שלח את העבודה הטובה שלך במאגר הידע הוא פשוט. השתמש בטופס למטה

סטודנטים, סטודנטים לתארים מתקדמים, מדענים צעירים המשתמשים בבסיס הידע בלימודיהם ובעבודתם יהיו אסירי תודה לכם מאוד.

מתארח בכתובת http://www.allbest.ru/

משרד החינוך והמדע של הפדרציה הרוסית

הסוכנות הפדרלית לחינוך

מכון טכנולוגי

אוטונומי המדינה הפדרלית מוסד חינוכיהשכלה מקצועית גבוהה

"האוניברסיטה הפדרלית הדרומית" בטגנרוג

המחלקה להנדסת חשמל ומכטרוניקה

מַסָה

גורמי אמינות של ציוד חשמלי

הושלם:

תלמיד קבוצת ZKS-358

מקסימוב M.A.

בָּדוּק:

טיטרנקו א.ד.

טגנרוג 2011

מבוא

אמינות חשמל ו-MTBF

שיטת חישוב MTBF

אמינות ודיאגנוסטיקה של ציוד חשמלי

גורמים המשפיעים על אמינות ציוד חשמלי

בִּיבּלִיוֹגְרָפִיָה

מבוא

האמינות של כל ציוד חשמלי ואוטומציה תלויה בעיקרה בתנאי ההפעלה. תנאי ההפעלה בחצרים תעשייתיים מאופיינים בהשפעות אקלימיות ואלקטרומכניות, מצבי פעולה והיעדר תחזוקה רציונלית.

השפעות האקלים כוללות טמפרטורה, לחות, אבק ותכולת גז של האוויר שמסביב, לחץ אטמוספירה, עוצמת הגשם, טל וכפור, מהירות סילון אוויר, ירידות טמפרטורת לילה ויום.

השפעות אלקטרומכניות כוללות עומסי רטט והלם במהלך פעולה ותנועה, תנודות בתדר ומתח אספקה.

טמפרטורה מוגברת גורמת להתחממות יתר של ציוד חשמלי, מאיצה את ההזדקנות של בידוד, חומרי סיכה ואטמים. להיפך, טמפרטורה נמוכהמפחית את החוזק של פלסטיק, גומי, מתכת. תנודות טמפרטורה מובילות לעיוותים ולחסימה של אלמנטים נעים, הפרעה בהעברת החום וירידה בחוזק של מפרקי הלחמה. לחות גבוהה גורמת לקורוזיה של מתכות, צמיחה של פטריות עובש, מפחיתה את התכונות הדיאלקטריות של בידוד.

תכולת אבק מוגברת ונוכחות גזים אגרסיביים מובילים לזיהום של חומר הסיכה, מפחיתים את עמידות פני השטח וגורמים לקורוזיה של חומרי בידוד. נוכחות באווירה פחמן דו חמצני, תחמוצות גופרית וחנקן, כמו גם לחות גבוהה מובילים להיווצרות של מים חומציים וטיפות עיבוי, אשר גם מגבירים את קצב הקורוזיה של חומרים, היא אחת הסיבות לקצר החשמל של חלקים נושאי זרם. חישוב משוער של אמינות מתבצע בהנחות הפשוטות ביותר ואינו לוקח בחשבון את מצבי הפעולה של השימוש במרכיבי המוצר.

החישוב המעודן של המהימנות שונה מהחישוב המשוער בכך שהוא לוקח בחשבון את תנאי ההפעלה החשמליים, התרמיים ואחרים של רכיבי המוצר.

גם חישובים אינדיקטיביים וגם חישובים מעודנים ניתנים בהנחה של מהימנות אקספוננציאלית של כל האלמנטים ואי תלות בכשלים. החישובים גדלים לאין שיעור כאשר מודלי המהימנות של אלמנטים, בלוקים וצמתים שונים מאקספוננציאליים. בתנאים אלה, במיוחד עבור מערכות מורכבות וקריטיות, נעשה שימוש בשיטות מודל סטטיסטי בעזרת מחשב.

אמינות ציוד חשמלי ו-MTBF

המאפיין החשוב ביותר של כל ציוד חשמלי, כולל שנאים, הוא האמינות של פעולתו. יתר על כן, אינדיקטור זה חשוב למערכת אספקת האנרגיה של עיר, אזור או מדינה.

כדי להבטיח תפקוד חלק של מפעלי חשמל, נעשה שימוש לעתים קרובות במתודולוגיית דיווח מותאמת אישית עם נתונים סטטיסטיים מפורטים על ציוד וקבוצות ציוד. במקרה זה, פרמטרים כגון:

* השבתת ציוד;

* עלות אחזקת ציוד;

* מקדם ניצול הציוד;

* פירוש הזמן לכישלון;

* תקופת האמצעבין התיקונים

* בלאי בפועל של ציוד;

* תחזית בלאי מוחלט;

* אינדיקטורים אחרים.

גישה זו מאפשרת להגדיר הנהלת חשבונות ותחזוקה של ציוד ייצור, לעבור מחרום לתחזוקה מונעת וכן לקבל מידע לחקירת הגורמים לתקלות, לבסס לוגיסטיקה לעבודה ולתכנן משאבי אנוש, חומר ואנרגיה.

הודות לכך, הארגון יכול להאריך את חיי ציוד הייצור, להפחית את זמני ההשבתה הקשורים לכשלים ולהגדיל את פריון העבודה.

זה חשוב במיוחד עבור מפעלים, כמו חברת אספקת חשמל, שעבורם השבתה לא מתוכננת של ציוד פירושה תאונה גדולה והפסקה בעשרות התנחלויות. הפרמטר החשוב ביותר לקביעת תזמון עבודות התחזוקה והתיקון הוא המחוון "ממוצע זמן ציוד בין תקלות" -- Ter. הָהֵן. הזמן שבו מחצית מהציוד הזה נכשל. נתון זה יהיה שונה עבור ציוד שונה ויורד ככל שמורכבות הציוד עולה. כדי לקבוע את Ter, נעשה שימוש בחישובים מורכבים הלוקחים בחשבון את הרכב המכשיר הזה ואת מהימנותו. חלקי מרכיבים.

Ter = 1 / איקס ,

איפה איקס-ההסתברות לפעולה ללא תקלות של המוצר, ועבור אלמנטים שונים, בעל ערך בסדר גודל של 0.1 ... 25x

IN לָאַחֲרוֹנָהכדי לתאר את מאפייני האמינות של מכשיר (אפילו פשוטים כמו ממיר DC / DC, ספק כוח רשת וכו'), מחוון MTBF נמצא בשימוש נרחב.

MTBF

בתחילה, הוצג האינדיקטור MTBF (Mean Time Between Failure) - בתרגום ישיר "זמן ממוצע בין תקלות" כדי לאפיין את מהימנות מערכות המחשב. מכיוון שקשה למדי לחשב את המהימנות של מערכת הכוללת מאות רבות ואף אלפי רכיבים, הוצעה גישה אמפירית פשוטה לקביעת מהימנותם. יצרני רכיבי מחשב, וכיום גם יצרנים של מוצרי חשמל, קובעים בדרך כלל את מהימנותם על סמך בדיקות אצווה תוך שימוש בנוסחה הבאה:

T הוא זמן הבדיקה;

N הוא מספר המוצרים שנבדקו;

לא - מספר המוצרים שנכשלו.

לדוגמה, אם 100 מוצרים נבדקו במהלך חודש ובמהלך זמן זה 10 מהם נכשלו, אזי ה-MTBF יהיה 10 חודשים. הָהֵן. ההנחה היא שאחרי 10 חודשים כל המוצרים ייכשלו. נוסחה פשוטה זו מכילה את החסרונות העיקריים של השיטה לקביעת MTBF.

1. עצם המושג MTBF משקף משהו שונה לחלוטין ממה שעולה משמו - "זמן ממוצע בין כישלונות". הזמן הממוצע האמיתי בין תקלות הוא רק חצי מ-MTBF, מכיוון שבהגדרה, כל המוצרים ייכשלו בזמן ה-MTBF. אז בדוגמה שנדונה לעיל, "הזמן הממוצע" הזה לא יהיה 10 חודשים, אלא חמישה, שכן בממוצע כל העותקים של המוצר יעבדו לא במשך 10 חודשים, אלא חצי מזה.

2. שיטת חישוב ה-MTBF מניחה שמספר התקלות ליחידת זמן קבוע לאורך כל חיי השירות. במציאות, כמובן, זה בכלל לא כך. למעשה, לעקומת הכשל יש את הצורה המוצגת באיור 1.

איור 1 - עקומת כשל

באזור 1כשלים של מוצרים עם פגמי ייצור באים לידי ביטוי. יש כאן הרבה כשלים. באזור 2 (מ t1 עד t2) מספר התקלות ליחידת זמן קבוע. באזור 3כשלים בלאי מתחילים להופיע.

כפי שאתה יכול לראות, רק באזור 2 כשלים נגרמים על ידי גורמים אקראיים, ומספרם קבוע ליחידת זמן. עם זאת, יצרני ציוד חשמלי מאריכים אזור זה לכל החיים של המכשירים שהם מייצרים. אבל סטטיסטיקות כישלון בחיים האמיתיים מאשרות שמודל חישוב MTBF תיאורטי זה רחוק מהמציאות.

3. מחוון MTBF אינו קשור בשום אופן לזמן t2, וזהו האינדיקטור החשוב ביותר לאמינות המערכת. כאשר מגיע הזמן t2, יש צורך לבטל את הציוד ולבצע תחזוקה שוטפת או להחליף את הציוד בחדש. אחרת, האמינות של פעולת המערכת כאשר היא נכנסת לאזור 3 תקטן בחדות.
לפיכך, ה-MTBF המוצהר על ידי היצרן (אם הוא בדק את המוצרים שלו ביושר) הוא הזמן שבו המוצר ייכשל בהסתברות של 100%. הָהֵן. כבר כאן, הרצון של חברות הייצור להטעות את הצרכן ברור, ומכפיל את הנתון המאפיין את זמן הפעילות של המוצר.

איור 2 מציג את הקשר בין MTBF ו-PPM עבור מוצרים מסוימים. באיור, סולם MTBF ניתן בשעות, והסקאלה

PPM נמצא בכשלים למיליון.

איור 2 - הקשר בין MTBF ל-PPM

בנוסף לעובדה שמחוון MTBF הוא אמפירי, קיימות כיום מספר שיטות לחישובו. שיטות החישוב הנפוצות ביותר הן IEC61709, MIL-STD 217F או MIL-HDBK 217F. העדינות כאן היא שעבור אותו מכשיר, כגון ממיר DC/DC, נתון ה-MTBF מחושב מתוך שיטות שונותעשוי להיות שונה ביותר מפי 10. זה כשלעצמו מעיד על דרך לא מושלמת לקבוע את מהימנות התקן על ידי חישוב ה-MTBF.

שיטת חישוב MTBF

שקול את התיאור הסטנדרטי של שיטת חישוב MTBF, למשל, עבור שנאי כוח לפי שיטת MIL-STD 217F, הניתנת על ידי יצרני ציוד זה.

1. מועד ההכללה בפעולת כל שנאי נרשם.

2. מתאריך זה מופחתים 30 יום לפיצוי על זמן ההרצה.

3. הכפלו את מספר השנאים במספר ימי העבודה (-30) והכפילו ב-24 שעות ביממה. מספר שעות ההפעלה מחולק במספר השנאים שנכשלו במהלך הבדיקה.

4. נכפיל את הערך המתקבל ב-0.95 כדי לקחת בחשבון את השנאים שאינם כלולים, כלומר. שנאים בתיקון או במילואים.

החישוב נעשה לפי הנוסחה הבאה:

MTBF = ([(N1 x (D1 -30) x 24) + (N2 x (D2 (D3-30)x24)....]/Nf)x0.95,

N1, N2, N3 - מספר השנאים הכלולים;

Dl, D2, D3 - מספר ימי עבודה;

30 - מספר הימים המוקצבים לעבודה נוספת;

0,95 - מקדם פיצוי עבור שנאים שאינם עובדים (בתיקון, במלאי וכו');

24 - מספר השעות ביום;

Nf הוא מספר השנאים שנכשלו במהלך הבדיקה.

דוגמא:

* 50 שנאים נבדקו במשך 360 ימים;

* 30 שנאים נבדקו במשך 250 ימים;

* 20 שנאים נבדקו במשך 200 יום.

* שנאי 1 נכשל במהלך הבדיקה.

לאחר ביצוע החישובים, נקבל את ה-MTBF שווה ל-604200 שעות או 69 שנים.

בסוף תיאור שיטת החישוב, ככלל, ניתן הביטוי הבא: "שיטת חישוב זו היא אמפירית ולמיטב ידיעתנו אינה מתוארת באף תקן".

כיצד להתייחס ל-MTBF הנטען על ידי היצרנים?

כאשר מציינים ערך MTBF זה או אחר בתיעוד טכני, יצרני ציוד חשמלי לרוב אינם חושבים שהנתון שהם מציינים במיליוני שעות רבות סותר לא רק את חוקי הפיזיקה, אלא גם את השכל הישר. ואכן, MTBF של 2.5 מיליון שעות אומר שהמכשיר חייב להחזיק מעמד 285 שנים לפני תקלה. ברור שהנתון הזה אבסורדי: במהלך תקופה כזו, לא רק מארז השנאי יחליד, אלא גם פיתוליו יהפכו לאבק. יחד עם זאת, יצרני מוצרי חשמל טוענים לעתים קרובות ל-MTBF של מוצריהם השווה ל-3 ואפילו 3.5 מיליון שעות. יתר על כן, הם מקבלים תוצאות כאלה במהלך בדיקה כנה של המוצרים שלהם לפי השיטה הנ"ל. מה הקטע פה? מן הסתם, בשיטה הפשוטה ביותר לקביעת מהימנות, שיש לה גבולות תחולה צרים מאוד. ואכן, על בסיס בדיקות של 3 או אפילו 9 חודשים של מוצר, איך אפשר לומר שהוא יעבוד במשך 200 שנה?

חישוב האמינות של ציוד חשמלי הוא תהליך מורכב וקפדני הקשור לניתוח מבנה פנימימכשיר, תוך התחשבות במאפיינים של הרכיבים המשמשים בו, תוך התחשבות בעוצמת אופן הפעולה של כל אחד ממרכיבי המכשיר וכו'. יש לקחת בחשבון גם את חיי השירות המוגבלים בחדות של חלק ממרכיבי המוצר. כאשר מגדירים את ה-MTBF, מתעלמים מכל זה.

אז מה המשמעות של העובדה שה-MTBF שהוכרז על ידי היצרן עבור שנאי 1 שווה ל-2 מיליון שעות, ועבור שנאי 2 - 1 מיליון שעות? רק שבאזור מסוים של פעולת שנאי, לאחר 100...300 שעות של ריצה, אך עד 5...30 אלף שעות פעולה (כלומר, לפני תחילת כשלי הבלאי), ההסתברות לכשל של שנאי 1 יהיה נמוך יותר. אבל רק בתנאי ששני השנאים מורכבים על אותו בסיס אלמנט ובעלי עיצוב מעגל דומה.

לפיכך, ה-MTBF שימושי רק להשוואת מוצרים הומוגניים מאותו יצרן וניתן להשתמש בו רק לפעמים כדי להשוות מוצרים דומים מיצרנים שונים, בתנאי שהם נבדקו באותם תנאים. אבל בכל מקרה, MTBF לא אומר כלום על הזמן הממוצע בין תקלות של המוצר Тср ועל הערך t2.לפיכך, השימוש ב-MTBF לחישוב מהימנות הפעולה של ציוד חשמלי נראה יותר ממוטל בספק. כדי לפתור את הבעיות שהוזכרו בתחילת המאמר, כדאי להשתמש ב-Ter, לא ב-MTBF.

אמינות ודיאגנוסטיקה של ציוד חשמלי

טמפרטורה מופחתת מפחיתה את החוזק של פלסטיק, גומי, מתכת. תנודות טמפרטורה מובילות לעיוותים ולחסימה של אלמנטים נעים, הפרעה בהעברת החום וירידה בחוזק של מפרקי הלחמה. לחות גבוהה גורמת לקורוזיה של מתכות, צמיחה של פטריות עובש, מפחיתה את התכונות הדיאלקטריות של בידוד. תכולת אבק מוגברת ונוכחות גזים אגרסיביים מובילים לזיהום של חומר הסיכה, מפחיתים את עמידות פני השטח וגורמים לקורוזיה של חומרי בידוד. נוכחות של פחמן דו חמצני, תחמוצות גופרית וחנקן באטמוספרה, כמו גם לחות גבוהה, מובילים להיווצרות מים חומציים וטיפות עיבוי, מה שמגביר גם את קצב הקורוזיה של החומרים, היא אחת הסיבות לקצר החשמל של חלקים נושאי זרם.

חישוב משוער של אמינות מתבצע בהנחות הפשוטות ביותר ואינו לוקח בחשבון את מצבי הפעולה של השימוש במרכיבי המוצר. החישוב המעודן של המהימנות שונה מהחישוב המשוער בכך שהוא לוקח בחשבון את תנאי ההפעלה החשמליים, התרמיים ואחרים של רכיבי המוצר. גם חישובים אינדיקטיביים וגם חישובים מעודנים ניתנים בהנחה של מהימנות אקספוננציאלית של כל האלמנטים ואי תלות בכשלים. החישובים גדלים לאין שיעור כאשר מודלי המהימנות של אלמנטים, בלוקים וצמתים שונים מאקספוננציאליים. בתנאים אלה, במיוחד עבור מערכות מורכבות וקריטיות, נעשה שימוש בשיטות מודל סטטיסטי בעזרת מחשב.

תן לנו לקבוע את האמינות של המערכת כולה, תוך התחשבות בתנאי ההפעלה ובלעדיהם. כאשר מבצעים חישובי אמינות מכוונים מבלי לקחת בחשבון תנאי פעולה, יש צורך להניח שיחידת הבקרה וההגנה המנותחת (CU ו-C) היא רציפה מבנית, הכשלים של האלמנטים הם בלתי תלויים, וכישלון של אלמנט אחד מוביל ל הכישלון של כל ה-CCU ו-C בכללותו. במקרה זה, המודל המתמטי של כשלים יהיה בעל צורה אקספוננציאלית. אנו קובעים את שיעור הכשל lі של כל אלמנט לפי טבלה 1.2 - שיעורי כשל של אלמנטים בטמפרטורת סביבה של 20 מעלות צלזיוס ולחות יחסית של 50-70%. טבלה 1.2 - שיעורי כשל של אלמנטים בטמפרטורת סביבה של 20 מעלות צלזיוס ולחות יחסית של 50-70%.

שם האלמנט lіCh10-6, h-1 שם האלמנט lіCh10-6, h-1 דיודות: סיליקון 0.2 רובוטריקים: כוח 1.0 מגעים (למגע אחד) 2.5 משנקים 0.35 מחברי תקע: לפין אחד 0 .3 מעגלים משולבים 0.25 ממסרים (לכל קבוצת מגע): תזמון אלקטרומגנטי 0.3 1.2 קבלים: נציץ אלקטרוליטי 0.25 0.35 טרנזיסטורים: סיליקון גרמניום 0.3 0.5 נגדים: סרט מתכת, 0.04 עבור כל קבוצה, אנו קובעים את ערך הקבוצה של שיעור הכשל: עבור שנאי כוח מחבר תקע: עבור מגע תלת קוטבי: עבור ממסר אלקטרומגנטי (שלוש קבוצות מגעים): עבור ממסר פנאומטי (שתי קבוצות מגע): עבור קבל אלקטרוליטי: עבור קבל נציץ: עבור נגד סרט מתכת: עבור נגד מפותל בחוט: לטרנזיסטור גרמניום: לטרנזיסטור סיליקון: לדיודה סיליקון: למעגל משולב: למשנק: לפי הנוסחה: זמן ממוצע של פעולה ללא תקלות של CU ו-Z (Tav) ללא נטילת בחשבון תנאי ההפעלה נקבעת על ידי הנוסחה: חישוב האמינות של יחידת הבקרה וההגנה המנותחת ללא התחשבות בתנאי ההפעלה הראה שההסתברות המתקבלת לפעולה ללא תקלות של המערכת כולה היא 0.751, שזה ערך נמוך. זוהי תוצאה ערך גבוהשיעור כשל של כמה אלמנטים של המערכת (לדוגמה, מגע, ממסר זמן). כדי להגדיל את ההסתברות לפעולה ללא תקלות, מומלץ להחליף את האלמנטים הללו באמינים יותר (לדוגמה, להחליף את המגע בסטרטר), או לשמור אותם באלמנטים עם סבירות גבוהה יותר לפעולה ללא תקלות. אך בפועל, לא תמיד ניתן ליישם את ההמלצות הללו. חישוב מעודן (בהתחשב בתנאי ההפעלה) סביבה חיצונית, שבהם פועלים ה-CU וה-C (טמפרטורה, לחות, לחץ, רטט, תכולת אבק וכו'), כמו גם התכונות של אופן הפעולה האנרגטי של ה-CU וה-C עצמו (אנרגיה תרמית המשתחררת על-ידי ה-CU וה-C אלמנטים, גודל העומסים האלקטרומגנטיים, מתחים מכניים וכו'). מידת ההשפעה גורמים שוניםתנאי ההפעלה על מדדי אמינות שונים.

בחישובים משוערים, השפעת תנאי ההפעלה על מהימנות הפעולה של יחידת הבקרה ויחידת הבקרה נלקחת בחשבון על ידי הצגת האינדיקטורים הבאים: טמפרטורת פני האלמנט t°; מקדם התנאים החיצוניים ke, הלוקח בחשבון את יתר תנאי ההפעלה החיצוניים בסך הכל; מקדם העומס של האלמנט kн, המייצג את היחס בין ערכי העומס בפועל לאלו הנומינליים. הפרמטרים של עומסים חשמליים עבור אלמנטים שונים של BU ו-Z שונים. אז, עבור נגדים, פרמטר העומס הוא כוח הפיזור; עבור קבלים - מתח הפעלה; עבור דיודות מוליכים למחצה - זרם מתוקן ומתח הפוך; עבור טרנזיסטורים - פיזור ההספק הכולל במעברים במצבים רציפים ופועמים; עבור שנאים - כוחו של הפיתול הראשוני; לחנקים - צפיפות זרם בפיתולים; למכונות חשמליות - כוח הפעלה; בתור התחלה, מתגים, מחברי תקע - הזרם הזורם דרך המגעים; עבור ממסר - הזרם דרך המגעים והזמן שבו הפיתול מופעל. לכן, בעת חישוב מדדי האמינות של CU ו-G, תוך התחשבות בתנאי ההפעלה, יש צורך להבחין בין גורם העומס הנוכחי, גורם העומס במתח ומקדם העומס. טבלה 1.3 - גורמי עומס של מכשירים חשמליים שם אלמנט מקדם עומס ערך מומלץ דיודות משנקים קבלים אלמנטי מיתוג נגדים ממסרים, מגע, מתנעים מגנטיים טרנזיסטורים, מעגלים משולבים שנאי כוח שנאים מסתובבים מכונות חשמליות kni, kнv kнi kнi kнi kнi kнw н0 кнwн. 0.85 0.9 0.8 0.8 0.85 0.9 0.95 0.9 40°C בתוך יחידת הבקרה וההגנה: עבור שנאי כוח: עבור מחבר תקע: עבור מגע תלת קוטבי: עבור ממסר אלקטרומגנטי (שלוש קבוצות מגעים): עבור ממסר פנאומטי ( שתי קבוצות מגע): עבור קבל אלקטרוליטי: עבור קבל נציץ: עבור נגד סרט מתכת: 150% "> עבור נגד תיל: עבור טרנזיסטור גרמניום: עבור טרנזיסטור סיליקון: עבור דיודת סיליקון: עבור מעגל משולב. : למשנק: בטמפרטורה של t2?=50?C בתוך יחידת הבקרה וההגנה: עבור שנאי כוח: עבור מחבר תקע: עבור מגע תלת קוטבי: עבור ממסר אלקטרומגנטי (שלוש קבוצות מגעים): עבור ממסר פנאומטי (שתי קבוצות מגע): עבור קבל אלקטרוליטי: עבור קבל נציץ: עבור נגד סרט מתכת: עבור נגד מפותל תיל: עבור טרנזיסטור גרמניום: עבור טרנזיסטור סיליקון: עבור דיודת סיליקון: עבור מעגל משולב: למשנק: בטמפרטורה של t3? =60?С בתוך יחידת הבקרה וההגנה: עבור שנאי כוח: עבור מחבר תקע: עבור מגע תלת קוטבי: עבור ממסר אלקטרומגנטי (שלוש קבוצות מגעים): עבור ממסר פנאומטי (שתי קבוצות מגעים): עבור קבל אלקטרוליטי: עבור קבל נציץ: עבור נגד נגד סרט מתכת: עבור נגד מתפתל: עבור טרנזיסטור גרמניום: עבור טרנזיסטור סיליקון: עבור דיודת סיליקון: עבור מעגל משולב: עבור משנק: 1.2 - משפחת עקומות. שיעור הכשל הכולל Slje ושיעור הכשלים של כל ה-CU ו-G, תוך התחשבות בתנאי ההפעלה lse, נקבעים על ידי הנוסחה: עבור 40°С: עבור 50°С: עבור 60°С: עבור Тav.e BU ו-G לפי הנוסחאות: עבור 40°С: עבור 50°С: ign:justify;text-indent:36.0pt;line-height: 150%">עבור 60°С: תוצאות חישוב כל הפרמטרים של רכיבי בלוק בקרה והגנה ניתנות בטבלה 1.3 - תוצאות חישוב. תלות בטמפרטורה ומוצגות באיור 1.1 - תלות בשיעור הכשל המתקבל א) וההסתברות הנובעת לפעולה ללא תקלות ב) CU ו-Z על הטמפרטורה. האמינות של יחידת הבקרה וההגנה המנותחת, תוך התחשבות בתנאי ההפעלה, הראתה שההסתברות להפעלה ללא תקלות של המערכת כולה פוחתת עם עלייה בטמפרטורה של האלמנטים ובשל השפעת תנאי הסביבה. את ההסתברות לפעולה ללא תקלות של המערכת, מומלץ להפחית את השפעת הסביבה על מרכיבי המערכת על ידי הגברת אטימות הקליפות של האלמנטים, כמו גם מניעת התחממות יתר של האלמנטים על ידי שימוש במערכות טובות יותר הִתקָרְרוּת. האמינות של כל החפצים תלויה גם במקדם העומס, ככל שהוא גדול יותר, מהימנות החפץ פוחתת.

ניתן לפתור בעיה זו על ידי הפחתת מקדם העומס עבור אותו אובייקט, או על ידי החלפת אובייקט זה בחפץ בעל הספק רב יותר באותו מקדם עומס, אך הדבר קשור לעלייה בעלויות כלכליות, נפחים, משקל, מידות, ועלויות החשמל. לפיכך, נמצא מבנה שבתנאים של מגבלות כלכליות הוא בעל האמינות הגדולה ביותר, או נמצא וריאנט של המבנה שעבורו בהגבלת מהימנות עלות העלויות הקטנה ביותר.

אילו גורמים משפיעים על האמינות של ציוד חשמלי

הניסיון התפעולי מראה שאמינות הציוד החשמלי תלויה בגורמים רבים ומגוונים, אותם ניתן לחלק באופן מותנה לארבע קבוצות; קונסטרוקטיבי, ייצור, התקנה, תפעולי.

גורמי עיצובעקב התקנת אלמנטים לא אמינים במכשיר; חסרונות של פתרונות מעגל ועיצוב שאומצו במהלך התכנון; השימוש ברכיבים שאינם עומדים בתנאי הסביבה.

גורמי ייצורנגרמים מהפרות של תהליכים טכנולוגיים, זיהום האוויר מסביב, מקומות עבודה ומכשירים, בקרת איכות ירודה של ייצור והתקנה וכו'.

במהלך התקנת מכשירים חשמלייםניתן להפחית את המהימנות שלהם אם לא יעמדו בדרישות הטכנולוגיה.

תנאי שימושיש את ההשפעה הגדולה ביותר על האמינות של מכשירים חשמליים. הלם, רטט, עומס יתר, טמפרטורה, לחות, קרינת שמש, חול, אבק, עובש, נוזלים וגזים מאכלים, חשמל ו שדה מגנטי- הכל משפיע על פעולת המכשירים. תנאי הפעלה שונים יכולים להשפיע על חיי השירות והאמינות של מתקנים חשמליים בדרכים שונות.

עומסי הלם ורטטלהפחית באופן משמעותי את האמינות של מכשירים חשמליים. ההשפעה של עומסי הלם-רעידות יכולה במקרים מסוימים להיות משמעותית יותר מהשפעה של עומסים מכניים אחרים, כמו גם חשמליים ותרמיים. כתוצאה מהשפעה מתחלפת ארוכת טווח של עומסי זעזועים-רעידות קטנים אפילו, מצטברת עייפות באלמנטים, מה שמוביל בדרך כלל לכשלים פתאומיים. בהשפעת רעידות וזעזועים, רבים נזק מכניאלמנטים מבניים, הידוקיהם נחלשים והמגעים של חיבורים חשמליים נשברים.

עומסים במצבי פעולה מחזורייםהקשורים להפעלה וכיבוי תכופים של מכשיר חשמלי, כמו גם עומסי הלם-רעידות, תורמים להופעה ולהתפתחות של סימני עייפות אלמנטים. האופי הפיזי של הסיכון המוגבר לכשלים במכשירים כאשר הם מופעלים וכיבויים הוא שבזמן ארעיות מתרחשים זרמי-יתר ומתחי-יתר באלמנטים שלהם, שלעתים קרובות ערכם עולה בהרבה (אם כי בקצרה) מהערכים המותרים בתנאים הטכניים. .

עומסי יתר חשמליים ומכנייםמתרחשים כתוצאה מתקלה במנגנונים, שינויים משמעותיים בתדירות או במתח של רשת האספקה, עיבוי סיכה של מנגנונים במזג אוויר קר, חריגה מטמפרטורת הסביבה הנומינלית בתכנון בתקופות מסוימות של השנה והיום וכו' עומסי יתר. להוביל לעלייה בטמפרטורת החימום של הבידוד של מכשירים חשמליים מעל המותר ולירידה חדה בחיי השירות שלו.

השפעות אקלימיות, יותר מכל, הטמפרטורה והלחות משפיעים על האמינות והעמידות של כל מכשיר חשמלי.

בְּ טמפרטורות נמוכות חוזק ההשפעה של חלקי מתכת של מכשירים חשמליים יורד: ערכי הפרמטרים הטכניים של אלמנטים מוליכים למחצה משתנים; יש "הדבקה" של מגעי הממסר; גומי מתפרק.

עקב הקפאה או עיבוי של חומרי סיכהפעולתם של מתגים, ידיות בקרה ואלמנטים אחרים מופרעת. טמפרטורה גבוההגם לגרום נזק מכני וחשמלי לאלמנטים של מכשיר חשמלי, להאיץ את שחיקתו והזדקנותו.

השפעה של טמפרטורה גבוההעל אמינות פעולתם של מכשירים חשמליים מתבטאת במגוון רחב של צורות: נוצרים סדקים בחומרי בידוד, התנגדות הבידוד יורדת, מה שאומר שהסיכון לתקלות חשמל עולה, האטימות נשברת (תרכובות מזיגה והספגה מתחילות לדלוף. כתוצאה מכשל בידוד בפיתולים של אלקטרומגנטים, מנועים חשמליים ושנאים לטמפרטורה מוגברת יש השפעה ניכרת על פעולת האלמנטים המכניים של מכשירים חשמליים.

תחת השפעת לחותקורוזיה מהירה מאוד של חלקי מתכת של מכשירים חשמליים מתרחשת, עמידות פני השטח והנפח של חומרי בידוד יורדת, מופיעות דליפות שונות, הסיכון להתמוטטות פני השטח עולה בחדות, נוצר עובש פטרייתי, בהשפעת פני השטח של החומרים קורוזיס והחשמל. מאפיינים של מכשירים מתדרדרים.

אָבָק, נכנס לחומר הסיכה, מתיישב על חלקים ומנגנונים של מכשירים חשמליים וגורם לבלאי מהיר של חלקי שפשוף וזיהום של הבידוד. אבק מסוכן ביותר למנועים חשמליים, אליהם הוא נכנס עם אוויר נשאב לאוורור. עם זאת, באלמנטים אחרים של מכשירים חשמליים, הבלאי מואץ במידה רבה אם אבק חודר דרך האטמים אל משטח החיכוך. לכן, עם תכולת אבק גבוהה, ישנה חשיבות מיוחדת לאיכות האיטומים של רכיבי מכשיר חשמלי ותחזוקתם.

איכות הפעולה של מכשירים חשמליים תלויה במידת התוקף המדעי של שיטות הפעולה בהן נעשה שימוש ובכישוריהם של אנשי התחזוקה (הכרת החלק החומרי, התיאוריה והפרקטיקה של מהימנות, היכולת לאתר ולתקן במהירות תקלות, וכו.). שימוש באמצעי מניעה (תחזוקה, בדיקות, בדיקות), תיקונים, שימוש בניסיון בהפעלת מכשירים חשמליים מבטיחים את אמינותם התפעולית הגבוהה יותר.

אמינות תפעול מחוון ציוד חשמלי mtbf

בִּיבּלִיוֹגְרָפִיָה

1. אוסף בעיות על תורת המהימנות / א.נ. פולובקו, I.M. מליקוב.-מ: סוב. רדיו, 1972.-408 עמ', ill. 2. פבזנר ל.ד. אמינות של ציוד חשמלי לכרייה ואמצעים טכניים לאוטומציה של מכרות. - מ.: נדרה, 1983. - 198 עמ', ill.

מתארח ב- Allbest.ru

מסמכים דומים

האינדיקטורים העיקריים לאמינות הציוד החשמלי, אינדיקטורים לאי תקלות של אובייקטים, תחזוקה, עמידות והתמדה של ציוד חשמלי. קביעת קרן המילואים של ציוד חשמלי, תכונות האבחון הטכני שלה.

מדריך, נוסף 26/04/2010


אינדיקטורים לאי תקלה של ציוד חשמלי: הסתברות לאי תקלה, צפיפות הפצה ושיעור הכשל. זמן ממוצע עד לכישלון. אינדיקטורים של זמן פעולה של ציוד, פיזור של גודל. חישוב מדדי אמינות.

עבודת לימוד, התווספה 25/09/2014


המשימה למצוא את ההסתברות לפעולה ללא תקלות של מתקן חשמלי עם כל המרכיבים המרכיבים אותו. אמינות כמדד הטכני והכלכלי החשוב ביותר לאיכות של כל מכשיר טכני. אמינות מבנית של מכונה חשמלית.

עבודת בקרה, נוסף 31/03/2009


תיאור האמצעים העיקריים שמטרתם לשפר את האמינות התפעולית של ציוד חשמלי. צורות של ניטור מצב חלקים נושאי זרם וחיבורי מגע. תחזוקת תחנות משנה לצרכן. תפעול שמן שנאי.

תקציר, נוסף 24/12/2008


הצדקה של תדירות התיקונים השוטפים של ציוד חשמלי. תיאור הטכנולוגיה של התיקון הנוכחי של המנוע החשמלי. פריסת האתר לתחזוקה ותיקון ציוד חשמלי. בחירת ציוד לאבחון ותיקון. משימות עיצוב.

עבודת קודש, נוספה 27/02/2009


עקרונות לבחירת מתח רציונלי, מצב רשת ניטראלי ותכנית אספקת חשמל של תחנת משנה. ארגון תפעול ותיקון תחנת המשנאים "חדשה". הערכת מצב טכני ואמינות תפעולית של ציוד חשמלי.

עבודת קודש, נוספה 11/02/2009


ארגון תפעול מערכת החשמל להבטחת אספקת חשמל ללא הפרעה לצרכנים. הפעילויות העיקריות המתבצעות במהלך תחזוקה של ציוד חשמלי לשיפור יעילות עבודתו, סוגי עבודות מניעה.

תקציר, נוסף 12/05/2009


מודרניזציה של תחנת המשנאים של חנות הכלים של OAO NPK Uralvagonzavod; הבטחת האמינות של מערכת אספקת החשמל והציוד החשמלי: בחירת המספר האופטימלי של שנאים, ציוד מגן, חישוב כבלים וחוטים.

עבודת גמר, נוספה 25/11/2011


קביעת היקף העבודה על תפעול הציוד החשמלי של המיזם. הרשימה ומורכבות העבודות על תחזוקה ותיקון של ציוד חשמלי. מערכת תיקון ותחזוקה מונעת מתוזמנת של ציוד חשמלי.

עבודת קודש, התווספה 30/09/2013


צריכת החשמל בסך הכל ולפי סוג הצריכה. מתח מחובר של מקלטי חשמל. מאפיינים ואינדיקטורים כלכליים של עבודה. תדירות תחזוקה ותיקון של ציוד חשמלי. חישוב הצורך בחומרים.

עבודה בקורס

חישוב מדדי אמינות ציוד חשמלי

מבוא

אמינות אמינות ציוד חשמלי

תפקיד חשוב בתכנון של מערכות חשמל ממלאת הבעיה של הבטחת אמינות הפעולה של ציוד חשמלי. עם צמיחת התחרות בענף זה, גוברת האחריות הכלכלית של חברות להפרת התפעול הרגיל של מוצריהן. לכן, חברות יצרניות מעוניינות להבטיח את אמינות הציוד החשמלי (EE). בתנאים אלו, בעיית השמירה על האמינות והעמידות של EC ברמה הנדרשת מתחדדת יותר ויותר.

ניתוח כשל שבוצע באמצעות מפעל פיילוט בשטוטגרט (גרמניה) מראה ששיעור הבלאי הממוצע של EO הוא 58.5%. במהלך המחקר התקבלו באופן אמפירי מאפיינים כמותיים של זמן הכשל של המפעל, אשר ישמשו בעבודה זו.

מטרת העבודה היא לפתור שורה של בעיות:

-לנתח את מצב האמינות הנוכחי של ציוד חשמלי;

-לקבוע את המודל לחישוב המשאב הטכני של הציוד;

-לבצע חישובים באמצעות הנתונים הראשוניים ולהשוות את התוצאות לאינדיקטורים שהתקבלו באופן אמפירי.

מתודולוגיית מחקר. כדי לפתור את הבעיות שהוצגו בעבודה, נעשה שימוש בשיטות של ניתוח מערכת, מודלים מתמטיים, תורת הסתברות וסטטיסטיקה מתמטית, תורת התהליכים האקראיים וניתוח סטטיסטי ניסיוני של מהימנות.

.בחירת שיטת חישוב מהימנות

משימת חישוב המהימנות: קביעת מדדי המהימנות של אלמנט שאינו ניתן לשחזור על סמך נתונים על זמן פעולתו.

מטרת חישוב המהימנות היא לברר האם ניתן להשיג את המהימנות הנדרשת בטכנולוגיית הפיתוח והייצור הקיימת.

6 במהלך השנה.

רוב אינדיקטורים חשוביםמהימנות של אובייקטים שאינם ניתנים לשחזור - מחווני אמינות:

-הסתברות לפעולה ללא תקלות;

-צפיפות הפצת כשל;

-שיעור כישלון;

-פירוש הזמן לכישלון.

מדדי מהימנות מוצגים בשתי צורות (הגדרות):

-סטטיסטי (אומדנים לדוגמה);

הסתברותי.

הגדרות סטטיסטיות (אומדנים לדוגמה) של אינדיקטורים מתקבלות מתוצאות מבחני מהימנות.

נניח שבמהלך בדיקה של מספר מסוים של אובייקטים מאותו סוג, מתקבל מספר סופי של הפרמטר המעניין אותנו - זמן הפעלה עד כשל. המספרים המתקבלים מייצגים מדגם של כמות מסוימת מכלל "האוכלוסייה" הכוללת כמות בלתי מוגבלת של נתונים על זמן הכשל של האובייקט.

אינדיקטורים כמותיים המוגדרים עבור "האוכלוסייה הכללית" הינם אינדיקטורים אמיתיים (הסתברותיים), שכן הם מאפיינים באופן אובייקטיבי משתנה מקרי - זמן עד כישלון.

אינדיקטורים שהוגדרו למדגם, ומאפשרים להסיק כמה מסקנות לגבי משתנה מקרי, הם אומדנים סלקטיביים (סטטיסטיים). ברור שעם מספר גדול מספיק של ניסויים (מדגם גדול), ההערכות מתקרבות לאינדיקטורים הסתברותיים.

הצורה ההסתברותית של ייצוג אינדיקטורים נוחה לחישובים אנליטיים, והצורה הסטטיסטית למחקר ניסיוני של מהימנות.

כדי לייעד אומדנים סטטיסטיים, נשתמש בסימן מלמעלה.

הבה נקבל את ערכת המבחנים הבאה להערכת מהימנות.

תן N אובייקטים סדרתיים זהים להיבדק. תנאי הבדיקה זהים, ובדיקות של כל אחד מהאובייקטים מתבצעות עד לכישלונו.

הבה נציג את הסימון הבא:

= (0, t 1, … t נ ) = (t) - ערך אקראי של זמן הכשל של האובייקט;

(t) הוא מספר האובייקטים שפועלים עד לזמן הפעולה t; (t) הוא מספר האובייקטים שנכשלו עד למועד הפעולה t;

T הוא משך מרווח הזמן ההפעלה.

מאחר ובהמשך ההגדרה של הערכות מדגם מבוססת על מודלים מתמטייםתורת ההסתברות וסטטיסטיקה מתמטית, אז להלן המידע הבסיסי מתורת ההסתברות.

.אינדיקטורים של פעולה בטוחה בכשל של ציוד חשמלי

2.1 הסתברות לפעולה ללא תקלות (PBR)

ההערכה הסטטיסטית של ה-WBR (פונקציית מהימנות אמפירית) נקבעת על ידי:

היחס בין מספר האובייקטים N(t) שעבדו ללא תקלה עד למועד הפעולה t, למספר האובייקטים הניתנים לשירות בתחילת הבדיקות (t = 0) - למספר הכולל של האובייקטים N האומדן של ה-WBF יכול להיחשב כאינדיקטור לחלקם של אובייקטים הניתנים לתפעול עד לזמן הפעולה t.

מכיוון ש-N(t) = N - n(t), אז ה-FBG ב-(1)

איפה - הערכת ההסתברות לכישלון (VO).

בהגדרה הסטטיסטית, ציון VO ​​מייצג פונקציית התפלגות כשל אמפירית.

מכיוון שהאירועים המורכבים מהתחלה או אי התחלה של כישלון עד למועד הניתוח הם הפוכים, אז

קל לוודא שה-WBF הוא פונקציה פוחתת, וה-VO הוא פונקציה הולכת וגדלה של זמן הפעולה.

בֶּאֱמֶת:

-בתחילת הבדיקה t = 0, מספר האובייקטים הניתנים להפעלה שווה למספר הכולל שלהם N(t) = N(0) = N, ומספר האובייקטים שנכשלו הוא -(t) = n(0) = 0 , לכן

-במהלך זמן ההפעלה t?? כל האובייקטים שיועמדו למבחן ייכשלו, כלומר. N(?) = 0, ו-n(?) = N, אז (ט) = (?) = 0, ו-(t) = (?) = 1.

הגדרה הסתברותית של WBR:

לפיכך, ה-PBR הוא ההסתברות שהערך האקראי של זמן עד כישלון T אינו קטן מזמן מסוים t.

ברור, VO תהיה פונקציית התפלגות של משתנה אקראי T ומייצגת את ההסתברות שהזמן עד לכישלון יהיה פחות מזמן נתון t:

עניין מעשי הוא קביעת ה-PBR במרווח זמן הפעולה, בתנאי שהאובייקט עבד ללא תקלות עד לתחילת מרווח t. אנו קובעים הסתברות זו באמצעות משפט הכפל ההסתברות והדגשת האירועים הבאים:

A = (פעולת אי-כשל של האובייקט עד לרגע t);

B = (פעולת אי-כשל של האובייקט במרווח? t);

C = A·B = (פעולת אי-כשל של האובייקט עד לרגע t + ?t).

ברור ש-P(C) = P (A·B) = P(A)·P (B|A), מכיוון שהאירועים A ו-B יהיו תלויים.

ההסתברות המותנית P (B|A) מייצגת את ה-FBG P (t, t + ?t) במרווח , אז

VO במרווח זמן ההפעלה, תוך התחשבות (7), שווה ל:

2.2 התפלגות צפיפות של כשלים (RDD)

הערכה סטטיסטית של הגנת טילים נקבעת על פי היחס בין מספר העצמים?n (t, t + ?t) שנכשלו במרווח זמן הפעולה למכפלת המספר הכולל של העצמים N ומשך מרווח זמן הפעולה ?t.

מכיוון ש-?n (t, t + ?t) = n (t + ?t) - n(t), כאשר n (t + ?t) הוא מספר האובייקטים שנכשלו עד לזמן הפעולה t + t, אז ניתן לייצג את אומדן ההגנה מפני טילים:

איפה (t, t + ?t) - אומדן VO במרווח זמן הפעולה, כלומר. תוספת VO לכל ?

ציון PRO מייצג את "שיעור" הכישלונות, כלומר. מספר התקלות ליחידת זמן פעולה, הקשור למספר האובייקטים הראשוני.

ההגדרה ההסתברותית של הגנת טילים נובעת מ-(10) כאשר מרווח זמן ההפעלה נוטה ל-?t ? ט 0והגדלת גודל המדגם N ? ?

ABM היא בעצם צפיפות ההתפלגות (צפיפות ההסתברות) של המשתנה האקראי T של זמן הכשל של האובייקט.

מכיוון ש-Q(t) היא פונקציה לא יורדת של הארגומנט שלו, אז

PRO f(t) מאפיין את תדירות הכשלים (או VO מופחת), שבאמצעותם מופצים ערכים ספציפיים של זמן הפעולה של כל N האובייקטים

(ת 1, …, ט נ ) המהווה ערך אקראי של זמן פעולה T לפני כשל של אובייקט מסוג זה. נניח, כתוצאה מבדיקות, נמצא שערך זמן הפעולה t אני טבוע המספר הגדול ביותרחפצים. כפי שמעיד הערך המרבי f(t אני ). להיפך, זמן פעולה גדול t י תועד רק עבור כמה אובייקטים, ולכן התדר f(t י ) המראה של זמן פעולה כזה על הרקע הכללי יהיה קטן.

הבה נשים על ציר האבססיס זמן פעולה t ומרווח זמן פעולה קטן לאין שיעור עם רוחב dt צמוד ל-t.

אז ההסתברות להכות בערך אקראי של זמן פעולה T בקטע אלמנטרי ברוחב dt (עד אינסופיים מסדר גבוה יותר) שווה ל:

כאשר f(t) dt הוא אלמנט ה-VO של האובייקט במרווח (מבחינה גיאומטרית, זהו השטח של המלבן המוצלל על סמך הקטע dt).

באופן דומה, ההסתברות שזמן הריצה T ייפול לתוך המרווח שווה ל:

אשר מתפרש גיאומטרית על ידי השטח מתחת לעקומה f(t) בהתבסס על הקטע .

ניתן לבטא VO ו-VBR במונחים של פונקציית PRO.

מאז Q(t) = P (T< t}, то используя выражение (13), получим

הארכת המרווח משמאל לאפס נובעת מכך ש-T לא יכול להיות שלילי. מאז P(t) = P (T ? t), אז

ברור ש-Q(t) הוא השטח מתחת ל-f(t) משמאל ל-t, ו-P(t) הוא השטח מתחת ל-f(t) מימין ל-t. מכיוון שכל זמני הפעולה שהתקבלו במהלך הבדיקה נמצאים מתחת לעקומת f(t), אז

2.3 שיעור כשל (ROI)

הערכה סטטיסטית של IO נקבעת

היחס בין מספר האובייקטים ?n (t, t + ?t) שנכשלו במרווח הזמן ההפעלה למכפלת המספר N(t) של אובייקטים הניתנים להפעלה בזמן t ומשך מרווח הזמן ההפעלה ?t .

בהשוואה בין (9) ו-(17), ניתן לציין ש-IE מאפיין באופן מלא יותר את מהימנות האובייקט בזמן הפעולה t, מכיוון מראה את תדירות הכשלים הקשורים למספר האובייקטים הניתנים להפעלה בפועל בזמן הפעולה t.

אנו מקבלים את ההגדרה ההסתברותית של IR על ידי הכפלה וחלוקה של הצד הימני של הביטוי (17) ב-N

אם לוקחים בחשבון (10), אומדן IE ניתן לדמיין

מאיפה כאשר שואפים? 0 ו-N? ? אנחנו מקבלים

3.מאפיינים מספריים של אמינות

.1 זמן ממוצע עד לכישלון

האינדיקטורים הפונקציונליים לעיל של אמינות P(t), Q(t), f(t) ו ?(t) תאר במלואו את הערך האקראי של זמן הפעולה T = (t). במקביל, לפתור סדרה משימות מעשיותאמינות, זה מספיק כדי לדעת כמה מאפיינים מספרייםהמשתנה האקראי הזה, וקודם כל, הזמן הממוצע עד לכישלון.

הערכה סטטיסטית של הזמן הממוצע עד לכישלון

שבו ti - זמן לכשל של האובייקט ה-i.

עם הגדרה הסתברותית, הזמן הממוצע עד לכישלון הוא התוחלת המתמטית (MO) של המשתנה האקראי T ונקבע:

שימוש בביטוי להתפלגות הצפיפות של כשלים

ואינטגרציה לפי חלקים, אפשר לשנות את T0 לנפש

תוך התחשבות בעובדה ש-P(0) = 1, P(?) = 0.

מכאן נובע שהזמן הממוצע עד לכישלון מתפרש גיאומטרית כשטח מתחת לעקומת P(t) - איור. 1.

ברור, עם עלייה בדגימת הבדיקה N, הזמן הממוצע האריתמטי (אומדן 0) מתכנס בהסתברות ל-MO של זמן עד כישלון.

התפתחויות MO פירושו הזמן המתמטי הצפוי עד לכישלון של אותו סוג של אלמנטים, כלומר. זמן ממוצע עד לכישלון הראשון.

3.2 אינדיקטורים מותנים של זמן פעולת הציוד

בפועל, גם אינדיקטורים מעניינים, שערכיהם מראים את זמן הפעולה הממוצע המותנה של הציוד:

) זמן שימושי ממוצע נקבע בתנאי שעם הגעה לזמן ההפעלה t 1כל המתקנים התפעוליים הנותרים מושבתים;

) משך הזמן הממוצע של העבודה הקרובה בתנאי שהאובייקט עבד ללא רבב על המרווח (0, t1 ).

סיבות לשימוש באינדיקטורים אלה:

אובייקטים אמינים במיוחד (אלמנטים של מעגלים אלקטרוניים), ככלל, מופעלים לתקופה קצרה יותר מ-T 0(טקס< T0), כלומר. מוחלפים עקב התיישנות לפני שהספיקו לצבור T0 .

לעתים קרובות, עבור חפצים אלה, תקופת הבדיקה מצטמצמת (מתבצעת עד להתפתחויות התואמות להתיישנותם), לכן T 0במקרה זה מובן כזמן הפעולה הממוצע שהיה מתרחש במציאות אם ה-IE היה נשאר כפי שהיה בו תקופה התחלתיתמבחנים.

זמן שימושי ממוצע (באנלוגיה ל-T0 ):

משך ממוצע של עבודה קרובה

קשר בין שני מדדים

עם הסובלנות של פיזור הערכים המקובלים, זה יכול להיות מאפיין ממוצע של משך הפעולה ללא תקלות של ציוד חשמלי.

3.3 פיזור מעריכים של משתנה מקרי

יחד עם זאת, זמן הפעולה הממוצע אינו יכול לאפיין באופן מלא את פעולת האובייקט ללא תקלות.

אז, עם זמן ממוצע שווה עד כישלון T 0המהימנות של אובייקטים 1 ו-2 יכולה להיות שונה למדי. בשל הפיזור הגדול יותר של זמן עד כישלון, אובייקט 2 עשוי להיות פחות אמין מאובייקט 1.

לכן, להעריך את מהימנות האובייקט מבחינת הערך יש צורך גם לדעת את מדד הפיזור של המשתנה האקראי T = (t), על זמן הפעולה הממוצע T0 .

מדדי פיזור כוללים שונות וממוצע סטיית תקן(RMS) זמן עד כישלון.

פיזור של משתנה אקראי של זמן פעולה:

הערכה סטטיסטית

הגדרה הסתברותית של סטיית תקן

זמן ממוצע לכישלון T 0ולסטיית תקן של זמן פעולה S יש את הממד [יחידה. זמן הפעלה], והפיזור D - [יחידה. התפתחויות 2 ].

.עיבוד נתונים ניסיוניים

.1 חישוב מדדי מהימנות

בהתאם לכללי הפעולה של ציוד חשמלי, ההסתברות לפיצוץ במוצר בודד לא תעלה על 10 -6 במהלך השנה.

הסתברות לכשל בחיבור נפץ V-th בזמן t (k=1, n):

היכן הזמן הממוצע עד לכשל הראשון בחיבור הנפץ ה-V.

הנוסחה עבור יכולה להיות מיוצגת כך:

כאשר dn הוא מרווח הזמן הממוצע בין התרחשויות מסוג הסיכון j-th באלמנט k-th;

ד ק - זמן הקיום הממוצע של סכנה מסוג j-th, שנתפס ביסוד k-th.

על פי נתונים אמפיריים, הערכים ההתחלתיים הם:

dn =175200 שעות

ד k=0.146 ח.

t=365 8=2920 שעות.

4.2 ניתוח מתאם של נתונים

תקלה של מתקן חשמלי, ברוב המקרים, נובעת מחימום חלקיו ל טמפרטורה קריטית, שווה בערך ל-135 מעלות צלזיוס. החימום מתבצע באמצעות זרם, העובר דרך החלקים נושאי הזרם של המתקן. ניתוח של תהליך זה והגורמים המשפיעים עליו מאפשר לנו לזהות את מקורות הבעיה, להסיק מסקנה לגבי האפקטיביות שיטות קיימותבקרת חימום ומציעים מערכת כיבוי חירום נאותה.

נושא המחקר במאמר זה הוא הטמפרטורה בחלקים שונים של המתקן החשמלי, הנקראת על ידי חיישני טמפרטורה המרווחים באופן שווה לאורך המתקן. נתוני הניסוי לתקופה של שלוש שנות פעילות המתקן נשקלים.

ניתן לחזות את רגע הכשל של ציוד חשמלי באמצעות ניתוח מתאם של נתונים אמפיריים.

ניתוח מתאם הוא חישוב המבוסס על מידע סטטיסטי, במטרה להעריך מתמטית את הקשר הממוצע בין משתנה תלוי למשתנה או משתנים בלתי תלויים. במקרה זה, משתנים אלה הם זמן וטמפרטורה. ניתוח מתאם הוא שיטה לביסוס קשר ולמדידת אטימותו בין תצפיות שיכולות להיחשב אקראי ולבחור מתוך אוכלוסייה המופצת על פי חוק נורמלי רב משתנים.

מתאם הוא קשר סטטיסטי שבו ערכים שוניםמשתנה אחד מתאים לאמצעים שונים של השני. מתאם יכול להתרחש בכמה דרכים. החשוב שבהם הוא התלות הסיבתית של השונות של התכונה הנובעת בשינוי בתכונה הפקטוריאלית. בנוסף, ניתן לראות קשר מסוג זה בין שתי תופעות מאותה סיבה. יש להכיר בתכונה העיקרית של ניתוח המתאם שהוא קובע רק את עובדת קיומו של מערכת יחסים ואת מידת קרבתו, מבלי לחשוף את הסיבות לה.

מקדם המתאם הוא ערך שיכול להשתנות בין +1 ל-1. במקרה של מתאם חיובי מלא, מקדם זה שווה לפלוס 1, ובמקרה של מתאם שלילי מלא, הוא מינוס 1.

מקדם המתאם (r) הוא אינדיקטור פרמטרי, שלצורך חישובו מושווים הממוצעים וסטיות התקן של תוצאות שתי מדידות. בכך נעשה שימוש בנוסחה

(3.9)

איפה? XY הוא סכום התוצרים של הנתונים מכל זוג;

n הוא מספר הזוגות;

X - הערך הממוצע של המשתנה X;

Y - הערך הממוצע של המשתנה Y;

Sx - סטיית תקן עבור התפלגות x;

Sy היא סטיית התקן עבור התפלגות y.

מקדם מתאם של כל עקומה, KRKR1KR2KR3KR4KR5KR60.690.540.87-0.33-0.010.74

בהתבסס על ניתוח המתאם שבוצע בתוכנית MS Excel, אנו יכולים לשרטט תלות גרפית של זמן פעולת המפעל בטמפרטורה (גרף 2).

לפיכך, עם מידה מתאימה של הסתברות, אנו יכולים לומר כי אורך החיים הממוצע של התקנה זו במצב זה הוא חמש שנים.

התלות של חיי המתקן החשמלי בטמפרטורה (תחזית מבוססת על ניתוח מתאם)

סיכום

בעבודה זו בוצע עיבוד נתוני ניסוי שנאספו בשיטה מואצת על פני תקופה של שלוש שנים. הם מייצגים את התלות של הטמפרטורה בקטעי המתקן החשמלי בזמן f=T(t). ערך הטמפרטורה במהלך הניסוי נלקח מחיישני טמפרטורה המרווחים באופן שווה לאורך המתקן.

בוצע חישוב של מאפיינים הסתברותיים של תלות T(t).

נבנה מודל הסתברותי של התלות של התפלגות הטמפרטורה לאורך המתקן החשמלי בזמן T(t). לצורך בנייתו, במאמר זה, מזוהים הפרמטרים העיקריים של תהליך אקראי: המחלקה של תהליך אקראי וצפיפות הוודאות המיידית P (U, t) על ידי קירובו עם חוקי התפלגות מסוימים. מודלים הסתברותיים נבנים עבור כל חלק של המנורה והזמן.

מוצע להעריך את הנייחות של פונקציה אקראית של טמפרטורה לפי השונות של M והשונות של הפונקציה המרוכזת D עבור מכלול המימושים שלה במרווח הישנות השווה לחודש אחד. להערכה מדויקת יותר של תהליך אקראי, מוצעת הערכה כמותית קפדנית של השונות של המאפיינים המספריים שלו עד לפונקציית מתאם.

הערכת מדד השונות M של התהליך על כל מרווח של נייחות יחסית מוצעת להתבצע על ידי הפרמטרים הבאים:

• ציפייה מתמטית M, בממוצע על פני המרווח של טלוויזיה נייחות יחסית;
• השונות הממוצעת D של אומדן התהליך הבלתי מוטה;
• סטיית התקן של אומדן הממוצע הבלתי מוטה.

בוצע ניתוח מתאם של נתוני ניסוי f=T(t). עם זה, אתה יכול לחזות את רגע הכישלון של המנורה. עקומת הממוצע המתקבלת המתקבלת מציגה את התפלגות הטמפרטורה על פני מרווחי זמן (מרווחי נייחות). ניתן להשתמש בו כדי לשפוט את זמן הפעולה של המנורה עד שהיא מגיעה לרמת טמפרטורה קריטית.

בוצע חישוב האמינות של ציוד תאורה בהשפעת עומסי טמפרטורה. חישוב המהימנות חושף את ההסתברות לכישלון שלו בזמן השווה לשנה ואת הזמן הממוצע עד לעליית הטמפרטורה הראשונה לרמה קריטית.

ניתוח של הנושאים המכוסים מאפשר לנו להסיק ששיטות בקרת החימום הקיימות יעילות ומציעות מערכת כיבוי חירום נאותה.

בִּיבּלִיוֹגְרָפִיָה

1.חישוב מהימנות מערכת אספקת החשמל: שיטה. הנחיות לביצוע הבדיקה / נ.ב. פינצ'וק. - חרקוב: בית ההוצאה לאור של KhVGUPS, 2009. - 15 עמ': ill.

2.גוק, יו.בי. חישוב האמינות של מעגלי אספקת החשמל / Yu.B. גוק, מ.מ. סיננקו, V.A. טרמיאסוב. - Energoatomizdat, לנינגרד. מחלקה, 1990. - 216 עמ': ill.

.Kovalev A.P., Belousenko I.V., Mukha V.P., Shevchenko A.V. על אמינות ההגנות המקסימליות הנוכחיות המיושמות ברשתות של מכרות פחם. - חשמל, 1995, מס' 2, עמ'. 17-20.

שיעורי עזר

צריכים עזרה בלימוד נושא?

המומחים שלנו ייעצו או יספקו שירותי הדרכה בנושאים שמעניינים אותך.
הגש בקשהמציין את הנושא עכשיו כדי לברר על האפשרות לקבל ייעוץ.

היעילות והאמינות של הפעולה של ציוד כוח חשמלי של מערכות אספקת חשמל תלויות במצב הטכני שלה. לציוד חשמלי מודרני יש אמינות גבוהה למדי. עם זאת, במהלך הפעולה בהשפעת תנאים חיצוניים ואופני פעולה, המצב הראשוני של הציוד מתדרדר ללא הרף, האמינות התפעולית יורדת והסיכון לתקלות עולה.

נכון להיום, בתעשיית החשמל, על מנת לבצע פעולת ייצור ולשמור על המצב הטכני של הציוד בהתאם לדרישות התיעוד הרגולטורי והטכני (כללים לתפעול טכני של תחנות כוח ורשתות, כללים לארגון תחזוקה ו תיקון ציוד, מבנים ומבנים של תחנות כוח ורשתות), מערכת של תיקונים מונעים מתוכננים (PPR). הקריטריון הטכני והכלכלי העיקרי למערכת PPR הוא מינימום של השבתת ציוד על בסיס רגולציה קפדנית של מחזורי תיקון. בהתאם לקריטריון זה, תדירות והיקף עבודות התחזוקה והתיקונים נקבעים על פי תקנים סטנדרטיים שנקבעו מראש לכל סוגי הציוד. גישה זו מונעת בלאי מתקדם של הציוד ומפחיתה את פתאומי הכישלון שלו.

מערכת PPR מאפשרת להכין תוכנית תיקון הניתנת לניהול וצפוי לתקופה ארוכה: לפי סוג התיקון, לפי סוג הציוד, לפי תחנות משנה ואזורי רשת, לפי מערכות אספקת חשמל בכלל. הקביעות של מחזורי התיקון מאפשרת לבצע תכנון ארוך טווח של מצבי אספקת חשמל, כמו גם לחזות משאבי חומר, כספים ועבודה, את השקעות ההון הנדרשות בפיתוח בסיס ייצור תיקון החשמל. הדבר מפשט את תכנון אמצעי המניעה, מאפשר לבצע הכנה מוקדמת לעבודות תיקון, לבצע אותן בזמן הקצר ביותר, לשפר את איכות התיקונים ובסופו של דבר להגביר את אמינות אספקת החשמל לצרכנים. לפיכך, מערכת PPR נועדה לשמור על פעילות אמינה של הציוד בתנאים של תכנון ובקרה מרכזיים בעיקר.

עם זאת, שיטת ה-PPR בתנאים הכלכליים החדשים אינה מבטיחה במקרים רבים קבלת החלטות מיטביות. זאת בשל העובדה שמינוי עבודת מניעה מתבצעת על בסיס קבוע ואינה תלויה במצב בפועל של הציוד החשמלי במועד תחילת התיקון; לוחות זמנים של עבודה מונעת אינם קובעים את העדיפות של הכנסת סוגים שונים של ציוד חשמלי לתיקון; בעת עריכת לוחות זמנים, מספר הגבלות (טכנולוגיות, חומריות, זמניות, עבודה) לרוב אינן נלקחות בחשבון, והאופטימיזציה שלהן אינה ניתנת מנקודת מבט של ניהול רציונלי של מצבי תהליך ההפעלה ושימוש שלם יותר במשאב. של כל ציוד חשמלי. כמו כן, למערכת PPR עוצמת עבודה גבוהה של עבודה מונעת, הדורשת מספר לא מבוטל של אנשי תיקונים. כאשר מבצעים תחזוקה מונעת באמצעות תקופות ממוצעות מתקבלות סטטיסטית, גם אם קיימים גורמי תיקון לתנאי הפעלה ולמצבי הפעלה, ללא קביעה מדויקת של המצב הטכני, לא ניתן להבטיח שתקלות בציוד החשמלי לא יתרחשו במהלך תקופת השיפוץ.

במתקני חשמל בודדים, מספר התקלות במהלך השנה מגיע לכמה עשרות, ותת אספקת החשמל השנתית מגיעה לכמה מיליארדי קילוואט-שעה. סך כל הציוד החשמלי בארץ, העומד בו זמנית בטלות בתיקוני חירום, הוא כמה אלפי יחידות בהספק כולל של עשרות מיליוני קילוואט. במקרה זה, קודמים לרוב התקלות סוג כזה או אחר של נזק מצטבר, וזמן ההפעלה בפועל של ציוד חשמלי שנמצא במבנה של מחזורי תיקון, ככלל, אינו נלקח בחשבון. עם שיעור תאונות כה גבוה, הבעיה של הבטחת אמינות הציוד החשמלי במהלך הפעולה הופכת בראש סדר העדיפויות.

עד כה פותחו מגוון שלם של מערכות מידע, שיטות ואמצעים לניטור מצב טכני ואבחון של ציוד חשמלי. ההקדמה הנרחבת שלהם יוצרת תנאים ליישום טכנולוגיה חדשה להפעלת ציוד חשמלי, תוך התחשבות במצב הטכני.

הבעיה הכללית של שיפור מערכת התחזוקה והתיקון (TOR) של ציוד חשמלי כוללת את הפתרון של המשימות הבאות:

 ארגון מיטבי של אבחון ובקרה על המצב הטכני של ציוד חשמלי;

 הערכה ותחזית של מהימנות תפעולית של ציוד חשמלי;

 אופטימיזציה של התזמון של ASEZ;

 קביעת הנפח האופטימלי של TOR;

 בחירת אסטרטגיה רציונלית לניהול ASEZ;

 בחירת אסטרטגיה לניהול תפעול ציוד חשמלי;

 תכנון TOR לציוד חשמלי תוך התחשבות במצב הטכני.

לפיכך, העיקרון העיקרי של הטכנולוגיה החדשה לניהול המצב הטכני של ציוד חשמלי הוא שיטת ה-TOR של חפצים, המבוססת על התבוננות אינדיבידואלית של שינויים אמיתיים במצב הטכני של הציוד במהלך הפעולה. אז מערכת TOP היא מערכת כללים המספקים את השליטה שצוינה על פעולת הייצור של ציוד חשמלי על בסיס ניטור מצבו הטכני.

פיתוח טכנולוגיה להגברת האמינות

אספקת חשמל של חשמל במתח נמוך

רשתות במצבי הפעלה לא נורמליים

FGBOU VO "אוניברסיטת אורנבורג",

אורנבורג

נכון לעכשיו, הדרישות לאמינות אספקת החשמל של רשתות חשמל במתח נמוך גדלות באופן משמעותי. איחוד של ESSs אזוריים, שיפור איכות ציוד החשמל והיציבות, פיתוח ויצירת חיבורים הדדיים, הצגת אוטומטיות חירום מודרניות הגדילו משמעותית את האמינות של כל הצרכנים, כולל צרכנים המופעלים על ידי רשתות חשמל במתח נמוך.

לצד זאת, התהליך המתמשך של הגדלת עומסי החשמל, העמקת התהליכים הטכנולוגיים והרחבתם, גידול משמעותי ביכולות היחידות של יחידות תעשייתיות מציבים דרישות גבוהות עוד יותר לאמינות אספקת החשמל ולאיכות האנרגיה החשמלית.

אז מה הם אופני הפעולה החריגים של רשת החשמל, ככלל, הם קשורים לעלייה בזרם (זרם יתר), מה שמוביל לקצרים, מתחי יתר אטמוספריים ומיתוגים, עומסי יתר. מצבים חריגים אלו עלולים להוביל לנזק לרשתות חשמל עם ציוד כלול בהן, וליצור מצבים המסוכנים לאנשי התחזוקה. מכאן יש להסיק שיש להגן על רשתות ומתקנים מפני עומסי יתר וזרמי קצר חשמליים. לעתים קרובות, האמינות של רשתות חשמל במתח נמוך תלויה בצמתים הראשיים ברמה העליונה של ההיררכיה.

בתנאים של בלאי גבוה של הציוד הראשי, ההסתברות לקצרים שיוצרים נפילות מתח עולה מדי שנה. במצב זה, בעיות האמינות של אספקת החשמל מוקצות לצרכני החשמל עצמם. עבור ארגונים עם תהליכים טכנולוגיים מורכבים, כמו גם עבור ארגונים המשתמשים בכלי אוטומציה כדי לפתור את הבעיות שלהם, נושא זה הוא הרלוונטי ביותר. כידוע, פעולתם של מנועים חשמליים במתח גבוה, מנועים חשמליים מונעי משאבה והתקני בקרה של אלמנטים שונים של מערכות הקשורות לתהליך הטכנולוגי מושפעת מירידה במתח האספקה ​​בטווח קצר.

התקנים להפעלה אוטומטית של מקור כוח גיבוי (ATS).

ככלל, ממסר תת-מתח משמש כאלמנט ההתחלה העיקרי במכשירים אלה. יש צורך שהצרכן יקבל אספקת חשמל בהקדם האפשרי, למרות זאת, נעשה שימוש בעיכוב מכוון בפעולת אלמנט ההתחלה של ה-ATS. זה נעשה כדי למנוע פעולה מוגזמת של מכשירי ATS במקרה של קצר חשמלי בחלקים סמוכים של הרשת, כמו גם במקרה של הפעלה של התקני AVR של קווי אספקה. לכן, יש צורך להאט לזמן גדול מהשהיית הזמן המקסימלית של הגנת הממסר המשמשת בחלקים סמוכים של רשת זו, או לזמן גדול יותר מזמן ההשהיה להפעלת התקני סגירה מחדש. מכאן מסתכם שעיכוב הזמן לפעולת מכשיר ה-ATS יכול להגיע למספר שניות. כדי לשמור על המשכיות אספקת החשמל לתהליכים טכנולוגיים מורכבים, זמן החשיפה של מכשיר ה-ATS אינו מקובל, שכן יש אובדן מרובה של סינכרון של מנועים סינכרוניים חזקים, ניתוק מגע ומתנעים מגנטיים המשמשים למתח של 0.4 קילו וולט. , כשל של ציוד מבוקר תדר. כדי לבטל את הנזקים הנ"ל ולאספקת תהליכים טכנולוגיים קריטיים באספקת חשמל רציפה, פותח מכשיר BAVR מתקדם יותר, המתאפיין בהפעלה מהירה במיוחד. מכשיר ה-BAVR משתמש באלגוריתמים ייחודיים ופתרונות טכניים חדשים בהתקן בקרת ההתנעה של BAVR, ובכך מספק זמן תגובה לשעת חירום שנע בין 5 ל-12 אלפיות השנייה. כדי להגדיר את מכשיר ה-BAVR, נעשה שימוש בתוכנה מיוחדת, אשר לאישורה יש דיוק גבוה בקביעת מתחים, הספקים, זרמים בצמתי המעגל המשמשים. המציאות והאמינות של התוכנה כבר אושרו על ידי היישום והשימוש במכון "Giprotumenneftegaz", "Electroproject". היתרונות העיקריים של BAVR:

למכשיר ההפעלה יש זמן תגובה מינימלי למצב חירום של 5-12 שניות;

עובד באופן אמין בנוכחות מנועים סינכרוניים וא-סינכרוניים;

הוא פועל מבלי להיות קשור לציוד הגנת ממסר ואוטומציה, שכן (TP) ללא שימוש בציוד הגנת ממסר ואוטומציה המבוסס על BAVR, ניתן לארגן הגנה על כניסות MTZ, TO ו-ZMN;

המעבר הראשי למילואים מתבצע בהתאם לספקי הכוח במצב משותף

המכשירים העיקריים לזיהוי מצבי פעולה חריגים ברשתות חשמל.

מכשירים אלו מאפשרים לצמצם את זמן החיפוש והזיהוי של מצבי חירום המתרחשים ברשתות חשמל, תוך צמצום הנזק הנגרם לצרכן של רשת חשמל במתח נמוך.
המאפיין העיקרי של מכשירים אלו, הכלולים במתחם, הוא בחירה פשוטה של ​​מידע ללא הצטרפות קו מתח גבוה, מבוסס על שימוש בממירי זרם אינדוקציה וממירי מתח אנטנה. כל זה מאפשר להפחית באופן משמעותי את עלות הפעולה וההתקנה שלהם, כתוצאה מכך, אין צורך לשחזר מוליכים זרם לחיבור מכשירים אלה. התקן בקרת שבירת חוטים מסוג UKO נועד בעיקר להגן על רשת חשמלית במתח נמוך מפני מצבי פאזה פתוחים הנגרמים מפריצת חוט בקו, כמו גם להגביר את רמת הבטיחות החשמלית. העיצוב של מכשיר זה כולל: מסנן מתח רצף שלילי, אלמנט מגיב, אלמנט סף ואלמנט מנהלי. ההתקן לניטור מצבי פאזה פתוחה מסוג UKN מספק הגנה על רשת החשמל מפני מצבי פאזה פתוחה הנגרמים כתוצאה משבירה של חוט או נתיך שפוצץ. ה-UKN מורכב מגוף ביצוע, מסנן מתח אנטנה ברצף אפס ו-NFOP (רצף שלילי). מכשיר בקרת בידוד UKI אשר נועד לשלוט בשליטה אוטומטית על בידוד רשת החשמל הכוללת מגבר מדידה ליניארי, ממיר מתח אנטנה ויחידת אספקת חשמל.

המכשירים שהוצגו לעיל מיועדים בעיקר לאמינות לא של צרכני רשת החשמל במתח נמוך בכללותה, אלא כערב נוסף לאמינות המערכת כולה. לפי ה-PUE, המכשירים העיקריים להגנה מפני מצבי פעולה חריגים של הרשת הם נתיכים עם נתיכים ומפסקי אוויר אוטומטיים, שאמינותם נובעת יותר מאיכות היצרן מאשר ממבנה הרשת עצמו. מחקרים אלה מוצגים היטב בעבודה: אבל המהירות שלהם והאפשרות לבחירה סלקטיבית של החלק הפגוע תלויות ישירות בסכימות התכנון של הרשת ובעקביות הסלקטיביות עם התקני הגנה במורד הזרם.

מכאן אנו יכולים להסיק שפיתוח הטכנולוגיה לשיפור אמינות אספקת החשמל של רשתות חשמל במתח נמוך במצבי פעולה חריגים מצטמצם למציאת האלגוריתם האופטימלי לבחירת התקני הגנה לרשת החשמל. מחקר בכיוון זה מוצג בעבודות:,. אלגוריתמים אלו אפשריים רק בהרחקת הגורם האנושי, כלומר השימוש בטכנולוגיית מיקרו-מעבד המבוססת על חברת שניידר אלקטריק הצרפתית, מכשיר ה-Sepam. מכשיר זה הוא ממסר הגנה רב תכליתי מותאם אישית עם פונקציות של מדידה, בקרה וניתוח של כל חלק הרשת באמצעות חיישנים ובקרים. הפיתוח של אזורים אלה מבוסס על מהימנות לא רק של רשתות הפצה בודדות, אלא של מערכת האנרגיה כולה.

בִּיבּלִיוֹגְרָפִיָה.

1. חישוב מהימנות רשתות חשמל. /, - מ.: VIPKRS, 1980.-83 עמ'.

2. בעיות מתודולוגיות ומעשיות של מהימנות מערכות אנרגיה ליברליות. / כומר ed. . - אירקוטסק: ISEM SO RAN, 2009. - 442 עמ'.

3. תהליכים פיזיים במכשירים חשמליים. /, /Saארברוקן (גֶרמָנִיָה): פלמריום אקדמי הוֹצָאָה לְאוֹר? 2012 . – 476 עמ'.

כוח, סיכויי פיתוח, מטרת ההתקנה החשמלית וגורמים נוספים משפיעים על קביעת מידת האמינות של אספקת החשמל. היכולת של מערכת אספקת החשמל ומרכיביה למלא את המשימות המוצבות לאספקת אנרגיה חשמלית למפעלים, לצרכנים ביתיים, מבלי להוביל לשיבוש תוכנית הייצור, הוצאת אנרגיה של אזורי מגורים שלמים בערים וכפרים, וגם לא להוביל לכך תאונות בחלקים הטכנולוגיים והחשמליים של מפעלים תעשייתיים - כל זה מאפיין את אמינות אספקת החשמל. זה יכול להתאפיין גם בנזק שנגרם כתוצאה מהפסקת חשמל, זמן תיקון, זמן פעולה וגורמים נוספים.

הגורמים העיקריים המשפיעים על האמינות של מערכות אספקת החשמל

מספר התקלות בפעולה רגילה בשנה קובע את מידת הנזק למערכת. הנזק מורכב מיכולת הנזק של ציוד (מכונות ומכשירים חשמליים, כבלים, שנאים, מכשירי חשמל ומערכות ביתיות) הנובעות משגיאות של אנשי שירות, הפרת כללי הפעלת מכשירים, נוכחות של סביבות אגרסיביות בייצור, תכנון והתקנה. כאשר מחשבים את המהימנות של אובייקט מתוכנן, נלקחים בחשבון בהכרח שני גורמים מרכזיים: מהימנות המערכת ויכולת התחזוקה שלה.

פעולה רציפה ללא תקלות למשך פרק זמן מסוים בתנאי הפעלה רגילים נקראת פעולה ללא תקלות. דוגמה לכך תהיה שיעור הכשל בהתקנה, ההסתברות לכשל, אך דוגמה זו מיועדת למכשירים שאינם מתוקנים או מוחלפים לאחר הכשל הראשון. והזמן בין תקלות, מספר התקלות - זה עבור מכשירים הניתנים לתיקון. זמן הפעולה הממוצע על פני פרק זמן הוא הזמן הממוצע בין תקלות.

מניעה, איתור וביטול בזמן של תקלות באמצעות תחזוקה ותיקון היא שמירה על תחזוקה. דוגמה לתחזוקה היא זמן ההתאוששות הממוצע, ההסתברות לתיקון בתוך מסגרת הזמן שצוינה.

אופן הפעולה, בו אספקת החשמל עלולה להיכשל (כניסת חשמל לגיבוי), שאינה מביאה לשיבוש מחזורים ותהליכים טכנולוגיים, אינה מביאה לנזק משמעותי והסיכון למקרי חירום נקרא אל-פסק.

הבטחת פעולה אמינה של מקלטי חשמל

כדי להבטיח פעולה אמינה של צרכנים אחראיים של אנרגיה חשמלית בתנאים רגילים ואחרי חירום, יש צורך:

• למזער את מספר ומשך הפסקות החשמל;
• איכות החשמל חייבת להיות משביעת רצון על מנת להבטיח פעולה יציבה של יחידות קריטיות אם מצב אספקת החשמל מופרע;

האמינות של מערכות אספקת החשמל, קודם כל, נקבעת על ידי עיצוב ופתרונות מעגלים בבניית מערכות אלו. כמו כן, תפקיד חשוב בשיפור האמינות של מערכות אספקת החשמל נוטל על ידי שימוש סביר במקורות כוח גיבוי, אמינות כל מרכיב במערכות, בפרט ציוד חשמלי. למרבה הצער, אמינות הציוד החשמלי היא גורם מפתח במקרה חירום. גורמים אלו, למרבה הצער, תלויים באופן מינימלי במעצב. לא ניתן לקבל את ההחלטה האופטימלית ביותר ללא ידע טוב ובהתחשב בכל התכונות של הארגונים המעוצבים.

השוואה של השפעת הפסקות חשמל על מחזור הייצור של מפעלים תעשייתיים

כידוע, לכל ייצור מאפיינים משלו של תהליכים טכנולוגיים. מוצרים פגומים, נזק לציוד חשמלי, מצבים המאיימים על חייהם ובריאותם של אנשים - כל זה מתרחש בזמן הפסקה באספקת החשמל. יתר על כן, זמן ההפסקה יכול להיות עד 30 דקות בחלק מהמפעלים, ובאחרים 2-3 שעות או יותר. יש גם הבדל בזמן הדרוש לשיקום נורמלי מחזור ייצורלאחר הפסקת חשמל. זמן זה יכול לנוע בין 5 דקות לשעתיים, ולפעמים יותר.

חלק מהתעשיות לאחר שחזור אספקת החשמל פועלות עם פרודוקטיביות מופחתת (מכונות נייר) ממספר שעות למספר ימים. במידה ותהיה הפסקה באספקת החשמל של מפעל הגלגול למשך 10-15 דקות לפחות, הדבר לא יוביל למוצר פגום המוני, אלא ישתבש התהליך הטכנולוגי עקב הפסקה בעבודת המפעל. מטיל שהוכן לגלגול יתקרר במהלך הכיבוי. הם צריכים להיות מחוממים, מה שיוביל לעלויות כספיות, ובתנורי התכה יש צורך לשמור על טמפרטורה קבועה גם בזמן השבתת טחנה, מה שמוביל לעלויות דלק נוספות. לאחר שחזור מתח האספקה ​​של מפעל הגלגול, לוקח לפחות שעה אחת לשחזר את המחזור הטכנולוגי הרגיל.

להלן גרף של תלות ההתאוששות של התהליך הטכנולוגי במפעל דשן חנקן:

כאשר t e הוא זמן ההפסקה של אספקת החשמל של השעון, t p הוא זמן ההתאוששות מחזור רגילהפקה. כפי שצוין לעיל, במהלך הפסקת חשמל, שחזור מחזור הייצור הרגיל של כל סדנה עשוי להימשך זמן שונה. להלן גרף של שחזור תהליך עבור מפעל אלכוהול ופוליאתילן סינטטי:

כאשר t e הוא זמן ההפסקה באספקת החשמל של השעון, t p הוא זמן ההתאוששות של מחזור הייצור הרגיל, 1 הוא חנות הפירוליזה, 2 הוא חנות הפצת הגז, 3 הוא החנות להידרציה ותיקון אלכוהול, 4 היא חנות הפוליאתילן לחץ נמוך, 5 - חנות פוליאתילן בלחץ גבוה.

כמו כן, הפסקות באספקת האנרגיה החשמלית מובילות לשיבוש תהליכים טכנולוגיים, המשפיעים באופן משמעותי על התפוקה. להלן גרף של השינוי בפרמטר הטכנולוגי בזמן הפסקת חשמל:

כדי לשמור על פעולתו הבלתי פוסקת של המתקן הטכנולוגי, יש צורך לא לחרוג מהמשך של מסלול הפסקה. יותר מ-t add.t המותר. , מצד אחד, והערך המותר בתנאים של התנעה עצמית (לדוגמה, מנוע הנעה) t adm. :

שיפור האמינות של אספקת החשמל

כדי לשפר את האמינות של אספקת החשמל, יש צורך ללמוד את כל האפשרויות האפשריות עבור מערכות אספקת חשמל. קח בחשבון את כל ההשפעות האפשריות על תפעול ללא בעיות של ציוד חשמלי, נתח את המספר והפרמטרים הטכנולוגיים של מקלטים מקטגוריה מיוחדת, למד את ההשפעה של סביבות אגרסיביות (אם בכלל) על מערכות חשמל. כמו כן, בעת ביצוע ההזמנה יש לקחת בחשבון את מועד הכניסה למילואים על מנת למנוע הפרות ב תהליכים טכנולוגייםולהימנע מיצירת מצבי חירום. תפקיד חשוב הוא משחק בחירה נכונהציוד חשמלי, כמו גם תיקונים ותחזוקה בזמן של ציוד חשמלי במהלך הפעולה.