Общие положения
Надежность - это свойство электрооборудования, системы электроснабжения сохранять во времени в установленных пределах все параметры, характеризующие способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, ремонтов, хранения и транспортирования.
Надежность электрооборудования, системы электроснабжения определяется следующими свойствами: безотказностью, долговечностью, ремонтопригодностью, сохраняемостью.
Безотказность - непрерывное сохранение работоспособного состояния в течение некоторого времени или некоторой наработки.
Долговечность - сохранение работоспособного состояния до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонта.
Ремонтопригодность - приспособленность к предупреждению и обнаружению причин возникновения отказов и повреждений, а также к поддержанию и восстановлению работоспособного состояния путем проведения технического обслуживания и ремонтов.
Сохраняемость - сохранение показателей безотказности, долговечности и ремонтопригодности в течение и после хранения и (или) транспортирования.
Нарушение работоспособного состояния электрооборудования или системы электроснабжения называют отказом (нарушение изоляции токоведущих частей, приводящие к КЗ и последующему автоматическому отключению этого элемента зашитой, обрыв проводников, опасный перегрев и др.). После отказа элементов системы электроснабжения могут потребоваться их наладка, ремонт, осмотр, замена защитных устройств и другие меры восстановления работоспособного состояния.
Важнейшими показателями надежности таких восстанавливаемых элементов являются:
1) средняя наработка между отказами Т 0;
2) среднее время восстановления работоспособного состояния Т в;
3) параметр потока отказов за заданный промежуток времени t
где n - общее число элементов; m - число отказавших элементов за время t; считают, что в системах электроснабжения, где оборудование характеризуется большим сроком службы (20 лет и более) 
(5.1)
4) коэффициент готовности
(5.2)
5) коэффициент вынужденного простоя
(5.3)
6) вероятность безотказной работы в течение заданного времени t
Относительно малые значения параметров потока отказов элементов системы электроснабжения приводят к тому, что применение уже двух взаимно резервирующих элементов или цепей настолько существенно повышает надежность системы, что кратность резервирования q > 2 встречается очень редко.
В табл. 5.1 приведены усредненные параметры потока отказов ω и время восстановления работоспособного состояния Т в некоторых элементов систем электроснабжения.
Пример 5.1. Крупный нерегулируемой асинхронный короткозамкнутый электродвигатель (АД) питается по отдельной кабельной линии длиной 30м от двухтрансформаторной цеховой полстанции 10/0,4кВ. Включение и отключение АД осуществляется с помощью автоматического выключателя, установленного в начале линии в РУ НН подстанции. Подстанция имеет два входа ВН (кабельные линии, соединенные непосредственно с вводами ВН трансформаторов), параметр потока отказов которых составляет 0,7 1/год, а среднее время восстановления работоспособного состояния - 10 ч. В цепях НН трансформаторов уста соединены 15 отходящих линий. Параметр потока отказов трансформатора принять равным 0,008 1/год, а среднее время восстановления работоспособного состояния - 60 ч. Определить основные показатели надежности электропитания АД, а также надежность получения механической энергии от двигателя (рис. 5.1).
Таблица 5.1. Усредненные значения ω и Т в элементов систем электроснабжения
| Элемент | ω, 1/год | Т в, ч |
| Разъединитель | 0,01 | 2 |
| Короткозамыкатель | 0,02 | 10 |
| Отделитель | 0,03 | 10 |
| Автоматический выключатель НН | 0,05 | 4 |
| Плавкий предохранитель ВН | 0,1 | 2 |
| Сборные шины напряжением до 10кВ (на одно присоединение) | 0,03 | 2 |
| Кабельная линия ВН до 10 кВ (на 1км), проложенная; в траншее в блоках | 0,03 0,005 | 44 18 |
| Кабельная линия НН, проложенная в траншее (на 1км) | 0,1 | 24 |
| Воздушная линия НН (на 1км) | 0,02 | 5 |
| Синхронный генератор | 1 | 100 |
| Асинхронный электродвигатель: НН ВН | 0,1 0,1 | 50 160 |
|
|
Рис.5.1. Электрическая схема (а) и схема для расчета надежности (б):
1 - взаиморезервирующие ветви: 2, 3 -последовательно включенные звенья
Решение. Схема для расчета надежности состоит из двух взаиморезервирующих ветвей 1 и двух одинарных последовательных звеньев 2 и 3.
1. Находим для ветви 1 (вход, трансформатор, автоматический выключатель, шины НН с 17 присоединениями) параметр потока отказов
2. Средние наработки между отказами элементов этой ветви по (5.1) соответственно равны: 1,42; 125; 20; 1,96 года, а их коэффициенты готовности по (5.2) составят 0,9992; 1,0000; 1,0000; 0,9999. Тогда k г1 всей ветви будет равен
3. Находим коэффициент вынужденного простоя но (5.3) 
4. Определяем среднее время восстановления работоспособного .состояния с пересчетом на часы:
5. Благодаря взаимному резервированию ветвей получаем для звена 1
6. Находим для звена 2 (автоматический выключатель и кабельная линия) параметр потока отказов.
где 0,03 - длина кабельной линии, км.
7. Определяем средние наработки между отказами двух элементов этого звена; они составляют 20 и 330 лет, а их коэффициенты готовности - соответственно равны k’г2 = 0,99998 и k”г2 = 0,99999.
8. Находим результирующий коэффициент kг звеньев 1 и 2, характеризующий надежность электроснабжения электродвигателя
где 
9. Определяем результирующий параметр потока отказов
10. Определяем результирующее среднее время восстановления питания
Надежность электропитания в данном случае определяется почти исключительно показателями линии. Надежность электропитания двигателя намного выше надежности самого двигателя, для которого имеем:
11. Показатели надежности работы на валу двигателя равны;
I
Такие показатели надежности работы электродвигателя (один отказ за каждые 6,7 года с вынужденным простоем 35 ч) считают высокими.
Дата: 2019-02-25, просмотров: 238.
