Confiabilidad en la industria de la energía — conceptos básicos y definiciones
que es la confiabilidad
La confiabilidad en la operación de los equipos eléctricos de los sistemas de suministro de energía es uno de los factores más importantes que tienen un impacto significativo en los indicadores económicos de los complejos energéticos del país.
Los costes de interrupción del suministro eléctrico en caso de parada de emergencia constituyen una parte significativa de los costes totales de producción e instalación de una red de suministro eléctrico, y para la población un accidente de este tipo provoca grandes conmociones morales. En este sentido, los problemas de mejora de los métodos de funcionamiento de los equipos eléctricos en los sistemas de suministro de energía en diferentes niveles son particularmente relevantes. Por lo tanto, una característica de la industria de energía eléctrica moderna es el aumento de los requisitos para la confiabilidad del suministro de energía y la calidad de la energía.
Pronosticar la confiabilidad de las instalaciones del sistema eléctrico, así como desarrollar estrategias y planificar, actualizar y reparar equipos eléctricos son tareas prioritarias del estado.El enfoque moderno para resolver estas cuestiones se basa en la aplicación de métodos de la teoría de la fiabilidad y la optimización del funcionamiento de objetos tecnológicos complejos.
La confiabilidad está integrada en el diseño, garantizada durante la fabricación y gastada durante la operación. Debe tenerse en cuenta que los indicadores de confiabilidad le permiten evaluar el estado de un objeto promedio. Esto lleva al hecho de que en un caso se obtienen valores subestimados y en el otro, valores sobreestimados. El diagnóstico técnico le permite evaluar el estado de un objeto específico. El conocimiento del estado real del objeto se proporciona a través de su control: seguimiento.
Al diseñar, la instalación eléctrica debe crearse adaptada al diagnostico y recuperación, durante la producción—operacional y durante la operación—para asegurar el mantenimiento de un estado operativo. Los métodos y herramientas de diagnóstico son una herramienta para mantener una confiabilidad dada.
Comprender los conceptos básicos de la teoría de la confiabilidad y el diagnóstico técnico, familiarizarse con los métodos y medios de diagnóstico de elementos contribuye a la correcta toma de decisiones en el diseño y operación de equipos eléctricos en sistemas de suministro de energía.
Las instalaciones eléctricas se consideran como un objeto, entendiendo por tal un conjunto de máquinas, aparatos, líneas eléctricas (líneas eléctricas), destinados a la producción, transformación, transmisión, distribución de energía eléctrica y su conversión en otro tipo de energía.
Las centrales eléctricas incluyen: generadores, transformadores de potencia, autotransformadores, reactores, transformadores de tensión y corriente, líneas eléctricas, dispositivos de distribución, subestaciones transformadoras completas (PTC), redes de distribución, motores eléctricos, condensadores, equipos de automatización y protección, diversos receptores de energía.
Conceptos básicos y definiciones
El análisis del conjunto de términos recomendados para la confiabilidad de los sistemas de potencia muestra que si, para describir la confiabilidad de los elementos de los sistemas de potencia y sus redes eléctricas, las formulaciones en los términos propuestos describen adecuadamente las propiedades de los sistemas eléctricos y eléctricos. equipos de red como elementos, luego para describir la confiabilidad de un sistema de potencia como un sistema, estos términos son incompletos y, a veces, incluso distorsionan la esencia tecnológica de los sistemas descritos.
Redacción adoptada: Fiabilidad — la propiedad del objeto para realizar las funciones especificadas, manteniendo a lo largo del tiempo los valores de sus indicadores de rendimiento dentro de los límites establecidos, correspondientes a los modos y condiciones especificados de uso, mantenimiento, reparación, almacenamiento y transporte.
Por lo tanto, una formulación más completa de la "confiabilidad del sistema de potencia" suena así: "De acuerdo con las disposiciones básicas de la teoría de la confiabilidad, la confiabilidad de la operación del sistema de potencia debe entenderse como su propiedad de mantener la capacidad para realizar las funciones previstas en cualquier intervalo de tiempo, independientemente del impacto de las condiciones externas. «
Un suministro de energía confiable requiere que todos los elementos de las instalaciones eléctricas, incluidos los generadores, transformadores, alimentadores, equipos de automatización, protección y distribución, funcionen sin problemas. Cada uno de los elementos de la instalación eléctrica contribuye a la fiabilidad del suministro eléctrico.
Fiabilidad de la fuente de alimentación — la propiedad de las instalaciones eléctricas para proporcionar energía eléctrica a los consumidores según su categoría… De acuerdo con las condiciones de confiabilidad del suministro de energía, todos los usuarios se dividen en tres categorías.
Receptores eléctricos de categoría I — receptores eléctricos, cuya interrupción del suministro de energía puede suponer un peligro para la vida humana, daños en equipos básicos costosos, defectos en el producto en masa, interrupción del funcionamiento de elementos particularmente importantes de los servicios públicos. Un grupo especial de receptores eléctricos se distingue de la composición de esta categoría, cuyo funcionamiento continuo es necesario para un cierre suave de la producción a fin de evitar amenazas a la vida humana, explosiones, incendios y daños a equipos costosos.
Receptores eléctricos de categoría II — receptores eléctricos, cuya interrupción del suministro de energía conduce a una escasez masiva de productos, tiempo de inactividad de los mecanismos de trabajo y transporte industrial, interrupción de las actividades normales de un número significativo de personas.
Receptores eléctricos de categoría III — todos los demás receptores eléctricos que no cumplan la definición de las categorías I y II.
En el campo de los sistemas de suministro de energía, la confiabilidad se entiende como un suministro continuo de energía eléctrica dentro de los límites de los indicadores permisibles de su calidad y la exclusión de situaciones que son peligrosas para las personas y el medio ambiente. En este caso, el objeto debería funcionar.
Operabilidad — el estado de los elementos del equipo eléctrico en los que pueden realizar las funciones especificadas, manteniendo los valores de los parámetros principales dentro de los límites establecidos por la documentación normativa y técnica. En este caso, los elementos pueden no cumplir, por ejemplo, requisitos relacionados con la apariencia.
Un evento que involucra una falla del equipo se llama rechazo… Las causas de los daños pueden ser defectos producidos durante el diseño y la reparación, infracciones de normas y reglas de funcionamiento, procesos de desgaste natural: se distinguen diferentes tipos de daños en función de diferentes características de clasificación (Tabla 1).
Tabla 1. Clasificación de los daños
Por la naturaleza del cambio en los parámetros principales del equipo eléctrico antes de que ocurra la falla, se distinguen fallas repentinas y graduales.
De repente — daño que ocurrió como resultado de un cambio brusco repentino en uno o más parámetros básicos, por ejemplo: falla de fase de cables y líneas aéreas, destrucción de conexiones de contacto en dispositivos.
Gradualmente se llama daño que ocurre como resultado de un cambio gradual a largo plazo en los parámetros, generalmente debido al envejecimiento o al desgaste, por ejemplo: deterioro de la resistencia de aislamiento de los cables, devanados del motor, aumento de la resistencia de contacto de las conexiones de contacto. caso, los cambios de parámetros en comparación con el valor inicial en muchos casos se pueden registrar usando instrumentos de medición.
No existe una diferencia fundamental entre fallas repentinas y graduales, ya que las fallas repentinas en la mayoría de los casos son el resultado de un cambio gradual, pero oculto a la observación, en los parámetros (por ejemplo, el desgaste de los conjuntos mecánicos de los contactos del interruptor), cuando se percibe su destrucción. como un evento repentino.
Rechazo completo caracteriza un objeto que no funciona y que no realiza ninguna de las funciones especificadas (no hay iluminación en la habitación, todas las lámparas están quemadas). En caso de daño parcial, el objeto realiza algunas de sus funciones (varias lámparas fundidas en la habitación).
Daño irreversible muestra pérdida de rendimiento (quemado fusible).
Reversible — Fallo repetido únicamente corregible del objeto a (lámparas fluorescentes encendidas y luego apagadas).
Disruptivo — daño autoeliminado repetido a un objeto.
Si la falla de un objeto no se debe a la falla de otro objeto, entonces se considera independiente, de lo contrario - adicto… Si durante la inspección se encuentra un elemento dañado (se destruye el aislamiento del cable), entonces se considera la falla explícitamente (obviamente)… Si durante la inspección no es posible determinar la causa de la falla en el equipo eléctrico dañado, se considera falla escondido (oculto).
La falla como resultado de la violación de los estándares de diseño establecidos se denomina estructural como resultado de la violación de las reglas de operación: operatorio… Mal funcionamiento que ocurrió como resultado de una imperfección o violación del proceso establecido de producción o reparación de un objeto llevado a cabo en una instalación de reparación — tecnológico (producción).
Motivo de la denegación — defecto… Diferenciar: la falla de un elemento de un objeto complejo (un fusible quemado en la red de suministro del apartamento), la aparición de nuevas conexiones entre los elementos (se ha producido un cortocircuito), una violación de la comunicación entre los elementos (cable rotura).
La confiabilidad se manifiesta solo durante la operación. Dependiendo de las características específicas de las instalaciones eléctricas y las condiciones de su operación, la confiabilidad (en el sentido más amplio de este término) puede incluir un conjunto de propiedades tales como confiabilidad, durabilidad, mantenimiento, almacenamiento por separado o en una determinada combinación, tanto para instalaciones eléctricas y por sus elementos individuales.
En un sentido estricto, la confiabilidad equivale a confiabilidad (en el "sentido estricto").
Fiabilidad — la propiedad de los objetos técnicos para mantener la operatividad continua durante algún tiempo. Es el componente más importante de la confiabilidad de los elementos de la instalación eléctrica, dependiendo de la confiabilidad de los elementos, su esquema de conexión, características estructurales y funcionales y condiciones de operación.
Resistencia — la propiedad de los objetos técnicos de permanecer en funcionamiento hasta que se produzca el estado límite con el sistema de mantenimiento y reparación establecido.Para los elementos de una instalación eléctrica, el estado límite viene determinado por la imposibilidad de su uso posterior, que se debe bien a una disminución de la eficiencia, bien a exigencias de seguridad, bien a la aparición de la obsolescencia.
Apoyo — una propiedad que le permite detectar y prevenir las causas de los daños, así como eliminar sus consecuencias mediante el mantenimiento y la reparación. El mantenimiento caracteriza a la mayoría de los elementos de las centrales eléctricas y no tiene sentido solo para aquellos elementos que no se reparan durante la operación (por ejemplo, aisladores de líneas aéreas).
Persistencia — la propiedad de los objetos técnicos para mantener continuamente una condición útil (nueva) O útil durante el almacenamiento y el transporte La conservación de los elementos de la instalación eléctrica se caracteriza por su capacidad para soportar los efectos negativos de las condiciones de almacenamiento y transporte.
La elección de indicadores cuantitativos de confiabilidad depende del tipo de equipo de potencia. No recuperables son aquellos elementos de la central eléctrica cuyo rendimiento en caso de avería no se puede restablecer durante el funcionamiento (transformadores de corriente, insertos de cables). Su fiabilidad se caracteriza por la fiabilidad, la durabilidad y la conservación.
Recuperable — objetos cuya operabilidad en caso de daño está sujeta a restauración durante la operación. Los ejemplos incluyen máquinas eléctricas y transformadores de potencia. La confiabilidad de los productos remanufacturados se debe a su confiabilidad, durabilidad, mantenimiento y almacenamiento.