Độ tin cậy trong ngành điện - các khái niệm và định nghĩa cơ bản

độ tin cậy là gì

Độ tin cậy trong hoạt động của các thiết bị điện của hệ thống cung cấp điện là một trong những yếu tố quan trọng nhất có tác động đáng kể đến các chỉ số kinh tế của các tổ hợp năng lượng trong nước.

Chi phí gián đoạn cung cấp điện trong trường hợp ngừng hoạt động khẩn cấp chiếm một phần đáng kể trong tổng chi phí sản xuất và lắp đặt mạng lưới cung cấp điện, và đối với người dân, một tai nạn như vậy dẫn đến những cú sốc tinh thần lớn. Về vấn đề này, các vấn đề cải tiến phương pháp vận hành thiết bị điện trong hệ thống cung cấp điện ở các cấp độ khác nhau có liên quan đặc biệt. Do đó, một đặc điểm của ngành điện hiện đại là yêu cầu ngày càng cao về độ tin cậy của nguồn điện và chất lượng điện năng.

Dự báo độ tin cậy của các công trình hệ thống điện cũng như xây dựng chiến lược và quy hoạch, nâng cấp và sửa chữa các thiết bị điện là nhiệm vụ ưu tiên của nhà nước.Cách tiếp cận hiện đại để giải quyết những câu hỏi này dựa trên việc áp dụng các phương pháp lý thuyết độ tin cậy và tối ưu hóa hoạt động của các đối tượng công nghệ phức tạp.

Độ tin cậy được tích hợp trong thiết kế, được đảm bảo trong quá trình sản xuất và được sử dụng trong quá trình vận hành. Cần lưu ý rằng các chỉ số độ tin cậy cho phép bạn đánh giá trạng thái của một đối tượng trung bình. Điều này dẫn đến thực tế là trong một trường hợp thu được các giá trị bị đánh giá thấp và trong trường hợp khác - các giá trị được đánh giá quá cao. Chẩn đoán kỹ thuật cho phép bạn đánh giá tình trạng của một đối tượng cụ thể. Kiến thức về trạng thái thực tế của đối tượng được cung cấp thông qua kiểm soát - giám sát.

Khi thiết kế, việc lắp đặt điện phải được tạo ra phù hợp đến chẩn đoán và phục hồi, trong quá trình sản xuất—vận hành và trong quá trình vận hành—để đảm bảo duy trì trạng thái vận hành. Các phương pháp và công cụ chẩn đoán là một công cụ để duy trì độ tin cậy nhất định.

Hiểu những điều cơ bản của lý thuyết về độ tin cậy và chẩn đoán kỹ thuật, làm quen với các phương pháp và phương tiện chẩn đoán các yếu tố góp phần đưa ra quyết định chính xác trong thiết kế và vận hành thiết bị điện trong hệ thống cung cấp điện.

Hệ thống lắp đặt điện được coi là một đối tượng, được hiểu là một tập hợp các máy móc, thiết bị, đường dây điện (đường dây điện), dành cho sản xuất, biến đổi, truyền tải, phân phối năng lượng điện và chuyển đổi nó thành một dạng năng lượng khác.

Các nhà máy điện bao gồm: máy phát điện, máy biến áp, máy biến áp tự ngẫu, lò phản ứng, máy biến điện áp và dòng điện, đường dây điện, thiết bị phân phối, toàn bộ trạm biến áp (KTP), mạng phân phối, động cơ điện, tụ điện, thiết bị tự động hóa và bảo vệ, các thiết bị thu năng lượng khác nhau.

Các khái niệm và định nghĩa cơ bản

Phân tích tập hợp các thuật ngữ được đề xuất cho độ tin cậy của hệ thống điện cho thấy rằng nếu, để mô tả độ tin cậy của các phần tử của hệ thống điện và mạng điện của chúng, thì các công thức trong các thuật ngữ được đề xuất mô tả đầy đủ các thuộc tính của điện và điện. thiết bị mạng như các phần tử, sau đó để mô tả độ tin cậy của hệ thống điện với tư cách là một hệ thống, các thuật ngữ này không đầy đủ và đôi khi còn làm sai lệch bản chất công nghệ của các hệ thống được mô tả.

Các từ được thông qua: độ tin cậy — tài sản của đối tượng để thực hiện các chức năng được chỉ định, duy trì theo thời gian các giá trị của các chỉ số hiệu suất của nó trong giới hạn đã thiết lập, tương ứng với các chế độ và điều kiện sử dụng, bảo trì, sửa chữa, lưu trữ và vận chuyển được chỉ định.

Do đó, một công thức đầy đủ hơn về "độ tin cậy của hệ thống điện" nghe như thế này: "Theo các quy định cơ bản của lý thuyết về độ tin cậy, độ tin cậy trong vận hành của hệ thống điện nên được hiểu là đặc tính của nó để duy trì khả năng để thực hiện các chức năng đã định trong bất kỳ khoảng thời gian nào, không phụ thuộc vào tác động của các điều kiện bên ngoài. «

Nguồn cung cấp điện đáng tin cậy yêu cầu tất cả các thành phần của hệ thống lắp đặt điện, bao gồm máy phát điện, máy biến áp, máy cấp điện, thiết bị tự động hóa, bảo vệ và phân phối, phải hoạt động trơn tru. Mỗi yếu tố của việc lắp đặt điện đều góp phần vào độ tin cậy của nguồn điện.

Độ tin cậy cung cấp điện - đặc tính của hệ thống lắp đặt điện để cung cấp năng lượng điện cho người tiêu dùng theo thể loại của họ… Theo các điều kiện về độ tin cậy cung cấp điện, tất cả người dùng được chia thành ba loại.

Máy thu điện loại I — máy thu điện, việc gián đoạn nguồn điện có thể dẫn đến nguy hiểm đến tính mạng con người, hư hỏng thiết bị cơ bản đắt tiền, khiếm khuyết trong sản phẩm đại chúng, làm gián đoạn hoạt động của các yếu tố đặc biệt quan trọng của dịch vụ công cộng. Một nhóm máy thu điện đặc biệt được phân biệt với thành phần của loại này, hoạt động liên tục của chúng là cần thiết để ngừng sản xuất suôn sẻ nhằm ngăn chặn các mối đe dọa đến tính mạng con người, các vụ nổ, hỏa hoạn và hư hỏng thiết bị đắt tiền.

Máy thu điện loại II — máy thu điện, sự gián đoạn cung cấp điện dẫn đến thiếu hụt hàng loạt sản phẩm, thời gian ngừng hoạt động của các cơ chế làm việc và vận chuyển công nghiệp, làm gián đoạn hoạt động bình thường của một số lượng lớn người.

Máy thu điện loại III - tất cả các máy thu điện khác không đáp ứng định nghĩa của loại I và II.

Trong lĩnh vực hệ thống cung cấp điện, độ tin cậy được hiểu là nguồn cung cấp điện liên tục trong giới hạn các chỉ số cho phép về chất lượng của nó và loại trừ các tình huống nguy hiểm cho con người và môi trường. Trong trường hợp này, đối tượng sẽ hoạt động.

khả năng hoạt động - tình trạng của các phần tử của thiết bị điện trong đó chúng có thể thực hiện các chức năng được chỉ định, đồng thời duy trì các giá trị của các tham số chính trong giới hạn được thiết lập bởi tài liệu quy chuẩn và kỹ thuật. Trong trường hợp này, các yếu tố có thể không đáp ứng, ví dụ, các yêu cầu liên quan đến ngoại hình.

Một sự kiện liên quan đến lỗi thiết bị được gọi là sự từ chối… Nguyên nhân hư hỏng có thể là do lỗi trong quá trình thiết kế và sửa chữa, vi phạm quy tắc và quy tắc vận hành, quá trình mài mòn tự nhiên — các loại hư hỏng khác nhau được phân biệt dựa trên các đặc điểm phân loại khác nhau (Bảng 1).

Bảng 1. Phân loại hư hỏng

Theo bản chất của sự thay đổi các thông số chính của thiết bị điện trước khi xảy ra sự cố, sự cố đột ngột và dần dần được phân biệt.

Đột nhiên - hư hỏng xảy ra do thay đổi đột ngột về một hoặc nhiều tham số cơ bản, ví dụ: mất pha của cáp và đường dây trên không, phá hủy các kết nối tiếp xúc trong thiết bị.

Dần dần được gọi là hư hỏng xảy ra do sự thay đổi dần dần các thông số, thường là do lão hóa hoặc hao mòn, ví dụ: suy giảm điện trở cách điện của cáp, cuộn dây động cơ, tăng điện trở tiếp xúc của các đầu nối tiếp xúc. trường hợp thông số thay đổi so với giá trị ban đầu trong nhiều trường hợp có thể ghi lại được bằng các dụng cụ đo.

Không có sự khác biệt cơ bản giữa hỏng hóc đột ngột và hỏng hóc dần dần, vì trong hầu hết các trường hợp, hỏng hóc đột ngột là kết quả của sự thay đổi dần dần, nhưng không thể quan sát được, thay đổi các thông số (ví dụ: sự mài mòn của cụm cơ khí của các tiếp điểm công tắc), khi nhận thấy sự phá hủy của chúng. như một sự kiện đột ngột.

từ chối hoàn toàn đặc trưng cho một đối tượng không hoạt động không thực hiện bất kỳ chức năng nào được chỉ định (không có ánh sáng trong phòng - tất cả các đèn đều bị cháy). Trong trường hợp hư hỏng một phần, đối tượng thực hiện một số chức năng của nó (một số đèn bị cháy trong phòng).

thiệt hại không thể đảo ngược cho thấy mất hiệu suất (cháy cầu chì).

Có thể đảo ngược — Chỉ lặp lại sự cố có thể sửa chữa được của đối tượng a (bật đèn huỳnh quang rồi tắt).

gây rối — liên tục tự loại bỏ thiệt hại cho một đối tượng.

Nếu lỗi của một đối tượng không phải do lỗi của đối tượng khác, thì nó được coi là độc lập, nếu không thì - nghiện… Nếu trong quá trình kiểm tra phát hiện thấy một bộ phận bị hư hỏng (lớp cách điện của dây bị phá hủy) thì coi như hỏng hóc rõ ràng (rõ ràng)… Nếu trong quá trình kiểm tra không xác định được nguyên nhân hư hỏng ở thiết bị điện hư hỏng thì coi như hư hỏng ẩn (ẩn).

Thất bại do vi phạm các tiêu chuẩn thiết kế đã thiết lập được gọi là cấu trúc do vi phạm các quy tắc vận hành — làm việc… Trục trặc xảy ra do sự không hoàn hảo hoặc vi phạm quy trình sản xuất hoặc sửa chữa đã thiết lập của một đối tượng được thực hiện trong cơ sở sửa chữa — công nghệ (sản xuất).

Lý do từ chối - khiếm khuyết… Phân biệt: sự cố của một phần tử của một vật thể phức tạp (cầu chì bị đứt trong mạng cung cấp của căn hộ), sự xuất hiện của các kết nối mới giữa các phần tử (đã xảy ra đoản mạch), vi phạm giao tiếp giữa các phần tử (dây vỡ).

Độ tin cậy chỉ được thể hiện trong quá trình hoạt động. Tùy thuộc vào chi tiết cụ thể của việc lắp đặt điện và điều kiện hoạt động của nó, độ tin cậy (theo nghĩa rộng nhất của thuật ngữ này) có thể bao gồm một tập hợp các thuộc tính như độ tin cậy, độ bền, bảo trì, lưu trữ riêng biệt hoặc trong một sự kết hợp nhất định, cả đối với việc lắp đặt điện và cho các yếu tố riêng lẻ của nó.

Theo nghĩa hẹp, độ tin cậy tương đương với độ tin cậy (theo nghĩa "hẹp").

độ tin cậy — tài sản của các đối tượng kỹ thuật để duy trì khả năng hoạt động liên tục trong một thời gian. Nó là thành phần quan trọng nhất của độ tin cậy của các phần tử lắp đặt điện, tùy thuộc vào độ tin cậy của các phần tử, sơ đồ kết nối, đặc điểm cấu trúc và chức năng cũng như điều kiện vận hành.

sức chịu đựng — tài sản của các đối tượng kỹ thuật để duy trì hoạt động cho đến khi xảy ra trạng thái giới hạn với hệ thống bảo trì và sửa chữa đã thiết lập.Đối với các phần tử của hệ thống lắp đặt điện, trạng thái giới hạn được xác định bởi việc chúng không thể tiếp tục sử dụng, nguyên nhân là do giảm hiệu suất hoặc do các yêu cầu an toàn hoặc do bắt đầu lỗi thời.

Ủng hộ — tài sản cho phép bạn phát hiện và ngăn chặn các nguyên nhân gây hư hỏng, cũng như loại bỏ hậu quả của chúng thông qua bảo trì và sửa chữa. Bảo trì đặc trưng cho hầu hết các bộ phận của nhà máy điện và không chỉ có ý nghĩa đối với những bộ phận không được sửa chữa trong quá trình vận hành (ví dụ: chất cách điện của đường dây trên không).

kiên trì — đặc tính của các đối tượng kỹ thuật để liên tục duy trì tình trạng có thể sử dụng được (mới) HOẶC có thể sử dụng được trong quá trình bảo quản và vận chuyển.

Việc lựa chọn các chỉ số định lượng về độ tin cậy phụ thuộc vào loại thiết bị điện. Không thể phục hồi là những phần tử của nhà máy điện, hiệu suất của chúng trong trường hợp hỏng hóc không thể phục hồi trong quá trình vận hành (máy biến dòng, chèn cáp). Độ tin cậy của chúng được đặc trưng bởi độ tin cậy, độ bền và bảo quản.

có thể phục hồi — các đối tượng có khả năng hoạt động trong trường hợp hư hỏng có thể được khôi phục trong quá trình hoạt động. Ví dụ bao gồm máy điện và máy biến áp. Độ tin cậy của các sản phẩm tái sản xuất là do độ tin cậy, độ bền, bảo trì và lưu trữ của chúng.