电气设备和电力系统的可靠性

可靠性的基本概念和定义

电气设备和电力系统的可靠性可靠性与电气装置运行的各个方面密切相关。可靠性 - 物体执行某些功能的属性,将其性能指标的值按时保持在一定限度内,对应于特定的使用、维护、修理、储存和运输模式和条件。

供电系统的可靠性:在可接受的范围内持续供电 质量指标 消除对人类和环境造成危险的情况。在这种情况下,该对象应该可以工作。

可操作性是指电气设备元件的这种状态,在这种状态下,它们能够执行指定的功能,同时将指定参数的值保持在规范和技术文件规定的限制范围内。在这种情况下,元素可能不满足例如与外观相关的要求。

涉及设备故障的事件称为报废……故障的原因可以是设计、制造和维修缺陷、违反操作规章制度、自然磨损过程。根据直到发生故障时电气设备主要参数变化的性质,它们可分为突然故障和逐渐故障。

突发性故障称为由于一个或多个基本参数突然急剧变化(电缆和架空线相击穿、设备中触点连接破坏等)而发生的故障。

渐进式损坏称为由于参数长期逐渐变化而发生的损坏,通常是由于老化或磨损(电缆、电机的绝缘电阻劣化,接触连接的接触电阻增加等)。同时,在许多情况下可以使用测量设备记录参数相对于初始水平的变化。

突然失败和逐渐失败之间没有根本区别。在大多数情况下,突发故障是渐进但无法观察到的参数变化(例如,开关触点机械组件的磨损)的结果,当它们的破坏被视为突发事件时。

电气设备和电力系统的可靠性不可逆故障表示性能损失……间歇性 — 对象反复自我消除故障。如果一个对象的失败不是由于另一个对象的失败,那么它被认为是独立的,否则——依赖。

由于不完善或违反既定设计规则和规定而导致的故障称为结构性……由于不完善或违反既定的生产或维修过程而发生的故障或在维修企业中进行的对象维修 - 生产……由于违反既定规则或操作条件而导致的失败——操作……拒绝的原因——缺陷。

可靠性是电气设备和电力系统的特性之一,只有在运行期间才会表现出来。可靠性在设计期间定义,在制造期间确保,在运行期间消耗和维护。

可靠性是一个复杂的属性,取决于电气装置的具体情况及其运行条件,可能包括:电气装置及其各个元件的可靠性、耐用性、维护、单独或以特定组合存储.

有时将可靠性等同于可靠性(此时,可靠性被认为是“狭义”的)。

可靠性——技术手段在一定时间内保持连续可操作性的特性。它是电气装置可靠性的最重要组成部分,取决于元件的可靠性、它们的连接方案、结构和功能特性以及运行条件。

耐久性——技术手段的特性,在既定的维护和修理系统下,直到出现极限状态时,技术手段才能保持服务状态。

在所考虑的情况下,技术手段的极限状态取决于它们无法进一步发挥作用,这是由效率下降、安全要求或过时开始引起的。

维护——技术手段的特性,是通过维护和修理来预防和发现损坏原因并消除其后果的适应性。

维护是电气装置的大多数元件的特征,仅对那些在运行期间未维修的元件(例如,架空线 (HV) 的绝缘体)没有意义。

持久性——在储存和运输过程中持续保持可用(新)和可用状态的技术手段的特性。 PP元素的保存特点是能够承受储存和运输条件的负面影响。

可靠性量化指标的选择取决于电力设备的类型。那些在运行过程中发生损坏时性能无法恢复的电气装置元件(电流互感器、电缆插入件等)称为不可恢复元件。

可恢复的是在发生损坏时必须在操作过程中恢复其性能的产品。此类产品的示例有电机、电力变压器等。

再制造产品的可靠性由其可靠性、耐久性、维护和储存决定,不可再生产品的可靠性由其可靠性、耐久性和储存决定。

影响电气安装元件可靠性的因素

电气设备和电力系统的可靠性用于电力转换、传输和分配的电气装置会受到大量因素的影响,这些因素可分为四类:环境影响、操作、意外、设计和安装错误。

电气装置元件发挥作用的环境因素包括雷暴和风活动的强度、积冰、大雨、降水、浓雾、霜冻、露水、太阳辐射等。大多数环境因素都列在气候参考书中。

关于传输设备——所有电压等级的架空线路——导致其损坏的最典型因素是阵雨、降水、浓雾、霜和露水,对于安装在开放式电气装置上的电力变压器,其损坏的因素环境包括太阳能、辐射、大气压力、环境温度(与位置类别和气候条件密切相关的因素)。

所有电压等级的开放式电气装置的元件运行的一个特点是所有因素的变化,例如,温度从 + 40 ± 到 -50 ± C 的变化。我国各地区雷暴活动强度波动每年10~100小时以上不等。

外部气候因素的影响导致在运行过程中出现缺陷:变压器和油断路器中的油被弄湿,油箱中的绝缘被弄湿,油开关横截面的绝缘被弄湿,套管框架被弄湿,损坏套管在冰、风荷载等条件下的支撑和绝缘子。因此,对于每个气候区域,在电气装置运行期间,有必要考虑环境因素。

电气设备和电力系统的可靠性操作因素包括电气安装元件的过载、短路电流(过电流)、各种类型的过电压(电弧、开关、谐振等)。

根据技术操作规则,10-35 kV 带隔离中性点的架空线路可以在存在单相接地故障的情况下工作,并且它们的移除持续时间没有标准化。在这些运行条件下,分支配电网中的电弧故障是绝缘弱化失效的主要原因。

对于电力变压器,最敏感的操作因素是它们的过载、电流短路时绕组上的机械力。工作人员的资格和伴随的影响(工作人员的错误、维修和保养质量差等)在操作因素中占有重要地位。

间接影响电气装置可靠性的一组因素包括设计和安装错误:设计期间不遵守指南、不遵守可靠性要求、不遵守 10 — 35 kV 网络中的电容电流大小和他们在网络开发过程中的补偿、电气安装元件的低质量生产、安装缺陷等。

影响电气装置运行可靠性的一小部分因素是偶然因素:运输和农业机械在支架上的碰撞、移动车辆在架空线下的重叠、电线中断等。

消费者供电的可靠性

创建这样的系统在技术上是可行的,并且很少会发生失败(具有完美补品服务系统的高度可靠的元件,使用具有多个切口的电路等)。但是创建这样的系统需要增加投资。和运营成本。因此,存在改善可靠性经济方面的解决方案:他们不追求最大可实现的可靠性,而是追求合理的可靠性,根据每项技术和经济标准进行优化。

对于标准设计解决方案 PUE 不需要可靠性计算:这些类别在电源可靠性方面突出了能源消费者(通常,它们因电源故障造成的损坏程度不同),其中网络冗余(独立电源的数量)和存在紧急自动化(允许的停电持续时间)。

在保证供电可靠性方面,PUE将用电设备分为三类:第一类、第二类和第三类。必须根据监管文件以及项目的技术部分(即由设计工程师确定)在可靠性方面将电接收器分配到一个或另一个类别。

有关每个类别的特征的更多详细信息,请参见此处: 电力接收器的供电可靠性类别

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