Confiabilidade na indústria de energia - conceitos básicos e definições

o que é confiabilidade

A confiabilidade no funcionamento dos equipamentos elétricos dos sistemas de abastecimento de energia é um dos fatores mais importantes que impactam significativamente os indicadores econômicos dos complexos energéticos do país.

Os custos de interrupção do fornecimento de energia em caso de paralisação emergencial constituem parte significativa dos custos totais de produção e instalação de uma rede de fornecimento de energia, e para a população tal acidente acarreta grandes abalos morais. A este respeito, as questões de melhoria dos métodos de operação de equipamentos elétricos em sistemas de fornecimento de energia em diferentes níveis são particularmente relevantes. Portanto, uma característica da moderna indústria de energia elétrica são os requisitos crescentes para a confiabilidade do fornecimento de energia e a qualidade da energia.

Prever a confiabilidade das instalações do sistema de energia, bem como desenvolver estratégias e planejar, atualizar e reparar equipamentos elétricos são tarefas prioritárias do estado.A abordagem moderna para resolver essas questões é baseada na aplicação de métodos da teoria da confiabilidade e na otimização da operação de objetos tecnológicos complexos.

A confiabilidade é incorporada ao projeto, garantida durante a fabricação e gasta durante a operação. Deve-se ter em mente que os indicadores de confiabilidade permitem avaliar o estado de um objeto médio. Isso leva ao fato de que, em um caso, são obtidos valores subestimados e, no outro, valores superestimados. O diagnóstico técnico permite avaliar a condição de um objeto específico. O conhecimento do estado real do objeto é fornecido por meio de seu controle — monitoramento.

Ao projetar, a instalação elétrica deve ser criada adaptada ao diagnóstico e recuperação, durante a produção – operacional e durante a operação – para garantir a manutenção de um estado operacional. Métodos e ferramentas de diagnóstico são uma ferramenta para manter uma determinada confiabilidade.

A compreensão dos fundamentos da teoria da fiabilidade e do diagnóstico técnico, a familiarização com os métodos e meios de diagnóstico dos elementos contribuem para a correta tomada de decisão no projeto e operação de equipamentos elétricos em sistemas de alimentação elétrica.

As instalações elétricas são consideradas como um objeto, que é entendido como um conjunto de máquinas, dispositivos, linhas de energia (linhas de energia), destinada à produção, transformação, transmissão, distribuição de energia elétrica e sua conversão em outro tipo de energia.

As usinas de energia incluem: geradores, transformadores de potência, autotransformadores, reatores, transformadores de tensão e corrente, linhas de energia, dispositivos de distribuição, subestações transformadoras inteiras (KTP), redes de distribuição, motores elétricos, capacitores, equipamentos de automação e proteção, vários receptores de energia.

Conceitos básicos e definições

A análise do conjunto de termos recomendados para a confiabilidade dos sistemas de potência mostra que se, para descrever a confiabilidade dos elementos dos sistemas de potência e suas redes elétricas, as formulações nos termos propostos descrevem de forma totalmente adequada as propriedades dos sistemas elétricos e elétricos equipamentos de rede como elementos, para descrever a confiabilidade de um sistema de energia como um sistema, esses termos são incompletos e às vezes até distorcem a essência tecnológica dos sistemas descritos.

Redações adotadas: Confiabilidade — a propriedade do objeto para executar as funções especificadas, mantendo ao longo do tempo os valores de seus indicadores de desempenho dentro dos limites estabelecidos, correspondentes aos modos e condições especificados de uso, manutenção, reparo, armazenamento e transporte.

Portanto, uma formulação mais completa da "confiabilidade do sistema de energia" soa assim: "De acordo com as disposições básicas da teoria da confiabilidade, a confiabilidade da operação do sistema de energia deve ser entendida como sua propriedade para manter a capacidade para executar as funções pretendidas em qualquer intervalo de tempo, independentemente do impacto das condições externas. «

Uma fonte de alimentação confiável requer que todos os elementos das instalações elétricas, incluindo geradores, transformadores, alimentadores, equipamentos de automação, proteção e distribuição, operem sem problemas. Cada um dos elementos da instalação elétrica contribui para a confiabilidade do fornecimento de energia.

Confiabilidade da fonte de alimentação — a propriedade das instalações elétricas para fornecer energia elétrica aos consumidores de acordo com sua categoria… De acordo com as condições de confiabilidade da fonte de alimentação, todos os usuários são divididos em três categorias.

Receptores elétricos de categoria I — receptores elétricos, cuja interrupção do fornecimento de energia pode causar perigo à vida humana, danos a equipamentos básicos caros, defeitos no produto de massa, interrupção do funcionamento de elementos particularmente importantes dos serviços públicos. Um grupo especial de receptores elétricos se distingue da composição desta categoria, cuja operação contínua é necessária para um desligamento suave da produção, a fim de evitar ameaças à vida humana, explosões, incêndios e danos a equipamentos caros.

Receptores elétricos de categoria II — receptores elétricos, cuja interrupção do fornecimento de energia leva a uma escassez em massa de produtos, paralisação dos mecanismos de trabalho e transporte industrial, interrupção das atividades normais de um número significativo de pessoas.

Receptores elétricos de categoria III — todos os outros receptores elétricos que não correspondam à definição das categorias I e II.

No campo dos sistemas de fornecimento de energia, a confiabilidade é entendida como um fornecimento contínuo de eletricidade dentro dos limites permitidos de indicadores de sua qualidade e a exclusão de situações perigosas para as pessoas e o meio ambiente. Nesse caso, o objeto deve funcionar.

Operabilidade — o estado dos elementos do equipamento elétrico em que podem desempenhar as funções especificadas, mantendo os valores dos principais parâmetros dentro dos limites estabelecidos pela documentação normativa e técnica. Nesse caso, os elementos podem não atender, por exemplo, a requisitos relacionados à aparência.

Um evento envolvendo uma falha de equipamento é chamado rejeição… As causas de danos podem ser defeitos feitos durante o projeto e reparo, violações de regras e regras operacionais, processos de desgaste natural — diferentes tipos de danos são diferenciados com base em diferentes características de classificação (Tabela 1).

Tabela 1. Classificação dos danos

Pela natureza da mudança nos principais parâmetros do equipamento elétrico antes da ocorrência da falha, distinguem-se falhas repentinas e graduais.

De repente — danos que ocorreram como resultado de uma mudança repentina e brusca em um ou mais parâmetros básicos, por exemplo: falha de fase de cabos e linhas aéreas, destruição de conexões de contato em dispositivos.

Gradualmente é chamado de dano que ocorre como resultado de uma mudança gradual e de longo prazo nos parâmetros, geralmente devido ao envelhecimento ou desgaste, por exemplo: deterioração da resistência de isolamento de cabos, enrolamentos de motores, aumento da resistência de contato de conexões de contato. Nesse caso, as alterações do parâmetro em comparação com o valor inicial podem, em muitos casos, ser registradas usando instrumentos de medição.

Não há diferença fundamental entre falhas repentinas e graduais, pois as falhas repentinas na maioria dos casos são o resultado de uma mudança gradual, mas oculta da observação, nos parâmetros (por exemplo, desgaste de conjuntos mecânicos de contatos de comutação), quando sua destruição é percebida como um evento repentino.

Recusa completa caracteriza um objeto não funcional que não executa nenhuma das funções especificadas (não há iluminação na sala - todas as lâmpadas estão queimadas). Em caso de dano parcial, o objeto executa algumas de suas funções (várias lâmpadas queimaram na sala).

Danos irreversíveis mostra perda de desempenho (queimado fusível).

Reversível — Falha repetida apenas corrigível do objeto a (lâmpadas fluorescentes acesas e depois apagadas).

perturbador — dano repetidamente autoeliminado a um objeto.

Se a falha de um objeto não for devida à falha de outro objeto, então é considerado independente, de outra forma - viciado… Se durante a inspeção for encontrado um elemento danificado (o isolamento do fio é destruído), então a falha é considerada explicitamente (obviamente)… Se durante a inspeção não for possível determinar a causa da falha no equipamento elétrico danificado, é considerada uma falha oculto (escondido).

A falha como resultado da violação dos padrões de projeto estabelecidos é chamada de estrutural como resultado da violação das regras operacionais - operativo… Mau funcionamento que ocorreu como resultado de uma imperfeição ou violação do processo estabelecido de produção ou reparo de um objeto realizado em uma instalação de reparo - tecnológico (produção).

Motivo da recusa — defeito… Diferencie: a falha de um elemento de um objeto complexo (um fusível queimado na rede de alimentação do apartamento), o aparecimento de novas conexões entre os elementos (ocorreu um curto-circuito), uma violação da comunicação entre os elementos (fio quebra).

A confiabilidade se manifesta apenas durante a operação. Dependendo das especificidades das instalações elétricas e das condições de seu funcionamento, a confiabilidade (no sentido mais amplo deste termo) pode incluir um conjunto de propriedades como confiabilidade, durabilidade, manutenção, armazenamento separadamente ou em uma determinada combinação, tanto para instalações elétricas e por seus elementos individuais.

Em sentido estrito, confiabilidade equivale a confiabilidade (no "sentido estrito").

Confiabilidade — a propriedade de objetos técnicos para manter a operacionalidade contínua por algum tempo. É o componente mais importante da confiabilidade dos elementos da instalação elétrica, dependendo da confiabilidade dos elementos, seu esquema de conexão, características estruturais e funcionais e condições de operação.

Resistência — a propriedade dos objetos técnicos de permanecer em operação até a ocorrência do estado limite com o sistema de manutenção e reparo estabelecido.Para os elementos de uma instalação elétrica, o estado limite é determinado pela impossibilidade de seu uso posterior, devido à diminuição da eficiência, requisitos de segurança ou início da obsolescência.

Apoiar — uma propriedade que permite detectar e prevenir as causas dos danos, bem como eliminar as suas consequências através da manutenção e reparação. A manutenção caracteriza a maioria dos elementos das usinas e não faz sentido apenas para aqueles elementos que não são reparados durante a operação (por exemplo, isoladores de linhas aéreas).

Persistência — a propriedade de objetos técnicos para manter continuamente uma condição útil (nova) OU útil durante o armazenamento e transporte A preservação dos elementos da instalação elétrica é caracterizada por sua capacidade de suportar os efeitos negativos das condições de armazenamento e transporte.

A escolha de indicadores quantitativos de confiabilidade depende do tipo de equipamento de energia. Irrecuperáveis ​​são os elementos da usina cujo desempenho em caso de falha não pode ser restaurado durante a operação (transformadores de corrente, inserções de cabos). Sua confiabilidade é caracterizada pela confiabilidade, durabilidade e preservação.

Recuperável — objetos cuja operacionalidade em caso de dano está sujeita a restauração durante a operação. Exemplos incluem máquinas elétricas e transformadores de potência. A confiabilidade dos produtos remanufaturados se deve à sua confiabilidade, durabilidade, manutenção e armazenamento.