Надежность. надежность учебник. Задачи и исходные положения теории надежности 3 3 Причины и характер отказов объектов 8

• Название: Задачи и исходные положения теории надежности 3 3 Причины и характер отказов объектов 8
• Анкор: Надежность
• Дата: 27.03.2023
• Размер: 1.16 Mb.
• Имя файла: надежность учебник.doc
• Тип: Документы; #1018268
• страница: 1 из 17

Оглавление

Раздел 1. Задачи и исходные положения теории надежности 3

1.3 Причины и характер отказов объектов 8

1.4 Средства обеспечения надежности 9

1.5 Единичные показатели для невосстанавливаемых объектов 11

1.6 Единичные и комплексные показатели для восстанавливаемых объектов 15

1.7 Последовательное соединение элементов систем электроснабжения 19

1.8 Параллельное соединение элементов системы электроснабжения 22

1.9 Ущерб от недоотпуска электроэнергии 27

Раздел 2. Факторы, нарушающие надежность системы и их математические описания 30

2.1 Основные понятия процесса функционирования систем электроснабжения 30

2.2 Расчеты надежности систем по последовательным, параллельным, смешанным логическим схемам 31

2.3 Принципы построения математических моделей надежности СЭС и методов их исследования 35

Раздел 3. Математические модели и количественные расчеты надежности систем 41

3.1 Логико-вероятностный метод расчета надежности систем 41

3.2 Надежность схем электроснабжения и разные типы отказов 48

3.3 Анализ основного силового оборудование электрических цепей 50

3.3 Инженерные методы расчета надежности 51

3.4 Методы оценки важности элементов СЭС 57

Раздел 4. Технико-экономическая оценка недоотпуска электроэнергии и эффективности надежности электроснабжения 61

4.1 Методы нахождения недоотпуска электроэнергии 61

4.2 Оценка величины недоотпуска электроэнергии по показателям надежности системы электроснабжения 62

Приложение А 64

Приложение Б 76

Приложение В 85

Раздел 1. Задачи и исходные положения теории надежности

1.1 Общие понятия и определения надежности

Обеспечение надежной работы электростанций и подстанций, электрических сетей и систем, бесперебойное снабжение потребителей электрической энергией являются важнейшими задачами проектирования и эксплуатации электрических систем, сетей и электроустановок (ЭУ). Развитие электроэнергетики базируется на методах проектирования и эксплуатации, обеспечивающих минимальный расход материальных ресурсов и затрат труда при обеспечении заданной степени надежности электроснабжения.

Надежность электроснабжения определяется надежностью элементов электрических сетей и систем, схемами распределительных устройств электрических станций и трансформаторных подстанций, работой сетевой автоматики и релейной защиты, а также квалификацией обслуживающего персонала.

Основные задачи теории надежности сводятся к следующему:

• 
  изучение закономерностей возникновения отказов и восстановления работоспособности изделий;
  
• 
  разработка методов определения количественных показателей и сравнительной оценки надежности;
  
• 
  разработка мероприятий по повышению надежности;
  
• 
  изучение взаимосвязей между внешними воздействиями и процессами, происходящими в изделии.
  

В теории надежности широко используется понятие элемента и системы. Объект, надежность которого рассматривается независимо от надежности составляющих его частей, а только в зависимости от его функциональной роли и места в системе или установке, называют элементом. Совокупность взаимосвязанных объектов или элементов, предназначенных для решения определенного круга задач, имеющая единое управление функционированием и развитием, называется системой.

Например, изолятор в гирлянде изоляторов выполняет роль элемента, а гирлянда изоляторов - это система. На трансформаторной подстанции выключатели, отделители, разъединители, силовые трансформаторы и т.п. являются элементами, а сама подстанция является системой. Из приведенных примеров видно, что в зависимости от уровня решаемой задачи и степени объединения анализируемых аппаратов и устройств определенный объект может в одном случае быть системой, а в другом - элементом. Так при анализе надежности трансформатора его можно "разложить" на множество элементов: обмотки высшего и низшего напряжения, высоковольтные и низковольтные вводы, магнитопровод, бак трансформатора и т.д. С другой стороны, для трансформаторной подстанции трансформатор удобнее представить как элемент, у которого есть свои характеристики надежности, нормативно-техническая документация, требования к эксплуатации.

Оборудование (электроустановки) является с одной стороны, элементом соответствующей системы, а с другой стороны, изделием, то есть объектом, надежность которого рассматривается независимо от его роли в системе, но в соответствии с ТУ и ГОСТ на продукцию данного типа.

В соответствии с ГОСТ 27.002-89 "Надежность в технике. Основные понятия. Термины и определения" надежность определяется как свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих его способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, ремонта, хранения и транспортирования. Как видно из определения, надежность является комплексным свойством, которое в зависимости от назначения объекта и условий его эксплуатации может включать безотказность, долговечность, ремонтопригодность и cохраняемость или определенное сочетание этих свойств.

Безотказность - свойство объекта непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение некоторого времени или наработки (наработка – продолжительность работы или объем работы объекта – ГОСТ 27.002-89).

Долговечность - свойство объекта сохранять работоспособное состояние при установленной системе технического обслуживания и ремонта.

Ремонтопригодность - свойство объекта, заключающееся в приспособленности к поддержанию и восстановлению работоспособного состояния путем технического обслуживания и ремонта.

Сохраняемость - свойство объекта сохранять в заданных пределах значения параметров, характеризующих способность объекта выполнять требуемые функции, в течение и после хранения и (или) транспортирования.

Указанные важнейшие свойства надежности характеризуют определенные технические состояния объекта. Различают пять основных видов технического состояния объектов.

Исправное состояние. Состояние объекта, при котором он соответствует всем требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской (проектной) документации.

Неисправное состояние. Состояние объекта, при котором он не соответствует хотя бы одному из требований нормативно-технической и (или) конструкторской (проектной) документации.

Работоспособное состояние. Состояние объекта, при котором значения всех параметров, характеризующих способность выполнять заданные функции, соответствуют требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской (проектной) документации.

Неработоспособное состояние. Состояние объекта, при котором значения хотя бы одного параметра, характеризующего способность выполнять заданные функции, не соответствует требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской (проектной) документации.

Предельное состояние. Состояние объекта, при котором его дальнейшая эксплуатация недопустима или нецелесообразна, либо восстановление его работоспособного состояния невозможно или нецелесообразно.

Восстанавливаемость – важное свойство надежности. Восстанавливаемость – свойство элемента, системы или установки, заключающееся в возможности восстановления работоспособности в случае отказа.

По характеру исполнения и функционирования объекты могут быть восстанавливаемыми и невосстанавливаемыми.

Невосстанавливаемыми называются такие объекты (или электроустановки), работоспособность которых в процессе возникновения отказа не подлежит восстановлению (например, трансформаторы тока, кабельные вставки, плавкие предохранители).

Восстанавливаемыми являются изделия, работоспособность которых в случае возникновения отказа подлежит восстановлению (электрические машины, силовые трансформаторы). Разделение объектов на восстанавливаемые и невосстанавливаемые зависит во многом от решения, которое принимается в случае отказа объекта. Если его восстановление признается нецелесообразным или неосуществимым, то такой объект в данной ситуации является невосстанавливаемым. Таким образом, один и тот же объект в зависимости от особенностей или периодов эксплуатации может считаться восстанавливаемым или невосстанавливаемым.

Невосстанавливаемые объекты характеризуются безотказностью, долговечностью и сохраняемостью, а восстанавливаемые – безотказностью, долговечностью, ремонтопригодностью и сохраняемостью.

Переход объекта (изделия) из одного технического состояния в другое обычно происходит вследствие событий: повреждений или отказов. Совокупность фактических состояний объекта и возникающих событий, способствующих переходу в новое состояние, охватывает так называемый жизненный цикл объекта, который протекает во времени и имеет определенные закономерности, изучаемые в теории надежности.

Ремонтируемым объектом называется объект, ремонт которого возможен и предусмотрен в нормативно-технической, ремонтной и (или) конструкторской (проектной) документации.

Неремонтируемый объект – объект, ремонт которого не возможен и (или) не предусмотрен нормативно-технической, ремонтной и конструкторской (проектной) документацией.

Классификация объектов по показателям и методам оценки надежности приведена на рис. 1.1



Рисунок 1.1- Классификация объектов по показателям

1.2 Характеристики отказов

Согласно ГОСТ 27.002-89 отказ - это событие, заключающееся в нарушении работоспособного состояния объекта.

Повреждение - событие, заключающееся в нарушении исправного состояния объекта при сохранении работоспособного состояния.

Еще одно понятие, отражающее состояние объекта, - дефект. Дефектом называется каждое отдельное несоответствие объекта установленным нормам или требованиям. В соответствии с определением отказа как события, заключающегося в нарушении работоспособности, предполагается, что до появления отказа объект был работоспособен.

Отказом в работе (отказ функционирования) называют отказ в момент выполнения заданной функции, а дефектом – отказ, обнаруженный при наладке, профилактическом осмотре или плановом ремонте.

Дефектом называют нарушение работоспособного состояния объекта, обнаруженное при наладке, профилактическом осмотре или плановом ремонте.

В теории надежности, как правило, предполагается внезапный отказ, который характеризуется скачкообразным изменением значений одного или нескольких параметров объекта. На практике приходится анализировать и другие отказы, к примеру, ресурсный отказ, в результате которого объект приобретает предельное состояние, или эксплуатационный отказ, возникающий по причине, связанной с нарушением установленных правил или условий эксплуатации.

Внезапный отказ обычно является следствием постепенного накопления неисправностей и повреждений.

Независимый отказ элемента – отказ элемента объекта, не обусловленный повреждениями или отказами других элементов объекта.

Зависимый отказ элемента – отказ элемента объекта, обусловленный повреждениями или отказами других элементов объекта.

Неполный отказ – отказ, после возникновения которого использование возможно, но при этом значения одного или несколько основных параметров находятся в недопустимых пределах, т. е. работоспособность объекта понижена.

Перемежающийся отказ – многократно возникающий и самоустраняющейся отказ одного и того же характера.

Конструкционный отказ – отказ, возникающей вследствие ошибок конструктора.

Производственный отказ – отказ, возникающий вследствие нарушении или несовершенства технологического процесса изготовления объекта или комплектующих.

Эксплуатационный отказ – отказ, возникающий вследствие нарушении установленных правил эксплуатации.