Средства обеспечения надежности

Необходимая надежность объекта обеспечивается совокупностью различных средств, которые принципиально можно разделить: на резервирование, техническое обслуживание; ремонт и целенаправленное управление процессами, протекающими в системе.

Резервирование – повышение надежности введением избыточности, которое в свою очередь, подразделяется на следующие виды: структурное, функциональное, временное и информационное.

Структурное резервирование – использование избыточных элементов структуры объекта, то есть элементов, которые не являются необходимыми для выполнения возложенных на объект функций.

Например, установка дополнительного трансформатора на подстанции, сооружение вторых цепей, когда пропускная способность первых еще не исчерпана. Кратность резервирования в этих случаях определяется как:

, (1.1)

где n –число всех цепей; m – число цепей, необходимых для продолжения работы.

При анализе надежности электроснабжения выделяют три типа схем:

- нерезервированная схема;

- схемы с частичным резервированием;

- схемы с двойным, тройным и более резервированием.

В первом случае отказ каждого элемента приводит к перерыву в электроснабжении, наступающему с вероятностью отказа данного элемента. Отказ элемента во втором случае может привести к ограничению потребляемой мощности.

Для третьего случая полное погашение наступает лишь при наложении отказов в основной и резервных цепях.

Функциональное резервирование – использование способности элементов выполнять дополнительные функции, повышая надежность работы системы за счет перераспределения функций при отказе элементов, выполняющих до появления отказа более ограниченные функции. Например, межсистемная ЛЭП, предназначенная для реализации каких-то режимных состояний или передачи энергии, в то же время может быть использована и для резервирования отказов генерирующего оборудования.

Временное резервирование - использование избыточного времени. Суть его заключается в том, что в системе в процессе функционирования предоставляется возможность израсходовать дополнительное время для выполнения задания. Оно осуществляется либо за счет резерва времени, в течение которого система имеет возможность выполнять задание, либо за счет использования резерва мощности уменьшением времени выполнения задания. Например, при недовыпуске продукции из-за перерыва в электроснабжении этот недовыпуск может быть компенсирован за счет проведения сверхурочных работ.

Информационное резервирование – использование избыточной информации.

Для поддержания работоспособного состояния оборудования в процессе его эксплуатации планируют периодическое проведение технического обслуживания и ремонтов.

Техническое обслуживание – обеспечение надежности путем выполнения комплекса работ для поддержания работоспособности объекта. Комплекс технического обслуживания включает в себя систематическое диагностирование состояния объекта; поддержание режимов работы, наиболее благоприятных для обеспечения надежного функционирования; обеспечение благоприятных условий содержания оборудования.

Ремонт – обеспечение надежности путем выполнения комплекса работ для восстановления работоспособности объекта.

Техническое и ремонтное обслуживание представляет собой систему мероприятий по техническому уходу, поддержанию и восстановлению работоспособности ЭУ. Правильно организованное техническое обслуживание позволяет повысить надежность ЭУ и своевременно подготовиться к ремонтным работам, обеспечить безопасную работу техники, уменьшить общие эксплуатационные расходы за счет снижения числа аварийных отказов и убытков из-за их возникновения.

Сущность системы планово-предупредительных ремонтов (ППР) состоит в подготовке и выполнении в соответствии со структурой ремонтного цикла установленных видов технического обслуживания и плановых ремонтов.

Текущий ремонт – это минимальный по объему вид ремонта, при котором обеспечивается нормальная эксплуатация изделия до очередного планового ремонта. Во время текущего ремонта устраняются неисправности (заменой или восстановлением) и выполняются регулировки.

Капитальный ремонт заключается в диагностике и тестировании ЭУ, в замене или ремонте всех основных узлов, в том числе и базовых, регулировке и испытании. Плановый капитальный ремонт (К) обычно выполняется специализированными ремонтными подразделениями с периодичностью, установленной технической документацией.

При формировании графика ППР последовательной цепи элементов устанавливают сроки проведения капитальных ремонтов для наиболее сложного оборудования цепи и к этим срокам приурочивают остальное.

Продолжительность всех видов планового технического обслуживания (ТО) и ремонта устанавливается отраслевыми ремонтными нормативами в соответствии с ПТЭ ЭУ[13]. Объемы технического обслуживания и ремонта для конкретных условий эксплуатации ЭУ разрабатываются службой энергопредприятий на основании инструкций по ТО и других нормативных документов, в которых приводится состав необходимых работ и технология их выполнения, сроки, привлекаемые трудовые ресурсы.

Четкое проведение регламентных работ по техническому обслуживанию и ремонтам приводит к существенному сокращению отказов ЭУ.

Надежность систем электроснабжения обеспечивается внедрением прогрессивных схемно-конструкторских решений, резервированием ее элементом и проведением плановых ремонтов.

Применительно к системам электроснабжения промышленных предприятий главнейшими принципами, лежащими в основе построения надежных схем электроснабжения промышленных предприятий, являются следующие:

1) максимальное приближение источников высокого напряжения электроустановкам потребителей, благодаря чему уменьшается число сетевых звеньев и ступеней промежуточной трансформации и коммутации;

2) отказ от "холодного" резерва, то есть от специальных резервных, нормально не работающих линий и трансформаторов, установленных на подстанции. Это связано с тем, что при включении под нагрузку таких линий и трансформаторов вероятность их отказа в работе возрастает вследствие долгого бездействия;

3) глубокое секционирование всех звеньев системы электроснабжения (от шин ГПП до шин вторичного напряжения цеховых подстанций, а иногда и до шин цеховых распределительных силовых пунктов; на секционных аппаратах предусматриваются простейшие схемы АВР);

4) раздельный режим работы линий, трансформаторов, токопроводов, что не только существенно снижает ток КЗ, но и упрощает коммутацию и релейную защиту.

Опыт эксплуатации систем электроснабжения показал, что наиболее надежными и экономичными источниками питания (ИП) электроэнергией промышленных предприятий являются электрические станции и сети районных энергосистем.

Кроме указанных выше принципов, повышающих надежность системы электроснабжения, предусматривают следующие: из общего перечня нагрузок выделяются ответственные нагрузки, питание которых обеспечивают при проведении энергосистемой аварийных разгрузок. В период послеаварийного режима элементы сети могут быть перегружены в пределах, допускаемых ПУЭ.