Надежности электрических систем

Надежность электрической системы (объединения) - способность выполнения ей основной функции - бесперебойного электроснабжения потребителей электроэнергией требуемого (нормативного) качества и исключение ситуаций опасных для людей и окружающей среды. Это термин комплексного характера, по функциональному признаку имеем понятия структурных составляющих электрической системы.

Надежность системы генерации - способность электростанции поддерживать требуемый баланс мощности при нормативном значении частоты.

Надежность основной электрической сети - способность устойчиво передавать мощность из частей энергосистемы с избытком в части с ее дефицитом.

Надежность распределительной сети - способность этой сети поддерживать бесперебойное питание узлов нагрузки (отдельных потребителей или их групп).

Кроме этого различают:

Надежность в установившемся режиме электрической системы - способность обеспечения баланса мощности и электрической энергии при нормативном качестве электроэнергии.

Надежность электрической системы в переходном процессе - способность электрической системы и ее отдельных структурных частей противостоять нарушениям режима и обеспечивать электроснабжение потребителей.

Уровень надежности определяется относительным значением недоотпуска электроэнергии потребителям. Его причинами м.б.:

а) оперативные ограничения и отключения потребителей диспетчером для ликвидации аварии или ее предупреждения;

б)оперативные отключения в электроустановках персоналом для спасания от повреждения оборудования и предупреждения нарушения технологического процесса в условиях резкого снижения качества электрической энергии;

в)автоматические аварийные отключения питающих элементов или полное погашение питающих подстанций из-за аварийного нарушения схемы ЭС;

г) автоматическое отключение электроприемников и установок потребителей от действия противоаварийной автоматики при аварийных режимах электрической системы или уменьшения частоты или напряжения.

Надежность электрической системы является комплексным показателем, определяющим ее свойства длительно сохранять во времени и устойчиво воспроизводить в процессе эксплуатации свои рабочие характеристики и параметры. Надежность электрической системы обеспечивается такими свойствами как безотказность, долговечность, ремонтопригодность, устойчивоспособность, управляемость, живучесть, безопасность, качество.

безотказность электрической системы (сети) - ее свойство непрерывно сохранять работоспособность в течение заданного интервала времени;

работоспособность электрической системы (сети) - выполнение ею функций с заданными параметрами электрической энергии;

долговечность электрической системы (сети) - сохранение ею работоспособности до предельного состояния (т.е. снижения качества передаваемой энергии, эффективности ее транспорта, снижения безопасности эксплуатации);

управляемость электрической системы (сети) - приспособленность ее к управлению с целью поддержания в ней установившегося режима работы;

ремонтопригодность электрической системы (сети) - приспособленность к предупреждению и обнаружению причин отказа (события, заключающегося в нарушении работоспособности) отдельных элементов и их устранения;

безопасность электрической системы (сети) - не допускание в ней ситуаций опасных для людей и окружающей среды;

живучесть электрической системы - свойство системы противостоять возмущениям не допуская их каскадного развития с массовым нарушением питания потребителей;

качество электрической системы (сети) - совокупность свойств, определяющих степень пригодности системы по назначению;

Кроме этого электрическим системам и их элементам как объектам (системам) для исследования надежности присущи в полной или частичной мере следующие свойства:

- старение - процесс постепенного изменения параметров, вызываемый действием различных факторов, независимых от режима работы объекта;

- износ - процесс постепенного изменения параметров, вызываемый действием факторов, наличие которых зависит от режима работы объекта;

- резервирование - способ повышения надежности объекта путем включения дополнительных элементов при проектировании или в процессе эксплуатации, а так же за счет использования избыточной информации или избыточного времени;

- гибкость - приспособленность объекта к сохранению работоспособности путем обеспечения различных режимов работы;

- готовность - способность обеспечить функционирование объекта в произвольный момент времени;

- оперативная готовность - способность объекта обеспечить исправное состояние объекта в произвольный момент времени и проработать безотказно заданное время;

- срок службы - календарная продолжительность эксплуатации объекта от ее начала или возобновления после ремонта до наступления предельного состояния;

- восстанавливаемость - свойство объекта после отказа устранить повреждение;

- невосстанавливаемость - свойство объекта однократного использования, срок службы которого до первого отказа.

Применительно к перечисленным свойствам электрической системы, как объекта изучения надежности под показателем надежности понимается количественная характеристика одного или нескольких ее свойств.

В технике при исследовании надежности, понятие системы рассматривается как совокупность элементов взаимодействующих между собой в процессе выполнения заданных функций. Для электрической системы - это производство, передача и распределение электрической энергии.

§ Элементы системы - законченные устройства, способные выполнять локальные функции в системе. Для электрической системы - это генераторы, трансформаторы, линии и т.п. или генерирующие источники, системообразующие сети, распределительные сети. Любой элемент, в свою очередь, может рассматриваться как система. Например, линия состоит из элементов: изоляторы, опоры, фундаменты, провода, тросы, заземлители и т.п.

Рассматривая свойства и характеристики элементов и систем при изучении их надежности считают их предметами определенного целевого назначения - объектами. Например, при исследовании надежности электрической станции считаем ее системой, а элементы: генераторы, трансформаторы, выключатели, шины. Если рассматриваем надежность генератора, то элементы - статор, ротор, обмотки.

Деление системы на элементы зависит от характера рассмотрения (функциональное, конструктивное, схемное, оперативное и т.д.), точности исследования, наличия статистических материалов, масштабности объекта в целом.