Относительность понятия элемент и системав расчетах надежности

В расчетах надежности объектов и систем электроэнергетики возникаетпротиворечивая ситуация: с одной стороны желание иметь наиболее точнуюмодель, адекватно описывающую процессы отказов и восстановлений, с другойстороны – стремление к простоте расчетов и обеспеченности выбраннойрасчетной модели исходными данными.

В настоящее время широко распространены элементные методы расчетанадежности, которые исходят из предположения, что система состоит изсамостоятельных в смысле надежности элементов. При этом отказом элементасчитается выход его параметров (например, электрических, механических,тепловых) за пределы, при которых он перестает выполнять свои функции.

Предполагается, что элемент отключается коммутационными устройствами отостальной схемы. При этом сами коммутационные устройства рассматриваютсякак самостоятельные элементы. Т.е. при расчетах такими методами неанализируются количественно функциональные зависимости междупараметрами режимов элементов, в этом их недостаток. Достоинством такихметодов является простота расчетов и возможность получения количественныхоценок надежности для современных электроустановок и систем.

Понятие элемент и система относительны в расчетах надежности. Объект,считающийся системой в одной задаче, например, силовой трансформатор,состоящий из элементов: обмотки, изоляции, бака, вводов и т.д., в другойзадаче рассматривается как единый элемент, например оценка надежностиподстанции или электростанции. Или другой пример. Если исследуетсянадежность работы электрической станции, то станция представляется каксистема, а генераторы, выключатели, шины распределительных устройств (РУ),турбины и т.д. – как отдельные элементы. Если же исследуется надежностьодного генератора, то сам генератор является системой, а статор, ротор,возбудитель и т.д., т.е. его отдельные части – элементами.

Деление системы на элементы зависит от характера решаемой задачи(схемный анализ, оперативное управление, конструктивное исполнение и т.д.),от точности расчета, наличия статистического материала, масштабностиобъекта в целом.

Например, при определении надежности сложной системы относительноузла нагрузки группа коммутационных аппаратов, включающая разъединитель,выключатель, комплекты релейной защиты и соответствующий участок шин,представляется одним элементом. Однако, при оценке вероятности развитияаварии в сложной системе такого представления недостаточно. В этом случаетолько отказ самого выключателя является зависимым событием и состоит изтрех отказов: отказа в статическом состоянии, отказа при автоматическомотключении поврежденных смежных элементов, отказа при оперативныхпереключениях.

Часто в сложных схемах двухцепные ЛЭП на одних опорах или двухцепные кабельные линии, проложенные в одной траншее, представляютсяодним элементом. В то же время, оценивая надежность самой двухцепной линии, отказы представляют совокупностью отказов одной, двух цепей иперехода отказов с одной цепи на другую.

Такой подход значительно упрощает задачи анализа показателейнадежности сложных схем. Необходимо лишь правильно определять, какпредставлять объект: системой или элементом в конкретных инженерныхситуациях.

Базируясь на относительности понятий элемент и система, применяютсяпоэтапные методы расчета надежности, заключающиеся в том, что на каждомпоследующем этапе сами расчетные элементы системы представляютсясистемой, с последовательным уточнением показателей надежности. С цельюуточнения показателей надежности отдельных элементов в условияхэксплуатации необходима соответствующая статистическая информация, таккак с течением времени показатели надежности начинают отличаться отзначений, полученных при заводских испытаниях. Вопросами сбора иобработки такой информации должны заниматься службы надежности.

Наблюдения при нормальной эксплуатации – самый доступный источникполучения экспериментальных данных о надежности. Его недостаток –запаздывание информации, влияние субъективных факторов на объем исодержание информации. Сведения об отказах оформляются на местахоперативным и ремонтным персоналом в документы, предусмотренныестандартами и ведомственными инструкциями, собираются висследовательских и инженерных центрах и соответствующим образомобрабатываются.

Посредством сбора и обработки информации о надежностиэлектроэнергетического оборудования решаются следующие задачи:

- определение причин отказов;

- выявление тех деталей и комплектующих, которые лимитируют

надежность оборудования;

- установление и корректировка нормируемых показателей надежности;

- оптимизация системы планово-предупредительных ремонтов;

- выявление условий и режимов эксплуатации, влияющих на надежность;

- определения экономической эффективности повышения надежности.