Расчет надежности структурных схем системы электроснабжения.

1. Проблема надежности систем электропотребления.

Системы электропотребления ЭС относятся к категории сложных систем и характеризуются не только обилием частей и элементов, но и высоким уровнем организации и сложными функциональными взаимосвязями их частей и элементов.

Характерными чертами таких систем являются:

1. Определенная целостность - наличие у всей системы общей цели, общего назначения.

2. Сложность поведения - наличие весьма глубоких внутренних связей, не позволяющих расчленять её на независимые составляющие. Такая сложная система, рассматриваемая в целом, обладает новыми качествами, несвойственными отдельным её элементам.

3. Высокая степень автоматизации.

4. Недетерминированное, статистически распределенное во времени поступление внешних возмущений, невозможность точного предсказания режима работы, моментов появления отказов в системе, времени необходимого для отыскания и ликвидации этих отказов.

5. Широкое использование резервирования.

Разнообразие аппаратуры и сложность алгоритма функционирования таких систем требуют особого подхода к их проектированию и эксплуатации. Одним из сложных и важных вопросов, который приходится решать, является обеспечение их надежности на требуемом уровне.

Проблема надежности электрических станций, подстанций, линий электропередачи, электрических сетей и систем - одна из первоочередных задач энергетики. Она требует применения таких методов анализа и расчета надежности, которые позволили бы при проектировании и эксплуатации объективно учесть предыдущий опыт, рассчитать надежность, проанализировать варианты по обеспечению надежности ЭЭС, обосновать её повышение, прогнозировать надежность, исключить возможность катастрофического исхода аварий для людей и окружающей среды.

2. Основные понятия теории надежности.

Основные понятия, термины и определения понятий в области надежности устанавливает ГОСТ 27.002-89 и ДСТУ 2860-94. Приведенные в нём определения можно при необходимости изменять, раскрывая значение используемых в них терминов. Изменения не должны нарушать объем и содержание понятий, определенных в данном стандарте.

Надежность - свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, хранения и транспортирования.

Когда параметрическое описание объекта нецелесообразно (например, для объектов, работающих по типу "да-нет", для ЭЧ АЭС) или невозможно (например, для систем "машина-оператор") понятие надежность формулируется так:

Надежность - свойство (способность) системы (объекта) сохранять во времени способность к выполнению требуемых функций в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, хранения и транспортирования.

Надежность проявляется в процессе эксплуатации, является комплексным свойством объекта и обуславливается безотказностью, долговечностью, ремонтопригодностью и сохраняемостью.

Безотказность - свойство объекта непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение некоторого времени или наработки.

Долговечность - свойство объекта сохранять работоспособное состояние до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонта.

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

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

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 способности объекта выполнять требуемые функции, в течение и после хранения и (или) транспортирования.

Всё множество состояний, в которых находится техническое изделие от изготовления до списания, с точки зрения надежности разделяется на исправное и неисправное, работоспособное и неработоспособное и, наконец, предельное состояние. При расчете надежности нас интересует в первую очередь переход изделия из исправного или работоспособного состояния в неработоспособное состояние. В связи с этим в теории надежности введено понятие ОТКАЗ.

Отказ - событие, заключающееся в нарушении работоспособного состояния объекта, то есть это событие, после возникновения которого система утрачивает способность выполнять заданное назначение.

Это понятие позволяет вводить различные числовые показатели надежности объекта (количественные характеристики одного или нескольких свойств, составляющих надежность объекта).

В практической деятельности довольно часто возникают затруднения в формулировке понятия отказ для конкретной системы, так как одни и те же события одним специалистам представляются отказом, а другим - нет. В связи с этим может возникнуть мнение, что вообще отказ - это субъективное понятие, в котором отсутствует элемент объективности.

При формировании понятия отказ системы электропотребления необходимо составить (сформулировать) совокупность конкретных требований, которым она должна удовлетворять. Если система удовлетворяет всем выдвинутым требованиям, то можно считать, что она находится в работоспособном состоянии. Требования к объекту устанавливаются субъективно, а его состояние по отношению к этим требованиям - объективно. При этом возможны и ошибки в назначении определенных требований и пропуски некоторых из них, наконец, эти требования могут изменяться по воле и желанию заказчиков и разработчиков, то есть они динамичны. Но, несмотря, на всю относительность полноты требований к объекту и субъективный характер их установления, в любой момент времени должна быть выделена и зафиксирована вполне определенная совокупность этих требований, по отношению к которой объективно можно судить об исправности или неисправности данного объекта. В этом состоит диалектика субъективного и объективного в оценке отказа объекта: субъективно устанавливаются требования к объекту и объективно - его состояние по отношению к этим требования. Всё это необходимо учитывать при формировании понятия «отказ системы электропотребления».