Надежность элементов

Электрическая и тепловая энергия, производимая ТЭС и АЭС, должны использоваться потребителем практически в момент их производства. Эта особенность работы электрических станций связана с отсутствием эффективных способов аккумулирования продукции и обусловливает требование высокой надежности работы электростанций. Надежность электроснабжения повышается при объединении электростанций линиями электропередачи в энергетические системы.

Правила устройств электроустановок, действующие в СССР, формулируют, по существу, лишь требования к распределительным сетям, т. е. регламентируют только отказы по п. 5. Эти правила ничего не говорят о том, какой должна быть надежность основной сети, генерирующей мощности и энергоресурсов. Поэтому при проектировании и в условиях эксплуатации решения, определяющие надежность электроснабжения по остальным видам отказов, принимаются либо на основании технико-экономических расчетов с учетом ущерба потребителей при нарушениях электроснабжения, либо на основе опыта проектирования и эксплуатации. И в том и в другом случае потребитель не знает, какова будет надежность его электроснабжения, и не может предусмотреть мероприятия, необходимые для минимизации ущерба и выполнения плана выпуска продукции при работе с нарушениями электроснабжения.

С вводом в действие Волжских ГЭС от них к Московской энергосистеме были сооружены линии электропередачи напряжением 500 кВ. Два первых кольца к этому времени уже не могли обеспечивать достаточно надежное электроснабжение в нормальных режимах и особенно в аварийных ситуациях. Надежность электроснабжения важнейшего Московского экономического района повысилась после создания третьего, более-мощного кольца, образованного линиями электропередачи напряжением 500 кВ.

В пространственных системах надежность электроснабжения потребителей достигается питанием электроэнергией от двойных линий передач, идущих от генерирующих источников к потребителю. При этом питающие линии, как правило, должны передавать энергию от различных генерирующих источников.

Надежность электросетей переменного тока может быть повышена за счет ряда мероприятий. Для наиболее ответственных потребителей, которые не допускают перерыва в электроснабжении, надежность увеличивается за счет подвода электропитания от разных генерирующих источников или подстанций. Хорошим средством повышения надежности электроснабжения являются разработанные в СССР автоматы повторного включения. Исследованиями было установлено, что из 100 аварийных отключений потребителей при обратных их включениях через несколько секунд в 80 случаях восстанавливается нормальное электроснабжение без нарушения производственного процесса. Автоматы повторного включения широко внедрены в электросетях нашей страны, их модернизация с переходом на пофазное включение дополнительно повысила надежность электроснабжения.

Развитие электрических связей между объединенными энергосистемами и внедрение и совершенствование на них устройств режимной и противоаварийной автоматики значительно повысили надежность электроснабжения народного хозяйства. По межсистемным связям в аварийных ситуациях с целью оказания взаимопомощи передаются значительные потоки мощности на большие расстояния. Устройства 'противоаварийной автоматики локализуют аварии, предотвращая их каскадное развитие в системные и сохраняя электроснабжение ответственных потребителей в зоне аварии.

Ввод в работу в десятой пятилетке новых линий электропередачи и развитие системы противоаварийной автоматики повысили пропускную способность системообразующей сети ЕЭС СССР, связей между объединенными энергосистемами ЕЭС ,и обеспечили выдачу вновь введенных мощностей на электростанциях. Повышена надежность электроснабжения ряда дефицитных районов ЕЭС СССР и изолированно работающих энергосистем.

Предусматривается также изготовление элегазовых КРУ 220—500 кВ для глубоких вводов в крупных городах, что увеличивает надежность электроснабжения и резко сокращает площади для подстанций.

Надежность электроснабжения. На начальном этапе развития электроэнергетики производство электроэнергии осуществлялось на мелких изолированных электростанциях, каждая из которых снабжала ограниченный круг потребителей, расположенных поблизости. Постепенно, по мере роста спроса на электроэнергию, в эксплуатацию вводились более крупные генерирующие мощности.

Важным этапом было создание электрических связей между отдельными электростанциями. Такое направление технического развития и создание резервных мощностей позволили существенно повысить надежность электроснабжения. Образование энергосистем позволило также снизить общие эксплуатационные расходы на производство электроэнергии и использовать генерирующее оборудование с максимальной эффективностью.

Разумеется, надежность электроснабжения потребителей зависит также и от качества распределительных систем. Резервирование электроснабжения и быстродействующая про-тивоаварийная автоматика и релейная защита достигли высокой степени надежности, и потребители воспринимают это, как само собой разумеющееся, нередко забывая, какие технические сложности приходится преодолевать для достижения надежности электроснабжения.

Анализ конструктивных решений соединений с натягом и методов их расчета показал, что поиск оптимального сочетаний металлоемкости и долговечности занимает много времени, в связи с перебором большого числа вариантов по параметрам, определяющим работоспособность и надежность элементов.

Надежность элементов, формирующих систему

Надежность элементов, формирующих систему, является нормируемым параметром только в тех случаях, когда вырабатываемое решение допускает воздействие на втот параметр либо путем выбора соответствующего оборудования с требуемыми характеристиками по надежности, либо с помощью изменения организации его изготовления или эксплуатации. Показатели надежности действующего оборудования, используемые в расчетах надежности, относятся к нормативным условиям проведения расчетов.

Рассмотрим механическую систему, в которой имеют место износные разрушения. Так как при этом причиной первого отказа является чаще всего один или несколько лимитирующих надежность элементов, то распределение наработок до первого отказа таких систем .близко к нормальному. После отказа восстанавливают (или заменяют) чаще всего только отказавший элемент. Это приводит к тому, что каждый из элементов системы, подвергаемых изнашиванию, после устранения очередного отказа, будет находиться на различных стадиях изнашивания и может оказаться причиной отказа.

Очевидно, что чем выше надежность элементов, формирующих систему (оборудования), тем (при прочих равных условиях) выше надежность системы. Кроме показателей надежности, однако, речь идет и о других технических характеристиках основного оборудования - тех, которые оказывают существенное влияние на надежность системы. Среди этих характеристик основное значение имеет его маневренность, т.е. диапазон и скорость изменения основных режимных параметров.

Если надежность элементов системы достаточно высока, т.е. q
В [66] приводится метод использования статистической информации об эксплуатации (испытаниях на надежность) элементов для расчета доверительных оценок для показателей надежности систем. Этот экспериментально-расчетный способ является достаточно сложным, и его изложение потребовало бы слишком много места. В связи с этим здесь будут изложены лишь принципы построения таких оценок на примере простой структуры, а именно - на примере последовательного соединения. За более детальными сведениями мы отсылаем к [75,76-78]. 272

Совершенно ясно, что величина доремонтного и межремонтных сроков службы не может быть постоянной и равной некоторому определенному значению. На нее оказывает влияние ряд факторов, в том числе неодинаковая надежность элементов, организационные мероприятия при постановке на ремонт или замену и, конечно, неодинаковость условий эксплуатации. Поэтому эти сроки службы имеют некоторый разброс около среднего значения, т. е. являются случайными ;величинами.

Критериями надежности могут быть, наконец, различные отношения действительной (действительная надежность элементов) и идеальной (надежность элементов, работающих в идеальных условиях) характеристик качества работы аппаратуры. Эти и указанные выше количественные характеристики надежности дают представление о надежности всей совокупности аппаратуры какого-то типа. Они, в силу своих вероятностных свойств, не позволяют оценить (предсказать) надежность данного конкретного образца аппаратуры. Тем не менее указанные критерии и количественные характеристики позволяют сравнивать аппаратуру по надежности, оценивать надежность числом, предвидеть пути повышения надежности, эффективнее эксплуатировать аппаратуру.

НАДЕЖНОСТЬ ЭЛЕМЕНТОВ АПМП

Остановка процесса АПМП, вызванная отказом одного из ее элементов, сопряжена либо с аварийными, либо с серьезными экономическими последствиями (выходом из строя сопряженных объектов, невыполнением плана и т. п.). Поэтому требование высокой безотказности всех звеньев АПМП является одним из важнейших. Низкая надежность элементов АПМП может лишить его главных преимуществ: высокой экономичности, точности, производительности.