Fiabilité dans l'industrie de l'électricité — concepts de base et définitions

Qu'est-ce que la fiabilité

La fiabilité du fonctionnement de l'équipement électrique des systèmes d'alimentation électrique est l'un des facteurs les plus importants qui ont un impact significatif sur les indicateurs économiques des complexes énergétiques du pays.

Les coûts d'interruption de l'alimentation électrique en cas d'arrêt d'urgence constituent une part importante des coûts totaux de production et d'installation d'un réseau d'alimentation électrique, et pour la population, un tel accident entraîne de grands chocs moraux. À cet égard, les problèmes d'amélioration des méthodes de fonctionnement des équipements électriques dans les systèmes d'alimentation électrique à différents niveaux sont particulièrement pertinents. Par conséquent, une caractéristique de l'industrie de l'énergie électrique moderne est les exigences accrues en matière de fiabilité de l'alimentation électrique et de qualité de l'énergie.

La prévision de la fiabilité des installations du système électrique ainsi que l'élaboration de stratégies et la planification, la mise à niveau et la réparation des équipements électriques sont des tâches prioritaires de l'État.L'approche moderne pour résoudre ces questions est basée sur l'application des méthodes de la théorie de la fiabilité et l'optimisation du fonctionnement d'objets technologiques complexes.

La fiabilité est intégrée dans la conception, garantie pendant la fabrication et dépensée pendant le fonctionnement. Il convient de garder à l'esprit que les indicateurs de fiabilité vous permettent d'évaluer l'état d'un objet moyen. Cela conduit au fait que dans un cas, des valeurs sous-estimées sont obtenues et, dans l'autre, des valeurs surestimées. Le diagnostic technique vous permet d'évaluer l'état d'un objet spécifique. La connaissance de l'état réel de l'objet est fournie par son contrôle — surveillance.

Lors de la conception, l'installation électrique doit être créée adaptée au diagnostic et la reprise, en production - opérationnelle et en exploitation - pour assurer le maintien d'un état opérationnel. Les méthodes et outils de diagnostic sont un outil de maintien d'une fiabilité donnée.

Comprendre les bases de la théorie de la fiabilité et des diagnostics techniques, se familiariser avec les méthodes et les moyens de diagnostic des éléments contribue à la prise de décision correcte dans la conception et le fonctionnement des équipements électriques dans les systèmes d'alimentation électrique.

Les installations électriques sont considérées comme un objet, c'est-à-dire un ensemble de machines, d'appareils, lignes électriques (lignes électriques), destiné à la production, la transformation, le transport, la distribution d'énergie électrique et sa conversion en un autre type d'énergie.

Les centrales électriques comprennent: générateurs, transformateurs de puissance, autotransformateurs, réacteurs, transformateurs de tension et de courant, lignes électriques, appareils de distribution, postes de transformation complets (KTP), réseaux de distribution, moteurs électriques, condensateurs, équipements d'automatisation et de protection, divers récepteurs d'énergie.

Concepts de base et définitions

L'analyse de l'ensemble des termes recommandés pour la fiabilité des systèmes électriques montre que si, pour décrire la fiabilité des éléments des systèmes électriques et de leurs réseaux électriques, les formulations dans les termes proposés décrivent de manière adéquate les propriétés des systèmes électriques et électriques équipements de réseau en tant qu'éléments, puis pour décrire la fiabilité d'un système électrique en tant que système, ces termes sont incomplets et dénaturent même parfois l'essence technologique des systèmes décrits.

Libellés adoptés : Fiabilité - la propriété de l'objet à remplir les fonctions spécifiées, en maintenant dans le temps les valeurs de ses indicateurs de performance dans les limites établies, correspondant aux modes et conditions d'utilisation, d'entretien, de réparation, de stockage et de transport spécifiés.

Par conséquent, une formulation plus complète de la "fiabilité du système électrique" ressemble à ceci : "Selon les dispositions de base de la théorie de la fiabilité, la fiabilité du fonctionnement du système électrique doit être comprise comme sa propriété de maintenir la capacité pour exécuter les fonctions prévues dans n'importe quel intervalle de temps, indépendamment de l'impact des conditions externes. «

Une alimentation électrique fiable nécessite que tous les éléments des installations électriques, y compris les générateurs, les transformateurs, les lignes d'alimentation, les équipements d'automatisation, de protection et de distribution, fonctionnent correctement. Chacun des éléments de l'installation électrique contribue à la fiabilité de l'alimentation électrique.

Fiabilité de l'alimentation — la propriété des installations électriques de fournir de l'énergie électrique aux consommateurs selon leur catégorie… Selon les conditions de fiabilité de l'alimentation électrique, tous les utilisateurs sont répartis en trois catégories.

Récepteurs électriques de catégorie I — récepteurs électriques dont l'interruption de l'alimentation électrique peut entraîner un danger pour la vie humaine, des dommages à des équipements de base coûteux, des défauts dans le produit de masse, une perturbation du fonctionnement d'éléments particulièrement importants des services publics. Un groupe spécial de récepteurs électriques se distingue de la composition de cette catégorie, dont le fonctionnement continu est nécessaire pour un arrêt en douceur de la production afin d'éviter les menaces à la vie humaine, les explosions, les incendies et les dommages aux équipements coûteux.

Récepteurs électriques de catégorie II — récepteurs électriques, dont l'interruption de l'alimentation électrique entraîne une pénurie massive de produits, un arrêt des mécanismes de travail et des transports industriels, une perturbation des activités normales d'un nombre important de personnes.

Récepteurs électriques de catégorie III — tous les autres récepteurs électriques ne répondant pas à la définition des catégories I et II.

Dans le domaine des systèmes d'alimentation électrique, la fiabilité s'entend comme une alimentation continue en électricité dans les limites des indicateurs admissibles de sa qualité et à l'exclusion des situations dangereuses pour les personnes et l'environnement. Dans ce cas, l'objet devrait fonctionner.

Opérabilité — l'état des éléments de l'équipement électrique dans lequel ils peuvent remplir les fonctions spécifiées, tout en maintenant les valeurs des principaux paramètres dans les limites établies par la documentation normative et technique. Dans ce cas, les éléments peuvent ne pas répondre, par exemple, aux exigences liées à l'apparence.

Un événement impliquant une panne d'équipement est appelé rejet… Les causes de dommages peuvent être des défauts de conception et de réparation, des violations des règles et des règles de fonctionnement, des processus d'usure naturelle - différents types de dommages sont distingués en fonction de différentes caractéristiques de classification (tableau 1).

Tableau 1. Classification des dommages

Par la nature du changement des principaux paramètres de l'équipement électrique avant l'apparition de la panne, on distingue les pannes soudaines et progressives.

Soudain — dommages survenus à la suite d'un changement brusque et soudain d'un ou plusieurs paramètres de base, par exemple : défaillance de phase des câbles et des lignes aériennes, destruction des connexions de contact dans les appareils.

Progressivement est appelé dommage qui se produit à la suite d'une modification progressive et à long terme des paramètres, généralement due au vieillissement ou à l'usure, par exemple : détérioration de la résistance d'isolement des câbles, des enroulements du moteur, augmentation de la résistance de contact des connexions de contact. Dans ce cas, les modifications du paramètre par rapport à la valeur initiale peuvent dans de nombreux cas être enregistrées à l'aide d'instruments de mesure.

Il n'y a pas de différence fondamentale entre les pannes soudaines et progressives, car les pannes soudaines sont dans la plupart des cas le résultat d'un changement progressif, mais caché à l'observation, des paramètres (par exemple, l'usure des assemblages mécaniques des contacts de commutation), lorsque leur destruction est perçue comme un événement soudain.

Refus total caractérise un objet qui ne fonctionne pas et qui n'exécute aucune des fonctions spécifiées (il n'y a pas d'éclairage dans la pièce - toutes les lampes sont grillées). En cas de dégradation partielle, l'objet remplit certaines de ses fonctions (plusieurs lampes grillées dans la pièce).

Dommages irréversibles montre une perte de performance (brûlé fusible).

Réversible — Défaillance répétée uniquement corrigible de l'objet a (lampes fluorescentes allumées, puis éteintes).

Perturbateur — dommages auto-éliminants répétés à un objet.

Si la défaillance d'un objet n'est pas due à la défaillance d'un autre objet, alors il est considéré indépendant, sinon - dépendant… Si lors de l'inspection un élément endommagé est trouvé (l'isolation du fil est détruite), alors la panne est considérée explicitement (évidemment)… Si, lors de l'inspection, il n'est pas possible de déterminer la cause de la panne de l'équipement électrique endommagé, celle-ci est considérée comme une panne caché (caché).

La défaillance résultant de la violation des normes de conception établies est appelée structurelle à la suite de la violation des règles de fonctionnement - opératoire… Dysfonctionnement survenu à la suite d'une imperfection ou d'une violation du processus établi de production ou de réparation d'un objet effectué dans un atelier de réparation — technologique (production).

Motif du refus — défaut… Différencier: la défaillance d'un élément d'un objet complexe (un fusible grillé dans le réseau d'alimentation de l'appartement), l'apparition de nouvelles connexions entre les éléments (un court-circuit s'est produit), une violation de la communication entre les éléments (fil rupture).

La fiabilité ne se manifeste que pendant le fonctionnement. Selon les spécificités des installations électriques et les conditions de leur fonctionnement, la fiabilité (au sens le plus large de ce terme) peut inclure un ensemble de propriétés telles que la fiabilité, la durabilité, la maintenance, le stockage séparément ou dans une certaine combinaison, tant pour les installations électriques et pour ses éléments individuels.

Au sens étroit, la fiabilité équivaut à la fiabilité (au "sens étroit").

Fiabilité — la propriété des objets techniques de maintenir une opérabilité continue pendant un certain temps. C'est le composant le plus important de la fiabilité des éléments de l'installation électrique, en fonction de la fiabilité des éléments, de leur schéma de connexion, des caractéristiques structurelles et fonctionnelles et des conditions de fonctionnement.

Endurance — la propriété des objets techniques de rester en fonctionnement jusqu'à l'apparition de l'état limite avec le système de maintenance et de réparation établi.Pour les éléments d'une installation électrique, l'état limite est déterminé par l'impossibilité de leur utilisation ultérieure, qui est due soit à une baisse de rendement, soit à des exigences de sécurité, soit à l'apparition d'une obsolescence.

Soutien — une propriété qui vous permet de détecter et de prévenir les causes des dommages, ainsi que d'éliminer leurs conséquences grâce à l'entretien et à la réparation. La maintenance caractérise la plupart des éléments des centrales électriques et n'a pas de sens uniquement pour les éléments qui ne sont pas réparés pendant le fonctionnement (par exemple, les isolateurs des lignes aériennes).

Persistance — la propriété des objets techniques de maintenir en permanence un état de service (neuf) OU de service pendant le stockage et le transport La préservation des éléments d'installation électrique se caractérise par leur capacité à résister aux effets négatifs des conditions de stockage et de transport.

Le choix des indicateurs quantitatifs de fiabilité dépend du type d'équipement électrique. Sont non récupérables les éléments de la centrale électrique dont les performances en cas de panne ne peuvent pas être restaurées pendant le fonctionnement (transformateurs de courant, inserts de câbles). Leur fiabilité se caractérise par la fiabilité, la durabilité et la conservation.

Restaurable — les objets dont l'opérabilité en cas d'avarie est sujette à restauration en cours d'exploitation. Les exemples incluent les machines électriques et les transformateurs de puissance. La fiabilité des produits remanufacturés est due à leur fiabilité, leur durabilité, leur entretien et leur stockage.