الموثوقية في صناعة الطاقة - المفاهيم والتعاريف الأساسية
ما هي الموثوقية
تعتبر الموثوقية في تشغيل المعدات الكهربائية لأنظمة الإمداد بالطاقة من أهم العوامل التي لها تأثير كبير على المؤشرات الاقتصادية لمجمعات الطاقة في الدولة.
تشكل تكاليف انقطاع التيار الكهربائي في حالة التعطل الطارئ جزءًا كبيرًا من إجمالي تكاليف إنتاج وتركيب شبكة إمداد الطاقة ، وبالنسبة للسكان ، فإن مثل هذا الحادث يؤدي إلى صدمات معنوية كبيرة. في هذا الصدد ، تعتبر قضايا تحسين طرق تشغيل المعدات الكهربائية في أنظمة الإمداد بالطاقة على مستويات مختلفة ذات صلة بشكل خاص. لذلك ، تتمثل إحدى ميزات صناعة الطاقة الكهربائية الحديثة في زيادة متطلبات موثوقية مصدر الطاقة وجودة الطاقة.
إن التنبؤ بموثوقية مرافق نظام الطاقة وكذلك تطوير الاستراتيجيات والتخطيط وتحديث وإصلاح المعدات الكهربائية هي مهام ذات أولوية للدولة.يعتمد النهج الحديث لحل هذه الأسئلة على تطبيق أساليب نظرية الموثوقية وتحسين تشغيل الأشياء التكنولوجية المعقدة.
الموثوقية مضمنة في التصميم ، ومضمونة أثناء التصنيع ، ويتم إنفاقها أثناء التشغيل. يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن مؤشرات الموثوقية تسمح لك بتقييم حالة الكائن المتوسط. هذا يؤدي إلى حقيقة أنه في حالة واحدة يتم الحصول على قيم تم التقليل من شأنها ، وفي الحالة الأخرى - قيم مبالغ فيها. تسمح لك التشخيصات الفنية بتقييم حالة كائن معين. يتم توفير معرفة الحالة الفعلية للكائن من خلال سيطرته - المراقبة.
عند التصميم ، يجب إنشاء التركيبات الكهربائية بشكل ملائم للتشخيص والانتعاش ، أثناء الإنتاج - أثناء التشغيل وأثناء التشغيل - لضمان الحفاظ على حالة التشغيل. طرق وأدوات التشخيص هي أداة للحفاظ على موثوقية معينة.
يساهم فهم أساسيات نظرية الموثوقية والتشخيصات الفنية ، والتعرف على طرق ووسائل تشخيص العناصر في اتخاذ القرار الصحيح في تصميم وتشغيل المعدات الكهربائية في أنظمة الإمداد بالطاقة.
تعتبر التركيبات الكهربائية كشيء يُفهم على أنه مجموعة من الآلات والأجهزة ، خطوط الكهرباء (خطوط الكهرباء)، المخصصة لإنتاج الطاقة الكهربائية وتحويلها ونقلها وتوزيعها وتحويلها إلى نوع آخر من الطاقة.
تشمل محطات الطاقة: المولدات ، ومحولات الطاقة ، والمحولات الآلية ، والمفاعلات ، ومحولات الجهد والتيار ، وخطوط الطاقة ، وأجهزة التوزيع ، ومحطات المحولات الفرعية بالكامل (KTP) ، وشبكات التوزيع ، والمحركات الكهربائية ، والمكثفات ، ومعدات التشغيل الآلي والحماية ، ومستقبلات الطاقة المختلفة.
المفاهيم والتعاريف الأساسية
يوضح تحليل مجموعة المصطلحات الموصى بها لموثوقية أنظمة الطاقة أنه من أجل وصف موثوقية عناصر أنظمة الطاقة وشبكاتها الكهربائية ، فإن الصيغ في المصطلحات المقترحة تصف تمامًا خصائص الكهرباء والكهرباء. معدات الشبكة كعناصر ، ثم لوصف موثوقية نظام الطاقة كنظام ، فهذه المصطلحات غير كاملة وأحيانًا تشوه الجوهر التكنولوجي للأنظمة الموصوفة.
الصياغات المعتمدة: مصداقية - خاصية الكائن لأداء الوظائف المحددة ، مع الحفاظ على قيم مؤشرات أدائه بمرور الوقت ضمن الحدود الموضوعة ، بما يتوافق مع الأوضاع والشروط المحددة للاستخدام والصيانة والإصلاح والتخزين والنقل.
لذلك ، فإن الصياغة الأكثر اكتمالًا لـ "موثوقية نظام الطاقة" تبدو كما يلي: "وفقًا للأحكام الأساسية لنظرية الموثوقية ، يجب فهم موثوقية تشغيل نظام الطاقة على أنها خاصية لها للحفاظ على القدرة لأداء الوظائف المقصودة في أي فترة زمنية ، بغض النظر عن تأثير الظروف الخارجية. «
يتطلب مصدر الطاقة الموثوق به أن تعمل جميع عناصر التركيبات الكهربائية ، بما في ذلك المولدات والمحولات والمغذيات والأتمتة ومعدات الحماية والتوزيع ، بسلاسة. يساهم كل عنصر من عناصر التركيبات الكهربائية في موثوقية مصدر الطاقة.
موثوقية مصدر الطاقة - خاصية التركيبات الكهربائية لتزويد المستهلكين بالطاقة الكهربائية حسب فئتهم... وفقًا لشروط موثوقية مصدر الطاقة ، يتم تقسيم جميع المستخدمين إلى ثلاث فئات.
أجهزة الاستقبال الكهربائية من الفئة الأولى - المستقبلات الكهربائية ، التي يمكن أن يؤدي انقطاع التيار الكهربائي منها إلى خطر على حياة الإنسان ، وإتلاف المعدات الأساسية باهظة الثمن ، والعيوب في المنتج الشامل ، وتعطيل عمل عناصر مهمة بشكل خاص من الخدمات العامة. تتميز مجموعة خاصة من المستقبلات الكهربائية عن تكوين هذه الفئة ، والتي يعد تشغيلها المستمر ضروريًا لإغلاق سلس للإنتاج من أجل منع التهديدات على حياة الإنسان والانفجارات والحرائق والأضرار التي تلحق بالمعدات باهظة الثمن.
المستقبلات الكهربائية من الفئة الثانية - المستقبِلات الكهربائية ، التي يؤدي انقطاع التيار الكهربائي منها إلى نقص كبير في المنتجات ، وتعطل آليات العمل والنقل الصناعي ، وتعطيل الأنشطة العادية لعدد كبير من الناس.
أجهزة الاستقبال الكهربائية من الفئة الثالثة - جميع أجهزة الاستقبال الكهربائية الأخرى التي لا تستوفي تعريف الفئتين الأولى والثانية.
في مجال أنظمة الإمداد بالطاقة ، تُفهم الموثوقية على أنها إمداد مستمر للكهرباء في حدود المؤشرات المسموح بها لجودتها واستبعاد المواقف التي تشكل خطورة على الناس والبيئة. في هذه الحالة ، يجب أن يعمل الكائن.
قابلية التشغيل - حالة عناصر المعدات الكهربائية التي يمكنهم من خلالها أداء الوظائف المحددة ، مع الحفاظ على قيم المعلمات الرئيسية ضمن الحدود التي تحددها الوثائق المعيارية والفنية. في هذه الحالة ، قد لا تلبي العناصر ، على سبيل المثال ، المتطلبات المتعلقة بالمظهر.
يتم استدعاء الحدث الذي ينطوي على فشل في المعدات الرفض... يمكن أن تكون أسباب الضرر عيوبًا حدثت أثناء التصميم والإصلاح ، وانتهاكات للقواعد وقواعد التشغيل ، وعمليات التآكل الطبيعي - يتم تمييز أنواع مختلفة من الضرر بناءً على خصائص التصنيف المختلفة (الجدول 1).
الجدول 1. تصنيف الضرر
حسب طبيعة التغيير في المعلمات الرئيسية للمعدات الكهربائية قبل حدوث الفشل ، يتم تمييز حالات الفشل المفاجئة والتدريجية.
فجأة - الأضرار التي حدثت نتيجة لتغيير مفاجئ حاد في واحد أو أكثر من المعلمات الأساسية ، على سبيل المثال: فشل طور الكبل والخطوط العلوية ، وتدمير وصلات التلامس في الأجهزة.
تدريجياً يسمى التلف الذي يحدث نتيجة لتغيير تدريجي طويل الأمد في المعلمات ، عادة بسبب التقادم أو التآكل ، على سبيل المثال: تدهور مقاومة عزل الكابلات ، لفائف المحرك ، زيادة مقاومة التلامس لوصلات التلامس. الحالة ، يمكن في كثير من الحالات تسجيل التغييرات المعلمة بالمقارنة مع القيمة الأولية باستخدام أدوات القياس.
لا يوجد فرق جوهري بين الإخفاقات المفاجئة والتدريجية ، حيث أن الإخفاقات المفاجئة في معظم الحالات هي نتيجة تغيير تدريجي ، ولكن مخفي عن الملاحظة ، في المعلمات (على سبيل المثال ، ارتداء التجميعات الميكانيكية لجهات الاتصال بالمفتاح) ، عند إدراك تدميرها كحدث مفاجئ.
رفض كامل يميز كائنًا لا يعمل ولا يؤدي أيًا من الوظائف المحددة (لا توجد إضاءة في الغرفة - جميع المصابيح محترقة). في حالة التلف الجزئي ، يؤدي الكائن بعض وظائفه (عدة مصابيح محترقة في الغرفة).
ضرر بليغ لا يمكن استرداده الى ما قبل الضرر يظهر فقدان الأداء (محترق فتيل).
تفريغ - الفشل المتكرر القابل للتصحيح فقط للكائن أ (مصابيح الفلورسنت مضاءة ، ثم مطفأة).
مدمرة - الإزالة الذاتية بشكل متكرر للضرر الذي يلحق بجسم ما.
إذا لم يكن فشل الكائن بسبب فشل كائن آخر ، فسيتم اعتباره مستقل، خلاف ذلك - مدمن... إذا تم العثور على عنصر تالف أثناء الفحص (تم إتلاف عزل السلك) ، عندئذٍ يؤخذ في الاعتبار الفشل صراحة (واضح)... إذا لم يكن من الممكن أثناء الفحص تحديد سبب عطل في المعدات الكهربائية التالفة ، فيُعتبر ذلك عطلًا مخفي (مخفي).
يسمى الفشل نتيجة انتهاك معايير التصميم المعمول بها هيكليًا نتيجة لانتهاك قواعد التشغيل - المنطوق... عطل حدث نتيجة عيب أو انتهاك لعملية الإنتاج أو الإصلاح المعمول بها في أحد مرافق الإصلاح - تكنولوجي (إنتاج).
سبب الرفض - عيب... التفريق: فشل عنصر في كائن معقد (الصمامات المنفوخة في شبكة إمداد الشقة) ، وظهور اتصالات جديدة بين العناصر (حدثت دائرة كهربائية قصيرة) ، وانتهاك الاتصال بين العناصر (السلك الكسر).
تتجلى الموثوقية فقط أثناء العملية. اعتمادًا على تفاصيل التركيبات الكهربائية وظروف تشغيلها ، قد تتضمن الموثوقية (بالمعنى الأوسع لهذا المصطلح) مجموعة من الخصائص مثل الموثوقية والمتانة والصيانة والتخزين بشكل منفصل أو في مجموعة معينة ، سواء بالنسبة للتركيبات الكهربائية ولعناصرها الفردية.
بالمعنى الضيق ، الموثوقية تعني الموثوقية (بالمعنى الضيق ").
مصداقية - خاصية الأشياء التقنية للحفاظ على قابلية التشغيل المستمرة لبعض الوقت. إنه أهم عنصر في موثوقية عناصر التركيبات الكهربائية ، اعتمادًا على موثوقية العناصر ، ونظام توصيلها ، والخصائص الهيكلية والوظيفية وظروف التشغيل.
تَحمُّل - تظل خاصية الأشياء الفنية قيد التشغيل حتى حدوث حالة الحد مع نظام الصيانة والإصلاح المعمول به.بالنسبة لعناصر التركيبات الكهربائية ، يتم تحديد حالة الحد من خلال استحالة استخدامها مرة أخرى ، والذي يرجع إما إلى انخفاض الكفاءة ، أو إلى متطلبات السلامة ، أو بداية التقادم.
يدعم - خاصية تسمح لك باكتشاف ومنع أسباب الضرر ، وكذلك القضاء على عواقبها من خلال الصيانة والإصلاح. تتميز الصيانة بمعظم عناصر محطات الطاقة ولا يكون لها معنى فقط لتلك العناصر التي لم يتم إصلاحها أثناء التشغيل (على سبيل المثال ، عوازل الخطوط الهوائية).
إصرار - خاصية الأشياء الفنية للحفاظ باستمرار على حالة صالحة للخدمة (جديدة) أو صالحة للخدمة أثناء التخزين والنقل. يتميز الحفاظ على عناصر التركيبات الكهربائية بقدرتها على تحمل الآثار السلبية لظروف التخزين والنقل.
يعتمد اختيار المؤشرات الكمية للموثوقية على نوع معدات الطاقة. العناصر غير القابلة للاسترداد هي تلك العناصر من محطة الطاقة ، والتي لا يمكن استعادة أدائها في حالة حدوث عطل أثناء التشغيل (المحولات الحالية ، وإدراج الكابلات). تتميز موثوقيتها بالموثوقية والمتانة والحفظ.
قابل للاسترداد - الأشياء التي تخضع قابليتها للتشغيل في حالة حدوث ضرر للترميم أثناء التشغيل. تشمل الأمثلة الآلات الكهربائية ومحولات الطاقة. ترجع موثوقية المنتجات المُعاد تصنيعها إلى موثوقيتها ومتانتها وصيانتها وتخزينها.