entstanden sind, zum Beispiel: Phasenausfall von Kabeln und Freileitungen, Zerstörung von Kontaktverbindungen in Geräten.

Schrittweise Als Schäden werden Schäden bezeichnet, die durch eine langfristige, allmähliche Änderung von Parametern entstehen, meist aufgrund von Alterung oder Verschleiß, zum Beispiel: Verschlechterung des Isolationswiderstands von Kabeln, Motorwicklungen, Erhöhung des Übergangswiderstands von Kontaktverbindungen. Dabei In diesem Fall können die Parameteränderungen gegenüber dem Ausgangswert in vielen Fällen mit Messgeräten erfasst werden.

Es gibt keinen grundsätzlichen Unterschied zwischen plötzlichen und allmählichen Ausfällen, da plötzliche Ausfälle in den meisten Fällen das Ergebnis einer allmählichen, aber der Beobachtung verborgenen Änderung von Parametern (z. B. Verschleiß mechanischer Baugruppen von Schaltkontakten) sind, wenn deren Zerstörung wahrgenommen wird als plötzliches Ereignis.

Vollständige Ablehnung charakterisiert ein nicht funktionierendes Objekt, das keine der angegebenen Funktionen erfüllt (es gibt keine Beleuchtung im Raum - alle Lampen sind durchgebrannt). Bei teilweiser Beschädigung erfüllt das Objekt einige seiner Funktionen (mehrere Lampen im Raum durchgebrannt).

Irreversibler Schaden zeigt Leistungsverlust (verbrannt). Sicherung).

Reversibel — Wiederholter, nur korrigierbarer Ausfall von Objekt a (Leuchtstofflampen an, dann aus).

Störend — wiederholte selbstbeseitigende Beschädigung eines Objekts.

Wenn der Ausfall eines Objekts nicht auf den Ausfall eines anderen Objekts zurückzuführen ist, wird dies berücksichtigt unabhängig, ansonsten - süchtig… Wird bei der Inspektion ein beschädigtes Element festgestellt (die Isolierung des Drahtes ist zerstört), gilt dies als Fehler explizit (offensichtlich)… Kann bei der Inspektion die Fehlerursache des beschädigten elektrischen Betriebsmittels nicht ermittelt werden, handelt es sich um einen Fehler versteckt (verborgen).

Ein Versagen aufgrund eines Verstoßes gegen festgelegte Designstandards wird als strukturell aufgrund eines Verstoßes gegen die Betriebsvorschriften bezeichnet. operativ… Fehlfunktion, die als Folge einer Unvollkommenheit oder eines Verstoßes gegen den festgelegten Prozess der Produktion oder Reparatur eines Gegenstands in einer Reparatureinrichtung aufgetreten ist – technologisch (Produktion).

Ablehnungsgrund: Mangel… Unterscheiden: der Ausfall eines Elements eines komplexen Objekts (eine durchgebrannte Sicherung im Versorgungsnetz der Wohnung), das Auftreten neuer Verbindungen zwischen den Elementen (es ist ein Kurzschluss aufgetreten), eine Verletzung der Kommunikation zwischen den Elementen (Draht). Bruch).

Zuverlässigkeit zeigt sich nur im Betrieb. Abhängig von den Besonderheiten elektrischer Anlagen und den Betriebsbedingungen kann Zuverlässigkeit (im weitesten Sinne dieses Begriffs) eine Reihe von Eigenschaften wie Zuverlässigkeit, Haltbarkeit, Wartung, Lagerung einzeln oder in einer bestimmten Kombination umfassen, sowohl für elektrische Anlagen und für seine einzelnen Elemente.

Im engeren Sinne ist Zuverlässigkeit gleichbedeutend mit Zuverlässigkeit (im „engen Sinne“).

Zuverlässigkeit — die Eigenschaft technischer Gegenstände, eine ständige Funktionsfähigkeit für einige Zeit aufrechtzuerhalten. Es ist der wichtigste Bestandteil der Zuverlässigkeit elektrischer Installationselemente, abhängig von der Zuverlässigkeit der Elemente, ihrem Anschlussschema, strukturellen und funktionellen Eigenschaften und Betriebsbedingungen.

Ausdauer — die Eigenschaft der technischen Gegenstände, bis zum Eintritt des Grenzzustandes mit dem eingerichteten Wartungs- und Reparatursystem in Betrieb zu bleiben.Für die Elemente einer elektrischen Anlage wird der Grenzzustand durch die Unmöglichkeit ihrer weiteren Verwendung bestimmt, die entweder auf einen Rückgang der Effizienz, auf Sicherheitsanforderungen oder auf eine beginnende Obsoleszenz zurückzuführen ist.

Unterstützung — eine Eigenschaft, die es Ihnen ermöglicht, Schadensursachen zu erkennen und zu verhindern sowie deren Folgen durch Wartung und Reparatur zu beseitigen. Wartung kennzeichnet die meisten Elemente von Kraftwerken und ist nicht nur für diejenigen Elemente sinnvoll, die während des Betriebs nicht repariert werden (z. B. Isolatoren von Freileitungen).

Beharrlichkeit — die Eigenschaft technischer Gegenstände, während der Lagerung und des Transports kontinuierlich einen gebrauchsfähigen (neuen) ODER gebrauchsfähigen Zustand beizubehalten. Die Konservierung elektrischer Installationselemente zeichnet sich durch ihre Fähigkeit aus, den negativen Auswirkungen der Lagerungs- und Transportbedingungen standzuhalten.

Die Wahl quantitativer Zuverlässigkeitsindikatoren hängt von der Art der Energieausrüstung ab. Nicht wiederherstellbar sind diejenigen Elemente des Kraftwerks, deren Leistungsfähigkeit im Falle eines Ausfalls während des Betriebs nicht wiederhergestellt werden kann (Stromwandler, Kabeleinführungen). Ihre Zuverlässigkeit zeichnet sich durch Zuverlässigkeit, Langlebigkeit und Konservierung aus.

Wiederherstellbar — Gegenstände, deren Funktionsfähigkeit im Schadensfall während des Betriebs wiederhergestellt werden muss. Beispiele hierfür sind elektrische Maschinen und Leistungstransformatoren. Die Zuverlässigkeit wiederaufbereiteter Produkte beruht auf ihrer Zuverlässigkeit, Haltbarkeit, Wartung und Lagerung.