Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Совершенствование методов расчета эксплуатационной надежности электрооборудования электростанций и подстанций Андреев Дмитрий Александрович

Совершенствование методов расчета эксплуатационной надежности электрооборудования электростанций и подстанций
<
Совершенствование методов расчета эксплуатационной надежности электрооборудования электростанций и подстанций Совершенствование методов расчета эксплуатационной надежности электрооборудования электростанций и подстанций Совершенствование методов расчета эксплуатационной надежности электрооборудования электростанций и подстанций Совершенствование методов расчета эксплуатационной надежности электрооборудования электростанций и подстанций Совершенствование методов расчета эксплуатационной надежности электрооборудования электростанций и подстанций Совершенствование методов расчета эксплуатационной надежности электрооборудования электростанций и подстанций Совершенствование методов расчета эксплуатационной надежности электрооборудования электростанций и подстанций Совершенствование методов расчета эксплуатационной надежности электрооборудования электростанций и подстанций Совершенствование методов расчета эксплуатационной надежности электрооборудования электростанций и подстанций Совершенствование методов расчета эксплуатационной надежности электрооборудования электростанций и подстанций Совершенствование методов расчета эксплуатационной надежности электрооборудования электростанций и подстанций Совершенствование методов расчета эксплуатационной надежности электрооборудования электростанций и подстанций
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - 240 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Андреев Дмитрий Александрович. Совершенствование методов расчета эксплуатационной надежности электрооборудования электростанций и подстанций : Дис. ... канд. техн. наук : 05.14.02 Иваново, 2006 240 с. РГБ ОД, 61:06-5/2610

Содержание к диссертации

Введение

ГЛАВА 1. Анализ надежности электрооборудования 10

1.1. Анализ эксплуатационной надежности электрооборудования 10

1.2. Анализ методов расчета показателей надежности электрооборудования..25

1.3. Оценка точности и достоверности показателей надежности электрооборудования 32

1.4. Влияние условий эксплуатации на технический ресурс электрооборудования .40

1.5. Выводы по первой главе 50

ГЛАВА 2. Оценка технического ресурса электрооборудования с учетом условий эксплуатации .52

2.1. Основные положения оценки технического ресурса электрооборудования 53

2.2. Модель оценки технического ресурса электрооборудования с учетом воздействия эксплуатационных факторов 62

2.3. Определение параметров модели оценки технического ресурса электрооборудования и значений эквивалентных эксплуатационных факторов 73

2.4. Исследование чувствительности математической модели оценки технического ресурса электрооборудования к изменению точности исходных данных 78

2.5. Анализ погрешностей модели оценки технического ресурса электрооборудования 90

2.6. Выводы по второй главе 95

ГЛАВА 3. Оценка показателей безотказности электрооборудования с учетом условий эксплуатации .97

3.1. Связь показателей долговечности и безотказности электрооборудования 98

3.2. Математическая модель оценки показателей безотказности электрооборудования 104

3.3. Математическая модель оценки показателей безотказности электрооборудования на заданном интервале наработки 115

3.4. Исследование чувствительности математической модели оценки показателей безотказности электрооборудования к изменению точности исходных данных 131

3.5. Определение обобщенных показателей надежности. Гамма-процентный ресурс 133

3.6. Выводы по третьей главе 136

ГЛАВА 4. Модели расчета показателей надежности электрооборудования и обоснование достоверности полученных результатов 138

4.1. Модели расчета технического ресурса и показателей безотказности высоковольтных выключателей 139

4.2. Модели расчета технического ресурса и показателей безотказности силовых трансформаторов 155

4.3. Модели расчета технического ресурса и показателей безотказности асинхронных электродвигателей 185

4.4. Выводы по четвертой главе 205

Заключение 208

Библиографический список

Введение к работе

С развитием рыночных отношений в электроэнергетической отрасли возрастает экономическая ответственность энергетических компаний за нарушение нормального режима работы энергосистемы и снижение качества электроэнергии, поставляемой потребителю. Поэтому энергетические компании заинтересованы в обеспечении надежности работы электрооборудования. В основе такой заинтересованности лежит давление рынка, рост конкуренции, мотивация в экономии издержек и снижение уровня резервов, что влияет на надежность функционирования оборудования. Существуют три основных фактора, влияющих на надежность электрооборудования и электроэнергетики в целом. Это - рост нагрузки, износ основных фондов и либерализация электроэнергетики. Износ основных фондов в настоящее время является важнейшей проблемой энергетики, от решения которой зависит надежность ее функционирования.

Анализ старения электротехнического оборудования показывает, что степень износа основных фондов в Федеральной сетевой компании в среднем составляет 48,5 %, при этом оборудования подстанций - 70 %, зданий и сооружений - 37,8 %, воздушных линий электропередач - 40 %. В этих условиях задача поддержания на требуемом уровне показателей безотказности и долговечности электрооборудования становится более острой.

Определяющее влияние на степень износа электрооборудования оказывают эксплуатационные факторы, которые действуют в различных условиях и режимах работы. Они приводят к развитию и накоплению дефектов, к более раннему наступлению предельного состояния и отказу оборудования. При утяжеленных условиях эксплуатации скорость износа электрооборудования еще выше, чем при облегченных или нормативных условиях.

Для обеспечения безопасной и эффективной работы, при управлении режимами эксплуатации и ремонта необходимо знать фактический уровень

надежности электрооборудования с учетом воздействия реальных эксплуатационных факторов [1]. Поэтому актуальной задачей является разработка методов и математических моделей количественной оценки показателей эксплуатационной надежности, позволяющих учесть основные факторы, которые влияют на износ электрооборудования.

Актуальность работы подтверждается ее соответствием приоритетным направлениям развития науки и техники, утвержденным Председателем Правительства РФ 20.03.2002 г. и решением совета директоров ОАО РАО "ЕЭС России" № 128 от 27.09.2002 г., а также основными положениями Концепции технической политики ОАО РАО "ЕЭС России".

Цель работы и задачи исследования. Развитие теории и совершенствование методов расчета показателей эксплуатационной надежности электрооборудования с учетом условий и режимов работы.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующий комплекс задач.

Проанализировать современное состояние надежности электрооборудования сетевых и генерирующих компаний.

Исследовать влияние на надежность электрооборудования режимов и условий эксплуатации.

Усовершенствовать существующие методы расчета показателей надежности электрооборудования и разработать общие математические модели определения показателей долговечности и безотказности электрооборудования различных типов и классов напряжения с учетом условий эксплуатации и воздействующих при этом факторов.

Разработать на основе общих моделей оценки показателей надежности частные модели для определения фактического сработанного и остаточного ресурса и вероятности безотказной работы силовых трансформаторов, высоковольтных выключателей и электродвигателей.

Разработать модель управления режимами работы электрооборудования с учетом эксплуатационных показателей надежности.

Исследовать взаимосвязь показателей долговечности и безотказности электрооборудования в реальных условиях эксплуатации.

Определить чувствительность разработанных моделей оценки показателей надежности электрооборудования к точности исходных данных.

Провести серию расчетов показателей надежности по реальным исходным данным и обосновать достоверность разработанных методов и математических моделей на примере электрооборудования действующих энергообъектов.

Объект и предмет исследования. Объектом исследования является электротехническое оборудование электрических станций и подстанций (силовые трансформаторы, высоковольтные выключатели, электродвигатели). Предметом исследования являются методы и модели расчета показателей долговечности и безотказности электрооборудования.

Методика исследований. Для решения поставленных в работе задач использовались методы системного анализа, математического моделирования, теории вероятности и математической статистики, теории случайных процессов и экспериментально-статистического анализа надежности.

Достоверность полученных результатов. Достоверность предложенных моделей и обоснованность результатов исследования обеспечивается корректным применением теоретических методов, подтверждением полученных результатов данными других авторов, сходимостью результатов проведенных исследований и вычислительных экспериментов, а также подтверждается данными, полученными в реальных условиях эксплуатации электрооборудования и положительным опытом внедрения разработанных программ расчета показателей надежности на энергообъектах.

Научная новизна и значимость полученных результатов состоит в развитии теории и совершенствовании методов количественного расчета показателей надежности электрооборудования с учетом условий эксплуатации и заключается в следующем.

1. Уточнены модели оценки показателей долговечности и безотказности электрооборудования с учетом условий эксплуатации, позволяющие

определять его фактический сработанный и остаточный ресурс, а также вероятность безотказной работы.

  1. Разработаны и теоретически обоснованы модели оценки технического ресурса и показателей безотказности силовых трансформаторов, высоковольтных выключателей и асинхронных электродвигателей.

  2. Исследована взаимосвязь показателей долговечности и безотказности электрооборудования с учетом условий эксплуатации.

  3. Разработаны принципы управления режимами работы электрооборудования на основе оценки показателей долговечности и безотказности.

  4. Выполнена оценка технического ресурса и вероятностей безотказной работы и отказа силовых трансформаторов, высоковольтных выключателей, асинхронных электродвигателей по реальным данным эксплуатации.

Практическая ценность работы. Практическое значение разработанных методов и моделей состоит в получении количественных значений показателей надежности электрооборудования с учетом воздействия реальных факторов, условий и режимов эксплуатации. Разработанные методы и полученные результаты позволяют наметить мероприятия, обеспечивающие повышение надежности, а также по-новому решать задачи эксплуатации и ремонта электрооборудования с учетом его технического состояния, что уменьшает число отказов электрооборудования и повышает надежность работы энергообъектов и электроснабжения потребителей.

Разработанные математические модели и алгоритмы расчета используются рядом генерирующих, сетевых и ремонтных компаний для оценки технического ресурса и вероятностей безотказной работы и отказа электрооборудования.

Реализация результатов работы. Полученные в диссертации результаты исследований апробированы, внедрены и используются в практике работы на электростанциях Каскада Пазских ГЭС, объектов ОАО "ФСК ЕЭС" (Владимирском и Нижегородском ПМЭС), Александровском ПЭС, Печорской и Кармановской ГРЭС, Саровской ТЭЦ, ОАО "Ивановосетьремонт", ЗАО "Промэнергоремонт" и др.

Результаты исследований также используются в учебном процессе и научной работе Ивановского государственного энергетического университета (ИГЭУ) и Петербургского энергетического института повышения квалификации (ПЭИПК). Положения и разработки диссертации вошли в специальные курсы, предназначенные для слушателей курсов факультетов повышения квалификации и студентов электроэнергетических специальностей.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту.

  1. Уточненные модели оценки показателей надежности электрооборудования различных типов и классов напряжения, учитывающие воздействие эксплуатационных факторов, режимов и условий работы.

  2. Математические модели оценки показателей долговечности и безотказности силовых трансформаторов, высоковольтных выключателей, асинхронных электродвигателей с учетом условий работы, а также модели управления режимами их эксплуатации.

  3. Результаты численных и аналитических исследований по определению эксплуатационных показателей долговечности и безотказности для электрооборудования различных типов и классов напряжения.

Личный вклад соискателя. Приведенные в диссертации результаты являются составной частью НИР, выполняемых в ИГЭУ и ПЭИПК. В работах, опубликованных в соавторстве, соискателю принадлежит формализация поставленных задач, разработка методов и математических моделей, реализация алгоритмов, обобщение и анализ результатов.

Апробация результатов диссертации. Результаты диссертационных исследований докладывались и обсуждались на 20 международных и всероссийских конференциях, симпозиумах и семинарах. Среди них: Екатеринбург (2004 г.), Иваново (2003, 2004, 2005 гг.), Иркутск (2004, 2005 гг.), Минск (2004 г.), Варна (2004 г.), Санкт-Петербург (2004, 2005 гг.), Псков (2005 г.), Чернигов (2004 г.), Москва (2003, 2004, 2005 гг.), Киев (2005), Красноярск (2005 г.), Томск (2004, 2005).

Диссертация обсуждалась и получила одобрение на расширенном заседании кафедр электроэнергетического факультета ИГЭУ (2005 г. Иваново, Россия).

Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 33 печатных работах, в том числе: 4 монографиях, 1 учебном пособии, 1 справочнике, 24 статьях в научных журналах и сборниках научных трудов, 3 тезисах докладов, опубликованных в материалах всероссийских и международных конференций.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографического списка из 159 наименований и 4 приложений. Общий объем диссертации составляет 240 страниц, из них 16 страниц в приложениях. В диссертации содержится 48 рисунков и 31 таблица.

Анализ эксплуатационной надежности электрооборудования

Переход к рыночным отношениям повышает экономическую ответственность сетевых и генерирующих компаний за нарушение нормального режима работы энергосистемы и снижение качества электроэнергии, поставляемой потребителю. Следовательно, необходимо иметь достоверные данные по показателям надежности электрооборудования с целью выявления центров ненадежности, определения наиболее вероятных причин аварийных ситуаций и их предотвращения. Для этого целесообразно проанализировать А статистику аварий и технологических нарушений в работе электрооборудования с учетом возрастного состава и условий эксплуатации.

Основными причинами экономического ущерба, возникающего в результате аварий и технологических нарушений, согласно [2 - 4], являются климатические воздействия (42%) и дефекты изготовления (33%) и монтажа. Износ оборудования стоит на третьем месте и составляет 17% от общей суммы. Это означает, что на каждые 100 технологических нарушений приходится 17, в результате которых происходит перерыв электроснабжения потребителей и появляется экономический ущерб.

За 2001 — 2003 гт. средний ущерб от технологических нарушений только по филиалу ОАО "ФСК ЕЭС" "Магистральные Электрические Сети Центра" составил 73,59 млн. руб. в год, а ущерб, вызванный износом оборудования, превысил 12 млн. руб. в год. Ущерб от энергетического кризиса в Мосэнерго, Vі который произошел 25 мая 2005 г. также по причине отказа изношенного оборудования (трансформатора тока 110 кВ), по приближенным оценкам составил более 1700 млн. руб. только по г. Москве [5].

По ОАО "ФСК ЕЭС" [3] износ основных фондов составляет 48,5%, при этом оборудования подстанций - 70%, зданий и сооружений - 37,8%, воздушных линий - 40%. Наибольший износ имеет оборудование подстанций. Отработали свой нормативный срок 19,7% автотрансформаторов, 10% шунтирующих реакторов, 20% синхронных компенсаторов, 27% выключателей напряжением 330 - 750 кВ, свыше 50% устройств релейной защиты, автоматики, связи. На рис. 1.1 приведена гистограмма, отражающая возрастной состав линий электропередач, а на рис. 1.2- возрастной состав подстанций по (« регионам и в целом по ФСК в процентах. На предприятиях ФСК к концу 2006 года исчерпают ресурс 30% G трансформаторов, 16% шунтирующих реакторов и 40% выключателей. В магистральных сетях 220 кВ и выше износ трансформаторов составит 49%, а выключателей 110 кВ и выше - более 30 %.

Старение генерирующих мощностей происходит не менее интенсивно. На рис. 1.3 приведена динамика старения генерирующего оборудования на электростанциях России на период до 2020 г. по отношению к установленной мощности на 01.01.2002 по тепловым, атомным и гидроэлектростанциям [2].

Старение основных фондов и, следовательно, снижение эксплуатационной надежности электрооборудования и энергообъектов представляют одну из серьезнейших проблем для энергетики России. Если не остановить этот процесс, то электроэнергетическая система может потерять свою работоспособность из-за возникновения непредсказуемых массовых повреждений электрооборудования, которые могут приводить к превращению локальных инцидентов в тяжелые общесистемные аварии. Основными причинами аварий и технологических нарушений в работе электрооборудования являются: ? физический износ; ? низкое качество технического обслуживания и ремонта; ? несоблюдение периодичности и объема выполнения профилактических мероприятий; ? недостаточный уровень использования средств оценки технического состояния и диагностики; ? ошибки и недостаточный уровень подготовки оперативного персонала; ? природно-климатические воздействия; ? действия посторонних лиц; ? недостатки эксплуатации; ? недостатки проектных решений, монтажных и строительных работ; ? недостатки конструкции, изготовления и др.

Основные положения оценки технического ресурса электрооборудования

Электротехническое оборудование электрических станций и подстанций с течением времени изнашивается и стареет, причем интенсивность этих процессов зависит от различных эксплуатационных факторов. Нормативный срок службы оборудования может значительно изменяться под их воздействием. Влияние большого числа различных факторов вызывает ускорение или замедление процессов износа и старения сборочных единиц электрооборудования и характеризует изменение его долговечности. Параметром долговечности является технический ресурс, количественная оценка которого позволяет решать различные задачи эксплуатации и ремонта электрооборудования с учетом его технического состояния.

В главе приводятся основные положения по оценке технического ресурса электрооборудования с учетом условий эксплуатации. Разрабатываются математические модели, позволяющие определять фактический сработанный и остаточный ресурс в зависимости от режимов и условий работы электрооборудования в единицах измерения, соответствующих его технологическому назначению. Предлагается подход по управлению условиями и режимами работы электрооборудования в зависимости от интенсивности сработки ресурса.

Получены выражения для определения параметров модели оценки технического ресурса электрооборудования и эквивалентных значений эксплуатационных факторов. Выполнено исследование чувствительности модели к изменению точности исходных данных, а также влияния абсолютной погрешности средств измерения на точность определения фактического сработанного ресурса. Проведен анализ причин возникновения погрешностей при использовании модели оценки технического ресурса электрооборудования, определены пути их устранения.

Достоверность разработанных математических моделей и теоретических положений обеспечивается корректным использованием законов теории надежности и математической статистики; анализом погрешностей, точности и чувствительности разработанных моделей; согласованием результатов с исследованиями других авторов.

Надежность и эффективность функционирования электрооборудования систем энергетики определяется его техническим состоянием, которое может быть установлено с помощью различных технических средств и методов диагностики, путем непосредственного или косвенного измерения физических величин и параметров, характеризующих его работоспособность [108, 109]. Однако в большинстве случаев они не дают комплексной, качественной и количественной оценки технического состояния всего электрооборудования или отдельной сборочной единицы, а фиксируют лишь отдельные дефекты или их признаки. При этом, как правило, по результатам диагностирования сложно определить конкретную причину дефекта. Поэтому важной задачей является разработка математических моделей определения технического состояния, способных объединить разностороннюю диагностическую информацию, и на этой базе дать количественную оценку технического состояния электрооборудования. В качестве такого интегрального показателя, характеризующего техническое состояние электрооборудования, предлагается использовать технический ресурс [34, 42, 54, 92, ПО - 112]. Именно этот показатель надежности наиболее полно отражает свойство долговечности электрооборудования.

Технический ресурс - это суммарная наработка объекта от начала его эксплуатации до перехода в предельное состояние, а наработка определяется как продолжительность или объем работы объекта [52, 113]. Предельным называется состояние объекта, при котором его дальнейшая эксплуатация должна быть прекращена из-за неустранимого нарушения требований безопасности, или неустранимого снижения уровня работоспособности, или недопустимого снижения уровня эксплуатации.

Унификация терминологии и понятий в области диагностирования, которая устроила бы различных специалистов, невозможна [92]. Субъективное восприятие термина "наработка" часто является не только причиной его различного толкования, но может привести к неправильным выводам.

Наработка может быть измерена как в непрерывных единицах (время, энергия и т.д.), так и в дискретных (количество пусков, коммутаций и т.п.). Часто в энергетике понятие наработки отождествляется с понятием времени, за исключением случая с коммутационными аппаратами, когда в качестве единиц измерения наработки выступает количество коммутаций, совершенное коммутационным аппаратом.

Выбор в качестве единиц измерения наработки количества коммутаций, совершенных аппаратом, обусловлен тем, что его износ определяется количеством совершенных операций, а не временем, в течение которого оборудование эксплуатировалось в стационарном режиме. Действительно, при нахождении коммутационного аппарата под напряжением во включенном состоянии, процесс сработки ресурса происходит менее интенсивно, чем при выполнении операции отключения тока нагрузки или тока короткого замыкания. В этом случае переходное сопротивление контактов высоковольтного коммутационного аппарата постепенно увеличивается, начинает гореть дуга, которая приводит к сильному нагреву, как контактной системы, так и дугогасительной камеры. Процесс сопровождается эрозией расплавленных частиц металла с поверхности контактов, а также разрушением материала дугогасительной камеры. Кроме того, в процессе выполнения коммутационной операции происходит износ привода выключателя.

Связь показателей долговечности и безотказности электрооборудования

Современное электротехническое оборудование обладает достаточно высокими показателями надежности. Определение безотказности его работы в зависимости от решаемой задачи может требоваться в течение заданного интервала времени между плановыми ремонтами, в течение произвольной наработки за рассматриваемый сезон года, в период прохождения максимума нагрузки и т.п. Расчеты надежности электрооборудования на указанных интервалах наработки в настоящее время выполняются практически без учета интенсивности воздействия эксплуатационных факторов и величины сработанного ресурса. Поэтому в главе обосновывается взаимосвязь показателей безотказности и долговечности, формулируются основные положения определения показателей безотказности с учетом технического состояния электрооборудования, а также условий и режимов его работы.

Разрабатывается математическая модель оценки показателей безотказности (в том числе на заданном интервале наработки) с учетом воздействия эксплуатационных факторов в различных условиях и режимах работы, позволяющая количественно определять вероятности безотказной работы и отказа. Определены области применения полученных выражений в зависимости от изменения эксплуатационных факторов, интенсивности отказов и законов распределения вероятностей безотказной работы и отказа.

Выполнено исследование чувствительности математической модели оценки надежности электрооборудования к изменению точности исходных данных. Разработан подход к определению обобщенных показателей надежности: гамма-процентного ресурса и фактического сработанного ресурса с учетом закона распределения и статистики отказов для различных типов электрооборудования.

Достоверность разработанных моделей обеспечивается корректным использованием законов теории надежности и математической статистики при разработке теоретических положений и математических моделей, а также анализом точности и чувствительности разработанных моделей.

В процессе эксплуатации электрооборудования происходит его износ под действием различных физических факторов, интенсивность которых определяется условиями и режимами работы.

К условиям работы относятся температура, давление, влажность, запыленность, загрязненность, химическая активность, солнечная радиация, интенсивность возникновения грозы, сила ветра, вероятность образования гололеда и другие факторы окружающей среды.

К стационарным и переходным режимам работы оборудования относят его эксплуатацию при номинальной нагрузке, систематической и аварийной перегрузке, при нагрузке ниже номинальной, пуск, останов, воздействие перенапряжений, токов коротких замыканий и других факторов.

Как отмечалось выше, указанные факторы по своей физической природе можно разделить на тепловые, электрические, механические, химические, радиационные и др. Совместное воздействие этих факторов на электрооборудование вызывает изменение его характеристик, износ сборочных единиц, образование в них дефектов, которые, накапливаясь, в конечном итоге могут привести к отказу оборудования. Под отказом понимается событие, заключающееся в потере оборудованием работоспособности, после которого оно не может выполнять свои функции [52, 116].

Надежная (в более узком смысле безотказная) работа электрооборудования тесно связана с изменением его технического состояния в процессе эксплуатации. Очевидно, что показатели долговечности и безотказности также взаимосвязаны. В процессе эксплуатации конструктивные сборочные единицы электрооборудования изнашиваются и стареют, накапливая дефекты, происходит постепенная сработка ресурса оборудования. Чем больший износ имеют сборочные единицы электрооборудования, тем больше вероятность того, что какое-либо эксплуатационное воздействие приведет к отказу. Из этого следует, что чем больший ресурс сработало электрооборудование, тем меньше его вероятность безотказной работы и, соответственно, тем выше вероятность отказа.

С математической точки зрения взаимосвязь показателей существует, если между ними имеется аналитическая зависимость. Такая зависимость для показателей долговечности и безотказности известна достаточно давно, и рассмотрена в ряде публикаций, например [54,112,116, 146, 150].

Допустим, имеется фиксированное количество No однотипных единиц электрооборудования, над которыми проводится испытание, заключающееся в следующем. Все единицы электрооборудования включаются в работу одновременно. Задается отрезок времени [0; t], к концу которого определяется количество отказавших единиц N0T и количество исправных единиц N„. Величины N0T и N„ связаны соотношением NOT + NH=N0. (3.1)

Согласно теории вероятностей, вероятность события А определяется как отношение числа исходов, благоприятных событию А, к общему числу испытаний при условии, что при каждом испытании вероятность события А одинакова [146].

Модели расчета технического ресурса и показателей безотказности высоковольтных выключателей

Чувствительность математической модели оценки показателей безотказности электрооборудования к изменению точности исходных данных для самых общих выражений (3.20) и (3.21), (3.60) и (3.61) определить достаточно сложно [125]. Это связано с вероятностным характером и неопределенностью функций, которыми представляются эксплуатационные факторы и интенсивность отказов. Выражения для определения вероятностей безотказной работы и отказа получены с использованием формул главы 2 для определения фактического сработанного ресурса электрооборудования. Чувствительность величины фактического сработанного ресурса к изменению точности исходных данных была исследована в разделе 2.4. Изложенные в нем рассуждения относятся и к исследованию чувствительности математической модели оценки показателей безотказности электрооборудования. Поэтому рассмотрим чувствительность математической модели оценки показателей безотказности лишь к изменению точности параметра интенсивности отказов.

На рис. 1.15 - 1.17 (см. главу 1) приведены зависимости отклонения вероятности безотказной работы АР (%) и вероятности отказа AQ (%) в зависимости от лсрє(0; 0,15] год"1 при отклонении Длтє[-100; 100] % для электрооборудования на 10-м, 20-м и 30-м годах своего нормативного срока эксплуатации. Пределы изменения величин лср и Длт выбраны таким образом, чтобы кривые, построенные по этим данным, удовлетворяли всем типам электрооборудования рассматриваемого вида из табл. 1.12-1.14.

Из рис. 1.15 - 1.17 следует, что изменение интенсивности отказов А, приводит к отклонению вероятностей безотказной работы Р и отказа Q. При этом отклонение АР, соответствующее изменению АЛ, превышает его в десятки раз, а отклонение AQ практически не превосходит соответствующего отклонения АЛ.

Отклонение АР тем больше превышает соответствующее изменение Ал, чем больший ресурс сработало электрооборудование (в данном случае во временных единицах измерения). Так отклонение АР приближается к 8000 % при отклонении АА, приблизительно равном -100 % для 30 лет нормативной эксплуатации. Однако при изменении Ал=100% отклонение АР не превышает -100 %. При этом, чем больше лср тем выше величина отклонения АР.

Отклонение AQ имеет меньшую чувствительность к изменению АЛ при больших значениях сработанного ресурса. При этом, чем больше лср, тем выше величина отклонения АР.

По результатам проведенного анализа (см. рис. 1.15 - 1.17) чувствительности математической модели оценки показателей безотказности электрооборудования с учетом технического состояния к изменению точности исходных данных можно утверждать, что при точности задания интенсивности отказов А, на уровне 5 % погрешность расчета вероятностей безотказной работы Р и отказа Q также не превышает 5 %.

Разработанные математические выражения (см. главу 2) позволяют определить фактический сработанный ресурс электрооборудования, который характеризует свойство надежности - долговечность. Выражения, приведенные в разделах 3.1 - 3.3 дают возможность рассчитать фактические значения вероятностей безотказной работы и отказа также с учетом воздействия эксплуатационных факторов. Эти вероятности характеризуют свойство надежности - безотказность. Достоверность разработанных моделей связана с учетом известных факторов, корректностью принятых допущений, формой математического описания, а также с вероятностью ошибок при определении технических параметров и принятии решений на основе разработанных моделей.

В паспортных данных и технических условиях на эксплуатацию электрооборудования довольно часто указываются рекомендованные заводами-изготовителями значения ресурса и вероятности безотказной работы, которые должны обеспечиваться при его эксплуатации. Эти нормативные значения действительно облегчают выработку рекомендаций при решении практических задач эксплуатации и ремонта электрооборудования с учетом показателей безотказности и долговечности. Однако они сами часто нуждаются в корректировке. Для повышения точности и обоснованности принимаемых решений представляется целесообразным объединить указанные свойства надежности оборудования. Полученные в результате такого объединения показатели будем называть обобщенными показателями надежности.

Похожие диссертации на Совершенствование методов расчета эксплуатационной надежности электрооборудования электростанций и подстанций