Лекция № 1 Вводная

Что же такое обозначает термин « Эксплуатация электрооборудования»

Под эксплуатацией электрооборудования согласно ГОСТ 17526 – 72 понимается совокупность мероприятий по подготовке к использованию изделия по назначению, техническому обслуживанию, хранению и транспортировке. Электрическая установка выпадает из эксплуатации только в период монтажа и ремонта.

Литература

1.Пястолов А.А , Еременко Г.П ­– « Эксплуатация электрооборудования в сельском хозяйстве»

2. Еременко Г.П , Пястолов А.А – « Курсовое и дипломного проектирование по эксплуатации и электрооборудования»

3. Сырых Н.Н – « Эксплуатация сельских электроустановок « Министерство Агропромиздат,1986.

4. система ППРЭсх М. Агропромиздат – Синягин ППр промиздат.

5. Мандрыкин С. А. , Филатов А.А. – « Эксплуатация и ремонт электрооборудования станций и сетей» м. Энергоатомиздат, 1983

6. Мусин А.М. -«Аварийные режимы асинхронных электродвигателей и способы их защиты» М. Колос, 1979.

7. Грундулис А.О.- «Защита электродвигателей в сельском хозяйстве» М. Колос, 1989.

8. Периодическая печать- «Механизация и эксплуатация сельского хозяйства», «Сельский механизатор»

Особенности эксплуатации и задачи в сельском хозяйстве.

1. Большая протяженность сельских электросетей из – за разбросанности сельскохозяйственных объектов.

2. Рассредоточенность маломощного электрооборудования на большой территории и большое число нетиповых построек.

3. Бездорожье к сельхозобъектам и труднодоступность, приводящая к увеличению затрат на обслуживание электроустановок.

4. Наличие тяжелых условий среды для работы электротехнического оборудования особенно в животноводческих помещениях из – за аммиака и влажности.

5. 5.Слабая материальная техническая база. Отсутствие специализированных служб, инструментов, приборов по наладке оборудования.

6. 6.Отсутствие налаженной системы плановопредупредительного ремонта.

7. 7. Низкая квалификация обслуживаемого персонала.

8. 8.Отсутствие диспетчерской связи между объектами.

9. Все это удорожает проведение мероприятий по эксплуатации и усложняет их

Основные задачи эксплуатации.

1. К обеспечению бесперебойной надежности и безопасной работы электрооборудования.

2. Достижение максимальной эффективности в использовании электрооборудования с целью увеличения производительности всей установки.

3. Снижение эксплуатационных расходов и обеспечение наилучших технико – экономических показателей электрооборудования.

Эти задачи можно решить следующим путем:

1. Правильно выбирать электрооборудование исходя из условий эксплуатации ( окружающей среды, времени работы).

2. Правильно выбирать тип и мощность электрооборудования с учетом конкретных режимов работы рабочей машины, где установлено электрооборудование.

3. Проводить и соблюдать график ТД и ТР электрооборудования.

4. Строжайше соблюдать правило технического эксплуатирования, техники безопасности, устройства электроустановок и местных инструкций.

5. Правильно организовывать труд и систему управления электрохозяйством.

6. Правильно организовывать труд и систему управления электрохозяйством.

7. Создать материально техническую базу для проведения обслуживания и текущих ремонтов электрооборудования.

Форма и структура организации обслуживания и ремонта электрооборудования в хозяйстве.

Единой структуры управления электрохозяйством в настоящее время нет. Однако, существующие нормативные материалы и передовой опыт обслуживания электрооборудования в колхозах позволяет рекомендовать следующую структуру организации электротехнической службы в хозяйстве.

Теплоэнергетическая и газовая служба

Главный энергетик (Инженер электрик)

Электромонтажная служба (техник– электрик)

Группа электромонтажа

Служба эксплуатации и ремонта( инженер – электрик)

Группа Эксплуатации

Группа ремонта

Группа дежурных электриков

(Техник –электрик, электромонтеры)

Электромонтеров группы эксплуатации закрепляют за определенными участками, где они ежедневно обслуживают электрооборудование, проводят плановое ТО в местах его установки и иногда текущий ремонт тоже в местах его установки., ведут техническую документацию. Электромонтеры службы ремонта обеспечивают текущие ремонты электрооборудования, доставленного на ПТОРЭ (примерно 30% всего электрооборудования в хозяйстве), плановые электроизмерения предусмотренные ПТЭ и ведут документацию.

Дежурный персонал обеспечивает ежедневные обслуживания электрооборудования, а также выполняет оперативные переключения, осуществляет контроль за выполнением правил ТБ производительным персоналом. В настоящее время в колхозах и совхозах применяются следующие формы обслуживания и ремонта:

– Хозяйственная;

– Специализированная;

– Комплексная.

При хозяйственной форме организации – все работы по ТО и ТР электрооборудования выполняются силами электротехнической службы хозяйства. Эта форма целесообразна в хозяйствах, где объем работы выше 800 УЕЭ.

При специализированном обслуживании ( смешанная форма) хозяйство передает на полное техническое обслуживание и ремонт или на отдельные виды работ ( ТО, ТР) отдельные объекты или электроустановки специализированным предприятием ( Агропромсервис, Агропромэнерго). Обслуживание других электроустановок в хозяйстве производится электриками хозяйства. Это делается в том случае, если в хозяйстве 300 – 800 УЕЭ.

При комплексном обслуживании – все электрооборудование хозяйства передается на обслуживание и ремонт специализированным организациям, которые выполняют ТО, ТР, и капитальный ремонт, также дежурное обслуживание. Консервацию, пуско-наладку, обучение производственного персонала правильным и безопасным методам работы. Это делается в случае – до 300 УЕЭ в хозяйстве.

Комплексное и специализированное обслуживание электрооборудования проводиться на договорной основе. К договору прилагается акт приема – передачи электроустановок на обслуживание и сводная смета затрат на ТО и ТР электрооборудования. Агропромсервис несет тогда ответственность за простой электрооборудования по вине службы эксплуатации. Хозяйства оплачивает все расходы на обслуживание. Себестоимость обслуживания 1 УЕЭ колеблется в этом случае от 30 до 80 рублей. Наиболее распространенная форма обслуживания на сегодня – это хозяйственная форма. При каждой из этих форм структура службы может быть следующей:

– специализированная когда электромонтеров распределяют на отдельные группы (эксплуатационно-ремонтную, дежурную и монтажную).

– Универсальная – когда электромонтеров закрепляют за отдельными участками хозяйства ( зерноток, животноводческий комплекс), где они выполняют все работы по эксплуатации ( в хозяйствах с малым объёмами работ ).

– Частично специализированная ( смешанная ) в которой часть электромонтеров специализируется на ТО или ТР, а другие выполняют остальные виды операций. Это переходная ступень от универсальной к специализированной структуре.

На сегодня чаще используется универсальная структура, хотя лучшее качество работ у специализированной структуры. В зависимости от условий электромонтеры дежурной ( оперативной группы) могут выполнять только внеплановые работы ( полная специализация или осуществлять совмещенное обслуживание), в свободное от оперативных работ время выполнять плановые работы по ПТОРЭ.

Структура и форма ЭТС.

Форма службы ТО и ТР.

1. Хозяйственная > 800УЕЭ – время работы по ТО и ТР силами электрических службы хозяйства

2. Специализированная – 300 – 800УЕЭ. (Смешанная форма – отдельные объекты и отдельные виды работ специализированных организаций ).

3. Комплексная – до 300УЕЭ по договору все отдается специализированной организации на обслуживание и ремонт.

Структура ЭТС

1. Специализированная – электромонтеров распределяют на отдельные группы ( эксплуатационная, ремонтная, дежурную и монтажную).

2. Универсальная – ( в хозяйствах с малым объемом работ) электромонтеров закрепляют за отдельными участками хозяйства – зерноток, животноводческий комплекс, где они выполняют работы по эксплуатации.

3. Частично – специализированная – часть электромонтеров специализируется на ТО и ТР, а другие выполняют остальные операции .

Лекция №2 Н1 ( Надежность)

Тема : « Количественные характеристики надежности. Причины и закономерности появления отказов. Некоторые законы распределения отказов».

§ Количественные характеристики надежности ( безотказности).

Вероятность безотказности работы – это вероятность того, что продолжительность работы изделия до отказа t0 будет не меньше заданного времени t.

P(t) = P(t0 ≥t) (1)

Можно также дать определение .

Вероятность безотказной работы – это вероятность того, что в приделах заданной наработки ( в заданном интервале времени t) отказ объекта не возникает.

Если в эксплуатации находиться m(0) однотипных видов электрооборудования и за некоторый период времени t остались работоспособными m(t) изделий, а отказало

⌂ m(t) = m (0) – m(t),

то вероятность безотказной работы показывает долю работоспособных изделий за период t статистическая оценка):

P(t) = == 1 -(2)

Где: P(t) – статистическая оценка вероятности безотказной работы;

m(0) – число изделий в начале эксплуатации;

⌂m(t) – число отказавшихся изделий (объектов) за время t.

При большом числе изделий m(0) статистическая оценка P(t) практически совпадает с вероятностью безотказной работы P(t).

Пример: завод – изготовитель гарантирует для двигателей серии 4А вероятность безотказной работы P(t) =0,9 при t = 10000 ч. Это означает, что соблюдении нормированных изготовителем условий эксплуатации за 10000 ч. использования из каждых 100 двигателей 90 сохраняет работоспособность.

2. Интенсивность отказов – это условная вероятность возникновения отказов, определяемая для рассматриваемого момента времени при условии, что до этого момента отказа не возник

λ (t) = – (3)

Статистической оценкой этого показателя служит отношение отказавших изделий ⌂m (⌂t) за период ⌂t к общему числу работавших в момент t, приведенное к единице времени.

λ (t) =(4)

3.Средняя наработка на отказ – это математическое ожидание наработки для первого отказа изделия:

Т0 =

По статистическим результатам наблюдается за работоспособными изделия этот показатель определяют как среднюю наработку ⌂m отказавшихся:

T0 = *0i

Оборудования , тогда основным показателем служит средняя наработка на отказ.

3)Для объектов имеющих большой технологический ущерб даже на кратковременном ременном нарушении их работоспособности, на первом месте среди показателей надежности стоит интенсивность отказов.

§2. Причины и закономерности появления отказов.

Причины, вызывающие отказы электрооборудования, подразделяют на объективные и субъективные.

К группе субъективных факторов относят конструкционные, производственные и эксплуатационные, а объективных – внутренние и внешние дестабилизирующие воздействия.

Конструкционные отказы обусловлены следующими ошибками при проектировании электрооборудования: нарушение требований стандартов, занижение запаса прочности, недостаточная проработка электрических схем или конструкций узлов.

Производственные отказы вызваны нарушением технологии изготовления, применением некондиционных материалов, недостаточным контролем качества изделий.

Конструкционные и производственные отказы обычно выделяют в начальный период эксплуатации. Они могут быть обнаружены в процессе испытаний в заводских условиях.

Эксплуатационные отказы возникают из за нарушений установленных для конкретного электрооборудований условий эксплуатации, низкой квалификации электромонтеров или персонала, использующего электрооборудование, естественного старения и т. д. Эти отказы проявляются в течении всего срока службы электрооборудования.

Внутренние объективные факторы ( условное название) – ТС, которые приводят к отказам из за старения или износа элементов электрооборудования.

Внешними объективными факторами являются – климатические ( температура, влажность, солнечное излучение, атмосферное давление, примеси в воздухе).

– механические воздействия ( вибрация, удары, ускорения).

– биологическая среда ( грибки, насекомые, грызуны).

Названные причины неравнозначно влияют на надежность электроустановок.. Для конкретных видов электрооборудования и условий эксплуатации обнаруживаются некоторые группы факторов, действие которых действие которых оказывается доминирующим. У асинхронных двигателей отказы происходят в основном за счет объективных эксплуатационных факторов и по сельскому хозяйству распределяются так:

– увлажненной изоляции 25%

– неполнофазного питания 20%

– перегрузки 20%

– затормаживание ротора 15% и прочих 20%

По характеру проявление все отказы делятся на внезапные и постепенные.

Внезапные отказы – характерезуются резким,скачкообразным ухудшением качества электрооборудования под воздействием внутренних дефектов, нарушений режимов или ошибок обслуживающего персонала. Обычно появлению внезапных отказов предшествует скрытые изменения свойств или пиковые электрические ( механические) перегрузки, которые не всегда удается обнаружить.

Постепенные отказы – характерезуется медленным изменением свойств элементов электрооборудования и связей между ними.Они являются следствием старения, иногда, накопления установленных повреждений и изменений параметров рабочего процесса.

Интенсивность внезапных и постепенных отказов, следовательно, и суммарная интенсивность зависит от продолжительности эксплуатации изделия.

§3. Некоторые законы распределения отказов.

Отказы в работе технических устройств как случайные события могут иметь различные законы распределения во времени. Для исследования надежности устройств или при оценке вероятности появления различного числа неисправных изделий при выборочной прверке партии изделий практическое значение имеют следующие законы распределения отказов:

1. Экспоненциальный;

2. Нормальный;

3. Рэлея;

4. Гамма распределения;

5. Вейбулла;

6. Биноминальное распределение

7. Распределение Пуассона.

Все эти законы очень сложны и мы посмотрим из них только часть.

1.Экспоненциальный закон распределения отказов. Экспоненциальное убывание во времени надежности устройства может иметь место только при постоянстве интенсивности внезапных отказов на их λ.Форулы имеют следующий вид :

P(t) = ;Q (t) = 1–; Q (t) = λ*;T0 ==dt:

где λ – средняя постоянная величина интенсивности внезапных отказов устройства в долях единицы на один час работы.

t – время работы устройства в часах.

Эти зависимости пригодны для исследования электрических машин в целом, так и поэлементно.

Пример: Необходимо произвести приближенную оценку вероятности безотказной работы и среднюю наработку до первого отказа асинхронного двигателя для двух промежутков времени его работы t = 1000 ч и 3000ч, если интенсивность отказов λ = 20*.

Решение :

T0 = == 5*ч:

При P(t) = ;

P(1000) = == 0.98;

P(3000) = == 0.94.

Пример №2. Для системы автоматического управления известно λ = , время работыt = 50ч. Определить P(t),Q(t),a(t) – частота отказов, T0.

Решение:

P(50) = ===0,607

Q(50) – вероятность отказа;

Q (50) = 1– P(50) = 1– 0,67= 0,393

T0 = == 1004;

Q(50) = λ*= 0,01*= 0,00607.

2.Биноминальное распределение. Это распределение по своей форме описывает появление событий, имеющих два исхода, взаимно исключающих друг друга. Этими исходами в каких – то событиях могут быть – исправный или неисправный.

Если в партии из 100 изделий 90 годных и 10 бракованных, то вероятность появления тех и других выражается в виде 0,9 годных и 0,1 бракованных, сумма вероятностей равна 1.Если в совокупность одинаковых изделий входят доля q исправных доля p неисправных изделий, то

q + p = 1

Если из большой партии одинаковых изделий, содержаться р % неисправных , берется выборка в количестве n изделий, то вероятность появления различного числа неисправных изделий в этих выборках определяется коэффициентами членов биноминального разложения :

= 1

Где: p= – доля единицы неисправных изделий в партии.

q = – доля исправных или :

+n*p +++ ………….+=1

Первый член показывает отсутствие неисправных изделий в выборке объемом из n образцов.

Второй член n дает вероятность появления в выборке одного неисправного изделия.

Третий член вероятность появления в выборке двух неисправных изделий и т.д.

Последний же член определяет вероятность появление выборке n неисправных изделий.

Пример: Из большой партии сельсинов, содержащих р% =5 % неисправных образцов, берется для использования в объекте выборка из 4 – х. машин (n =4).Определить вероятность появления в выборке 0,1,2,3, или 4 неисправных сельсина.

p= = 0,05 доля единицы неисправных изделий в партии,q = 0,95.

При этом = 1.

Решение:

Вероятность появление в выборке 0 неисправных сельсинов

==0,8145

Вероятность появления в выборке 1 неисправного сельсина

n *p = 4**p = 4* 0,05 = 0,1715.

Вероятность появления в выборке двух несправных сельсин.

n! – эк. факториал, образует последовательность 1*2*3* ……….*n.

= = 6*=6*=0,0136.

Вероятность появление в выборке 3 – х неисправных сельсинов.

= 4*q = 4* (0,95)*= 0,0004.

Вероятность появления в выборке 4 – х неисправных сельсинов.

= = 0,00000625

В выборке из партии машин, состоящей из 4 – х сельсинов, вероятность отсутствия в ней неисправных образцов составляет 0,8145, а вероятность появления в этой выборке 4 – х неисправных сельсинов равна нулю.

= 1

q –исправные изделия

р – неисправные изделия

n – количество изделий.

p= ; q =

+n*p +++ ………….+=1

2! = 1,2.

3! = 1,2,3.

Лекция 2А Н2 ( надежность)

Тема: « Различные периоды работы технических устройств. Надежность систем из последовательно и параллельно соединенных элементов».

Различные периоды работы технических устройств.

При рассмотрении работоспособности любого технического устройства или изделия различают три периода его жизни.

а) Период приработки : в это время проявляется конструктивные и технологические отказы внезапного характера. Постепенные отказы практически отсутствуют за счет устранения дефектных элементов и мест некачественной сборки и по мере приработки деталей интенсивность отказов уменьшается и в конце периода снижается до некоторого наименьшего значения. Графически это выглядит следующим образом :

Изменение интенсивности внезапных отказов в период приработки ( участка 0 – t). Примерно описывается методом Вейбулла.

б) Период нормальной эксплуатации . На этом интервале внезапные конструктивно– технологические отказы продолжают уменьшаться, но одновременно возрастает доля постепенных отказов.

Изменение интенсивности постепенных отказов в период нормальной эксплуатации.( участок t1 – t2)

Участок нормальной эксплуатации обычно в десятки раз продолжительнее периода приработки.

На этом участке показатели надежности достаточно строго описываются экспоненциальным распределением случайных величин.

в) Период износа. В это время преобладают постепенные отказы из – за износа и старения электрооборудования. Интенсивность отказов постепенно растет, причем темпы роста трудно прогнозировать. На рисунке 2 это характеризуется участком t2 – t3. Для описания показателей надежности в большей мере подходят закономерности нормального распределения случайных величин.

Суммарный же график жизни устройства будет иметь вид :

λп – постепенные отказы.

λв–внезапные отказы.

λn– износовые отказы.

Описанная закономерность появления отказов позволяет сделать следующие выводы по организации рациональной эксплуатации электрооборудования. При приработке оборудованию необходим более тщательный надзор за каждым элементом и постоянный контроль за режимом работы.

В период нормальной эксплуатации нельзя нарушать периодичность обслуживания электрооборудования, т.к. это увеличивает интенсивность отказов и преждевременно наступит период износа. В начальный период износа электрооборудование должно быть направлено в капитальный ремонт или снято с эксплуатации.

Пример расчета надежности электродвигателей в эти периоды работы можно найти в книге Ермолин Н.Л., Жерихин Н.Г. « Надежность электрических машин» , Л. Энергия, 1976 г.