 |
Факторы, нарушающие надежность электроснабжение потребителей
|
|
|
|
И.И. Артюхов
И. А. Менщиков
Обеспечение надежности в
Электроэнергетике
Надежность
Электроснабжения
Учебно-методическое
Пособие
УДК 621.311
ББК 31.19
Х81
Р е ц е н з е н т ы:
Доктор технических наук, профессор Московского государственного
университета путей сообщения
Ю.М. Иньков
Доктор технических наук, профессор Саратовского государственного
технического университета им. Ю.А. Гагарин
Г. Г. Угаров.
Артюхов И.И., Менщиков И.А., Артюхов Д.И
М50Обеспечение надежности в электроэнергетике:– Саратов, 2015. – 59 с.
ISBN
В настоящем учебно-методическом пособии рассмотрены основные положения обеспечения надежности в электроэнергетической отрасли Российской Федерации в современных условиях ее функционирования и развития с учетом зарубежного опыта. Освещены проблемы надежности в электроэнергетике России, задачи и мероприятия по обеспечению надежности, приведены показатели и нормативы надежности.
Учебно-методическое пособие предназначено для специалистов в области технической диагностики, научных работников, аспирантов и студентов вузов.
© Авторы, 2015
© Саратовский государственный
технический университет имени Гагарина Ю.А.
Введение
Обоснование необходимого уровня надежности систем электроснабжения имеет большое народнохозяйственное значение, поскольку перерывы в подаче электроэнергии могут привести к значительному материальному ущербу потребителей и другим негативным явлениям.
В настоящее время при проектировании и эксплуатации систем электроснабжения промышленных потребителей методы оценки показателей надежности не нашли должного распространения, что приводит в ряде случаев к принятию неоптимальных решений.
|
|
|
Проблема надежности систем электроснабжения была сформулирована в начале 1950-х годов применительно к радиоэлектронным устройствам и системам автоматики. Однако системы электроснабжения имеют специфические особенности построения и функционирования. Работу системы электроснабжения можно представить как непрерывный обмен энергией межу системой и потребителями при невозможности ее складирования.
Взаимодействия между системой электроснабжения и внешней средой носят стохастический характер, и говорить о бесперебойной.подаче электроэнергии можно только с некоторой вероятностью достижения поставленной цели.
В данном учебно-методическом пособии с единых методических позиций излагаются основы теории надежности применительно к системам электроснабжения промышленных потребителей, влияние внешних факторов на работу электроустановок, методические рекомендации по оценке ущерба от перерывов электроснабжения, я также возможные пути повышения надежности при проектировании и эксплуатации.
Цель учебно-методического пособия это оказание помощи студентам в изучении накопленного опыта использования современных методов для оценки надежности систем электроснабжения.
Общие сведения о надежности систем электроснабжения
Основные понятия и определения надежности электроснабжения, терминология применяемая в теории надежности
Для нормального функционирования систем электроснабжения (СЭС) необходимо обеспечить надлежащее качество изготовления, монтажа и эксплуатации установленных в них электротехнических устройств.
Качество электротехнических устройств — это совокупность свойств, характеризующих их пригодность для эксплуатации. для опенки качества используются технико-экономические показатели. Различают технико-экономические показатели назначения, технологичности, стандартизации и унификации, надежности и др.
|
|
|
Таким образом, надежность является составным свойством качества продукции. Однако она имеет ряд особенностей, что приводит к необходимости введения понятий, которые применяются для данного свойства. Термины и определения, используемые в теории надежности систем электроэнергетики, даны в ГОСТ 27.002—89 «Надежность в технике. Основные понятия и определения» и в документе «Надежность систем энергетики. Терминология» (М.: Наука, 2002).
Все термины теории надежности рассматриваются применительно к объекту, под которым понимается предмет определенного целостного назначения. Под объектом можно понимать электротехническое изделие, техническую систему, комплект оборудования. Во всех случаях. когда нет необходимости конкретизировать предмет исследования. говорят об объекте и надежности объекта. Если же рассматривается задача, специфичная только для определенного вида изделия, то говорят о надежности трансформатора, изоляторов линии электропередачи и др.
При построении теории надежности электроснабжения различают три уровня сложности изделия: элемент, устройство, система. Но обычно используется двухпозиционная структура элемент — система. Под системой в теории надежности понимается совокупность совместно действующих объектов. Элементом называется часть системы. Понятия элемента и системы в расчетах надежности относительны. Объект, считающийся системой в одном исследовании, может рассматриваться как элемент, если изучается элемент большего масштаба. Например, если исследуется надежность работы электрической станции, то станция представляется как система, а генераторы, выключатели, шины распределительного устройства, турбины и т. д. — отдельными элементами. Если же исследуется надежность генератора. то отдельные его части: статор, возбудитель и другие, — представляются как элементы, а сам генератор — как система.
Как известно. основной функцией системы электроснабжения является обеспечение всех потребителей электрической энергией в необходимом количестве и надлежащего качества. Поэтому применительно к системе электроснабжения наиболее обоснованным является такое определение понятия надежности электроснабжения: это способность электрической системы снабжать присоединенных к ней потребителей электрической энергией заданного качества в любой интервал времени. При этом понятие надежности включает в себя как бесперебойность снабжения потребителей электроэнергией, так и качество ее — стабильность частоты и напряжения.
|
|
|
Надежность является сложным свойством, которое в зависимости от назначения объекта и условий его применения состоит из сочетания свойств — безотказности, долговечности, ремонтопригодности и сохраняемость.
Безотказность — свойство объекта непрерывно сохранять работоспособность в течение некоторого времени или некоторой наработки.
Долговечность свойство объекта сохранять работоспособность до наступления предельного состояния при установленной системе технических обслуживаний и ремонтов.
Ремонтопригодность — свойство объекта, заключающееся в приспособленности к предупреждению и обнаружению причин возникновения его отказов, повреждений и устранению их последствий путем проведения технических обслуживаний и ремонтов.
Сохраняемость — свойство объекта сохранять в заданных пределах значения параметров, характеризующих способность объекта выполнять требуемые функции, в течение и после хранения и (или) транспортирования.
Для объектов, являющихся потенциальным источником опасности, к которым следует относить и электроэнергетические объекты, важным понятием является такое понятие, как «безопасность». Кроме этого, для таких объектов вводятся понятия устойчивость и «живучесть», которые, так же как и безопасность, хотя и не входят в общее понятие надежности, но требуют их учета при проектировании и эксплуатации.
С позиций теории надежности объект может находиться в исправном состоянии, неисправном, работоспособном и неработоспособном.
Исправное состояние — это состояние объекта, при котором он соответствует всем требованиям нормативно-технической документации (НТД). Если же хотя бы по одному из требований изделие не соответствует НТД, то считается, что оно находится в неисправном состоянии.
|
|
|
Работоспособное состояние — состояние объекта, при котором он способен выполнять (или выполняет) заданные функции, сохраняя значения заданных параметров в пределах, установленных технической документацией. Состояние объекта, при котором значение хотя бы одного заданного параметра, характеризующего способность выполнять заданные функции, не соответствует требованиям, установленным НТД, называется неработоспособным.
Понятие «исправное состояние» шире, чем понятие «работоспособное состояние». Работоспособный объект в отличие от неисправного удовлетворяет лишь тем требованиям НТД, которые обеспечивают его нормальное функционирование. При этом он может не удовлетворять, например, требованиям, относящимся к внешнему виду изделия. Работоспособный объект может быть неисправным, однако его повреждения при этом не настолько существенны, чтобы могли препятствовать функционированию объекта.
Объект переходит в неработоспособное состояние после события, которое называется отказом. Понятие отказа занимает одно из центральных мест в теории надежности, поскольку теория надежности — это наука, изучающая закономерности появления отказов технических устройств.
Отказы относятся к мало изученным явлениям. Указанная ситуация объясняется прежде всего тем, что время возникновения отказа зависит от большого числа случайных факторов, его трудно рассчитать и еще труднее измерить. Наблюдая за внешними проявлениями отказов в электроэнергетических системах, можно видеть, что они приводят к различным последствиям — полному прекращению подачи электроэнергии, ухудшению ее параметров, временному прекращению работы системы электроснабжения с последующим ее восстановлением «сбои» и т. п.
Время восстановления отказов и время работы объекта между отказа и представляют собой случайные явления, что объясняется изменением условий эксплуатации, режимами работы технологических систем, принятой системой обслуживания и ремонта электроустановок другими факторами.
При изучении закономерностей отказов наибольший интерес привлекает изучение места и времени возникновения отказа и в промежутке времени восстановления работоспособного состояния объекта.
случайный характер процессов. характеризующих надежность, позволяет заключить. что математическим аппаратом теории надежности могут быть теория вероятностей и математическая статистика. При этом следует иметь в виду, что теория надежности является самостоятельной наукой, а не отдельным разделом теории вероятностей. Она является технической, а не математической дисциплиной, и круг решаемых ею задач не ограничивается теорией вероятностей.
|
|
|
Отказы можно разделить: по характеру процесса появления — на внезапные и постепенные; по связи с другими отказами на зависимые и независимые; по физической картине процесса — на катастрофические и параметрические; по степени влияния на работоспособность — на полные и частичные.
Внезапный отказ характеризуется скачкообразным изменением параметров под воздействием многих случайных факторов, связанных с дефектами элементов, с нарушениями режимов и условий работы, с ошибками обслуживающего персонала и т. п. При постепенном изменении параметров в результате старения узлов и материалов происходит постепенный отказ.
Отказ какого-либо узла относится к независимым отказам, если он не является следствием отказа других узлов.
Отказы типа пробоя изоляции, короткого замыкания относятся к катастрофическим отказам, которые приводят к полному нарушению работоспособности. Параметрические отказы являются частичными отказами и выражаются в ухудшении качества функционирования изделия.
Кроме того, отказы подразделяются на конструкционные, производственные и эксплуатационные отказы.
В зависимости от условий применения электротехнические изделия могут быть восстанавливаемыми и невосстанавливаемыми.
Восстанавливаемый объект — это объект, для которого в рассматриваемой ситуации проведение восстановления работоспособного состояния предусмотрено в нормативно-технической и (или) конструкторской документации. Невосстанавливаемый объект не подлежит восстановлению в рассматриваемой ситуации. Следует отметить, что в зависимости от условий рассмотрения один и тот же объект может быть отнесен к тому или иному виду.
Большая часть элементов систем электроснабжения, в особенности элементов силового типа (генераторы, трансформаторы, линии электропередачи, коммутационная аппаратура, компенсирующие устройства и т. д.), относятся к восстанавливаемым после отказа элементам.
1.2. Задачи оценки надежности электроснабжения потребителей
Расчет надежности систем электроснабжения сводится к определению одного или нескольких количественных показателей на основе исходных характеристик надежности оборудования. Однако, несмотря на кажущуюся простоту такой постановки задачи, проблемы расчета надежности систем электроснабжения связаны с решением достаточно сложных теоретических и практических задач. для расчета надежности необходимо:
• составить математическое описание явлений, связанных с ненадежной работой оборудования;
• принять некоторые характеристики в качестве меры надежности;
• составить математическую модель для расчета;
• провести необходимые расчеты;
• показать адекватность этой модели рассматриваемым процессам.
Известно, что системы электроснабжения относятся к человеко-машинным системам, предназначенным для производства, передачи и распределения электроэнергии, и имеют специфические особенности:
• непрерывное и неразрывное единство производства, распределения и потребления электроэнергии;
• многоцелевое использование электроэнергии и невозможность ее складирования;
• наличие большого количества источников и потребителей электроэнергии;
• непрерывное развитие систем электроснабжения.
Эти особенности электроэнергетических систем делает невозможным постановку в широком масштабе экспериментальных исследований и предопределяют использование теоретических методов с применением исходной информации по материалам эксплуатации.
При проведении таких исследований необходимо учитывать специфику сельских электрических сетей — большую протяженность разветвленность и малую плотность нагрузок, что усложняет задач повышения надежности. Большое число глухих ответвлений несекционированных сетей приводит к отключению всей линии при повреждении в любой точке. Указанное обстоятельство диктует необходимость рационального размещения средств секционирования с целью локализации поврежденного участка сети.
Следует отметить также недостаточное использование в проектных и эксплуатационных организациях расчетных данных о надежности и отсутствие полной и достоверной информации о повреждаемости элементов на местах. данные о надежности сетей напряжением 1000В вообще практически отсутствуют.
В настоящее время имеются технические средства для обеспечения необходимого уровня надежности электроснабжения сельскохозяйственных потребителей. Однако широкое их использование сдерживается из-за больших затрат. Сетевое резервирование в условиях сельских сетей чаще всего экономически нецелесообразно и не применяется. Кольцевые перемычки между линиями соседних районных подстанций лишь отчасти решают задачу сетевого резервирования, их строительство во многих случаях также не всегда оправдано.
Проблему повышения надежности следует рассматривать как техни-нико-экономическую, сопоставляя затраты на проведение дополнительных мер с уменьшением ущерба от перерывов электроснабжения.
Исследование проблемы надежности систем электроснабжения связано с выбором методов расчета. При этом необходимо учитывать то обстоятельство, что структура является одним их основных факторов, обусловливающих надежность современных систем.
Исследование структуры системы электроснабжения предполагают выявление в ней как в едином целом отдельных элементов, самостоятельных в смысле надежности. Такой подход к надежности предполагает применение элементных методов расчета и анализа надежности, которые получили широкое распространение не только в энергетике, но и в других областях техники. Применение элементных методов расчета связано также с тем, что они отражают реальные особенности функционирования систем и позволяют решать широкий круг задач по исследованию надежности.
Особенностью функционирования систем электроснабжения является то обстоятельство, что отказ элемента системы может не локализоваться в нем самом, а может привести к отключению неотказавших элементов и коммутационных устройств. Поэтому структурная схема надежности отличается от электрической схемы, и возникает самостоятельная задача по составлению расчетных схем сложных систем.
Второй составляющей надежности системы электроснабжения является функциональная надежность, обусловленная особенностями режимных реализаций в электрической схеме, ограничениями режимов и пропускных способностей элементов при изменении структуры в различных состояниях.
Деление на структурную и функциональную составляющие носит условный характер ввиду их взаимосвязи и взаимной обусловленности.
Преимущественное распространение в практике работы проектных и эксплуатационных организаций получили элементные методы расчета надежности.
Основным способом повышения надежности систем электроснабжения является введение избыточности. Этот фактор следует учитывать при расчетах надежности.
На практике избыточность электрических сетей выступает в следующих формах.
1. Резервирование, т. е повышение надежности путем введения структурной (дублирование элементов), функциональной (дублирование функциональных связей);
2. Совершенствование схемно-конструктивных решений и качества применяемых электротехнических изделий.
3. Совершенствование системы планово-предупредительных ремонтов и технических обслуживаний электрооборудования.
4. Разработка и внедрение автоматизированных систем контроля и управления процессами в электроэнергетических системах.
В системах электроснабжения используется широкий спектр технических решений, обеспечивающих введение избыточности: автоматическое повторное включение (АПВ), автоматическое включение резерва (АВР). дублирование генераторных мощностей, увеличение пропускной способности межсистемных связей, использование резервных дизельных электростанций (ДЭС) и т. д. При этом учитывается ряд особенностей построения и функционирования систем электроснабжения.
Поскольку системы электроснабжения состоят из высоконадежных элементов, отказы более двух из них при наличии избыточности являются событиями мало вероятными. Если схема выбирается с резервированием, то, как правило, дублирующий элемент (линия электропередачи, трансформатор) полностью выполняет функции другого элемента при отказе. Если это условие не выполняется, например при значительном росте нагрузки, то предусматривается отключен части потребителей. Поэтому в большинстве случаев полный отказ системах электроснабжения при наличии резервирования возможен случае выхода из строя не менее двух независимых элементов.
В электрических сетях напряжением менее 35 кВ резервирующий элементы выбирают таким образом, чтобы при отказе одного из элементов в другом обычно не возникало недопустимых изменений параметров и он полностью обеспечивал выполнение функций обоих элементов.
Для большей части практических задач, например при проектировании, нет необходимости рассматривать показатели надежности на коротких интервалах времени, поэтому можно не учитывать начальные состояния элементов.
При расчетах структурной надежности целесообразно использовать простые вероятностные модели, приняв при этом условие, что отказы элементов независимы и поток отказов является простейшим а время безотказной работы во много раз больше времени восстановления.
При оценке структурной надежности целесообразно ввести понятие «расчетный элемент», который может отличаться от понятия «элемент системы». Под расчетным элементом будем понимать объект или группу объектов системы электроснабжения, отказ которых снижает уровень надежности. В первую очередь к такой категории относятся такие электротехнические изделия, как генераторы, трансформаторы, выключатели, отделители, короткозамыкатели, сборные шины распределительных устройств. Несколько условно к элементам относятся линии электропередачи. Для упрощения расчетов элементы могут объединяться.
В проектных расчетах обычно анализируется система относительно большого размера, а общая система проектируется по частям. В эксплуатации чаще возникает задача оценки надежности схем большого размера, содержащих сотни, а иногда и тысячи элементов.
К настоящему времени методы расчета надежности достаточно хорошо разработаны для использования в проектной и эксплуатационной практике.
Факторы, нарушающие надежность электроснабжение потребителей
Чтобы решить проблему повышения надежности СЭС, необходимо каждый случай преждевременного отключения рассматривать как недопустимое событие и устанавливать истинную причину нарушения работоспособности. При проведении анализа отказов следует учитывать все факторы, приводящие к тому или иному виду отказа электрооборудования.
Все причины отказов могут быть сведены в три основные группы:
• ошибки при проектировании и изготовлении;
• ошибки эксплуатации;
• внешние причины, не зависящие от данного электротехнического изделия.
Типовыми дефектами проектирования являются:
• недостаточная защита узлов и механизмов от внешних воздействий;
• неправильный выбор режимов работы электрооборудования;
• ошибки в учете распределения токов и напряжений в узлах нагрузки;
• неправильный расчет несущей способности конструкций;
• неправильный выбор материалов;
• ошибки в моделировании и учете эксплуатационных нагрузок;
• дефекты из-за неправильного состава материалов, дефекты сварке, обработке поверхностей, сборке.
Основными недостатками эксплуатации являются:
• нарушение условий применения электрооборудования;
• отсутствия четкой стратегии проведения мероприятий по поддержанию работоспособного состояния электрооборудования;
• несвоевременное и некачественное проведение эксплуатационно - технических мероприятий по обслуживанию электрооборудования;
• неправильные действия или бездействие электротехнического
персонала в аварийных ситуациях;
• низкая квалификация обслуживающего персонала;
• недостаточное обеспечение ЗИП;
• несоблюдение правил технической эксплуатации электрооборудования.
При рассмотрении причин выхода из строя электрооборудования особое место занимают те воздействия, которые не зависят от самого электрооборудования и работы эксплуатационных подразделений, т.е. внешнее воздействия. Рассмотрим их более подробно.
Внешние воздействия связаны с влиянием на электрооборудование, влажности, механических нагрузок.
Существенное влияние на температуру внутри электротехнических аппаратов оказывает температура окружающей среды. Сезонные температуры достигают 60 - 80°С, а суточные 20 - 40°С.
При воздействии солнечных лучей возможно повышение температуры до 40 °С, что приводит к повышению температуры отдельных электротехнических изделий и к повышению коэффициента нагрузки.
Немаловажным фактором являются скорость и цикличность изменения температуры в аппаратах. Неблагоприятное воздействие на надежность оказывают как отрицательные, так и положительные изменения температуры. Особенно заметно возрастание интенсивности отказов при положительных температурах. Так, например, при увеличении температуры с 20 до 85°С увеличивается интенсивность отказов полупроводниковых элементов в 2—3 раза.
Повышение температуры способствует распаду органических материалов‚ ухудшению изоляционных свойств различного рода заливок, обмоток, ухудшению механических свойств полимеров, что приводит к деформации деталей и выходу их из строя. Периодические смены низких и высоких температур особенно быстро приводят к разрушению обмоток трансформаторов, двигателей и другого электрооборудования.
При отрицательных температурах пластмассы теряют прочность, резиновые изделия становятся хрупкими, металлические изделия делаются ломкими. В образовавшиеся трещины изоляции попадает влага, снижая электрическую прочность изоляции.
Повышенная влажность является одним из факторов, оказывающим наибольшее отрицательное влияние на электротехнические изделия. Обычно используется понятие относительной влажности представляющей собой измеряемое в процентах отношение фактически содержащихся в воздухе водяных паров к максимально возможному их содержанию при данной температуре. Нормальной считается относительная влажность 60 - 65 %. При влажности 80 % воздух считается сырым.
Воздействие влаги и атмосферных осадков на электрооборудование возможно путем поглощения водяных паров из воздуха, конденсации водяных паров на поверхностях аппаратов, смачивания брызгами дождя или снега, налипания снега и льда на провода.
Повышенная влажность приводит к ухудшению электрических характеристик диэлектриков, падает удельное объемное и поверхностное сопротивление, уменьшается электрическая прочность. Под влиянием влаги окисляются контакты, уменьшается сопротивление между выводами. Под влиянием влаги ускоряется разрушение лакокрасочных покровов, нарушаются герметизация и целостность заливок. Повышенная влажность приводит к коррозии металлических деталей, ухудшаются изоляционные свойства материалов.
Для учета влияния температуры и влажности на надежность оборудования вводится поправочный коэффициент, который в зависимости от их величины может находиться в диапазоне от 1 до 2,5.
Воздействие атмосферных осадков на провода воздушных линий электропередачи приводит к налипанию снега и льда на них, резко возрастают механические нагрузки на провода, сокращается стрела провеса, не исключается обрыв проводов. Для защиты линий электропередачи от этого неблагоприятного явления проводится плавка гололеда.
Для защиты электротехнических изделий от влаги применяются различные способы. Наиболее эффективным является разработка герметичной аппаратуры с резиновыми уплотнителями. В ряде случаев используют влагозащитные изоляционные материалы (покрытие деталей лаком, заливка эпоксидной смолой и т. п.). Широко применяется пропитка, особенно при изготовлении моточных изделий.
В ряде случаев используют опрессовку - покрытие слоем изоляционного, образующегося из пластмасс в специальных формах.
Выбор того или другого метода обеспечения влагозащиты определяют из конкретных условий эксплуатации электрооборудования.
При этом необходимо помнить, что любой метод не устраняет в ре влияния влажности на надежность электротехнических изделий.
На надежность электрооборудования существенное влияние оказывает загрязнение механическими и химическими примесями в воздухе пыль представляет собой мельчайшие частицы горных пород, дыма промышленных предприятий, остатки растительных и животных организмов. В воздухе в зависимости от его загрязнения может находиться до 60 мг/м3 пыли.
Находящиеся в воздухе пыль легко проникает в негерметизированные изделия, во вращающиеся электрические машины и механизм. При этом снижается поверхностное сопротивление, забиваются вентиляционные каналы и ухудшаются условия охлаждения электрических машин, ускоряется износ подвижных частей и контактов, в изменяются параметры элементов. Особенно опасна пыль для устройств, содержащих печатные платы и не защищенных специальным покрытием из-за возможности образования дополнительных токопроводящих цепочек.
Кроме пыли в атмосфере могут находиться сильнодействующие химические примеси, выбрасываемые промышленными предприятиями и автомобилями. Они увеличивают коррозию металлов, ускоряют процесс старения в пластмассах и органических диэлектриках.
На морском побережье на надежность электротехнических изделий сильное влияние оказывают соли и соляные туманы. Для уменьшения этого фактора необходимо применять герметизацию элементов электротехнических изделий в целом, специальные влагостойкие и солестойкие покрытия.
Механические нагрузки. Механические перегрузки в проводах и других элементах линий электропередачи возникают в результате смещения опор. Устраняются путем проведения специальных эксплуатационных мероприятий по правке опор.
Для электрических машин, используемых в системах электроснабжения появление вибраций при нарушении соосности электрических машины и исполнительного механизма. Вибрации представляют собой сложные механические колебания. Характеристиками вибраций являются их продолжительность, диапазон частот и значение относительного ускорения.
Практика показывает, что наиболее опасны, являются вибрации с частотой 100 - 150 Гц и 175 - 500 Гц. Величина вибрации проверяется специальным прибором виброметром при вводе электрической машины в эксплуатацию, а также в процессе эксплуатации при осмотрах, текущих и капитальных ремонтах. Устраняются вибрации путем обеспечения соосности электрической машины и приводимого в действие механизма путем подкладки под лапы электрической машины специальных прокладок. При использовании стационарных резервных ДЭС и для отдельных электротехнических изделий с целью исключения повышенных вибраций применяю специальные амортизаторы.
Помимо объективных факторов, связанных с различными неблагоприятными для электротехнических изделий влияниями внешней среды, необходимо учитывать субъективные факторы, в той или иной мере зависящие от деятельности человека. К ним относятся все мероприятия, связанные с выбором схемных и конструктивных решений при проектировании, выбором элементов и материалов, обеспечением нормальных рабочих режимов, организацией технических обслуживаний и ремонтов электрооборудования.
Время эксплуатации и деятельность обслуживающего персонала. Время эксплуатации является одним из основных факторов, определяющих надежность электрооборудования на всех этапах.
Технологические и конструктивные недоделки чаще всего воз кают в первый период эксплуатации, так как в этот период выявляются многие явные и скрытые дефекты электроустановок и их элем тов. Этот период для различного оборудования может колебаться до 10 % длительности периода нормальной эксплуатации.
После достаточно длительной эксплуатации (второй период), когда интенсивность отказов остается примерно постоянной, наступает последний, третий период, характеризуемый значительным возрастанием интенсивности отказов из-за старения и износа элементов. Возрастание интенсивности отказов объясняется необратимыми изменениями параметров и характеристик элементов. Процессы старения идут непрерывно, но могут ускоряться под влиянием различных торов (тепло, влага, свет, давление и т. п.).
Причиной старения являются сложные физико-химические процессы, происходящие в элементах электрооборудования в течении всего времени эксплуатации.
К ним относятся: структурные изменения в диэлектриках и проводниках, химические превращения в связывающих и пропиточных материалах, нарушение электрической и механической прочности материалов и элементов конструкции, нарушение герметизации и т. д. Скорость старения также определяется режимами работы и интенсивностью воздействия различных факторов.
Значительное влияние на надежность электрооборудования в его эксплуатации оказывают факторы субъективного характера, связанные с деятельностью обслуживающего персонала. Основными из них являются: квалификация обслуживающего персонала, соблюдение им правил технической эксплуатации, объем и качество проводимых эксплуатационных мероприятий.
Одним из важных факторов является квалификация обслуживающего персонала. Она сказывается на качестве подготовки электрооборудования к работе, на оперативности и правильности принятия решения по выводу электрооборудования в ремонт в аварийных ситуациях, на интенсивности процесса восстановления его работоспособности. Строгое соблюдение правил технической эксплуатации способствует содержанию электроустановок в исправном состоянии, так как эти правила предусматривают действия обслуживающего персонала, которые обеспечивают качественную эксплуатацию электрооборудования.
Степень организованности системы технического обслуживания предлагает выбор правильной стратегии обслуживания электрооборудования и рационализацию ее в процессе эксплуатации.
Следует отметить, что повышению эффективности эксплуатации также сбор, систематизация и обработка статистических данных по надежности электрооборудования. Полученные статистические данные и их анализ помогают лучше организовать систему технического обслуживания, обеспечение ЗИП. Эти результаты также полезны и при разработке новых электротехнических изделий, так как помогают заранее учесть особенности эксплуатации и недостатки предыдущих разработок.
Режимы работы электрооборудования. Все электрооборудование, в электрических сетях, характеризуется допустимой нагрузкой по мощности, току, напряжению. Работа элементов при предельной нагрузке сокращает срок их службы и не гарантирует надежной работы.
Уменьшение нагрузки до оптимального значения увеличивает надежность работы элементов.
О значениях реальной нагрузки судят по статистическим данным эксплуатации и замерам режимов работы элементов. Для оценки режимов работы обычно используют коэффициент нагрузки по мощности (току) и по напряжению.
Коэффициент нагрузки по мощности:
 ,
| (1.1) |
где 
- фактическое значение мощности; 
- номинальное значение мощности.
Аналогично определяются коэффициенты по другим параметрам.
При проектировании обычно принимается коэффициент электрических нагрузок 0,4—0,6.
|
|
|
