Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего
профессионального образования
Южно-Уральский государственный университет
Надежность систем
электроснабжения
Конспект лекций
Озёрск
2011
УДК 621.311.1
ББК 31.2
В85
Воропай Н.И. Надежность систем электроснабжения. Конспект лекций / Н.И.Воропай. – Новосибирск: Наука, 2006. – 205 с.
ISBN 5-02-032545-7.
Конспект лекций содержит основные современные понятия, положения и подходы к анализу и обеспечению надежности систем электроснабжения, иллюстрируемые многочисленными примерами.
Рекомендуется в качестве учебного пособия для студентов по специальности "Надежность систем электроснабжения" по направлению "Электроэнергетика".
Ил. 42. Табл. 7. Библиогр.: 12 назв.
Рецензенты
доктор технических наук, профессор В.И. Тарасов
Доктор технических наук, профессор А.В. Крюков
Доктор технических наук Г.Ф. Ковалев
Без объявления © Н.И. Воропай, 2006
ISBN 5-02-032545-7
Оглавление
|
ПРЕДИСЛОВИЕ................................................................. |
7 |
|
1. СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ............................. |
9 |
|
1.1. Особенности систем электроснабжения............... |
9 |
|
1.2. Распределенная генерация в системах электроснабжения................................................... 1.2.1. Предпосылки и тенденции........................... 1.2.2. Масштабы развития.................................... 1.2.3. Электроэнергетические системы будущего........................................................ 1.2.4. Технические особенности и проблемы........ |
14 14 15
19 19 |
|
2. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ НАДЕЖНОСТИ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ................................................ |
22 |
|
2.1. События, состояния и процессы в объектах....... |
22 |
|
2.1.1. Работоспособные и неработоспособные состояния...................................................... 2.1.2. Отказ.............................................................. 2.1.3. Восстановление............................................ 2.1.4. Потоки отказов и восстановлений............ |
22 24 27 27 |
|
2.2. Надежность как комплексное свойство.................. 2.2.1. Общие положения.......................................... 2.2.2. Структурирование надежности................. |
28 28 30 |
|
3. ПОКАЗАТЕЛИ НАДЕЖНОСТИ...................................... 3.1. Показатели безотказности..................................... 3.1.1. Структурно-функциональные (условные) показатели безотказности........................ 3.1.2. Вероятностные (безусловные) показатели безотказности........................ 3.2. Показатели восстанавливаемости...................... 3.2.1. Структурно-функциональные (условные) показатели восстанавливаемости.......... 3.2.2. Вероятностные (безусловные) показатели восстанавливаемости........... 3.3. Комплексные показатели...................................... 3.3.1. Абстрактный объект............................... 3.3.2. Система электроснабжения..................... 3.4. Примеры................................................................. |
35 35
35
37 42
42
42 45 44 47 50 |
|
4. МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ................. 4.1. Общая характеристика методов.......................... 4.2. Экспериментальные методы................................ 4.2.1. Методы испытаний................................... 4.2.2. Методы наблюдения.................................. 4.2.3. Типы оцениваемых показателей и характер априорных сведений............... 4.2.4. Стратегии испытаний.............................. 4.2.5. Методы расчета показателей................. 4.2.6. Примеры и задачи........................................ 4.3. Расчетные методы................................................. 4.3.1. Общий случай.............................................. 4.3.2. Структурно-функциональные показатели.................................................... 4.3.2.1. Графы состояний и переходов......... 4.3.2.2. Метод на основе булевой алгебры 4.3.2.3. Метод дерева отказов....................... 4.3.2.4. Табличный метод.............................. 4.3.3. Вероятностные показатели...................... 4.3.3.1. Аналитические методы. Общий случай.................................... 4.3.3.2. Аналитический метод на основе марковского процесса....................... 4.3.3.3. Аналитический логико- вероятностный метод....................... 4.3.3.4. Аналитический метод на основе формулы полной вероятности......... 4.3.3.5. Аналитический метод по схеме Бернулли............................................ 4.3.3.6. Аналитический метод на основе пуассоновского процесса.................. 4.3.3.7. Имитационный метод........................ 4.3.4. Определение последствий для потреби- телей при различных состояниях системы.......................................................... 4.3.5. Примеры и задачи.......................................... |
53 53 55 55 57
58 60 61 64 65 65
68 68 71 75 79 80
81
82
85
89
91
92 93
97 101 |
|
5. ПОДДЕРЖАНИЕ УРОВНЯ НАДЕЖНОСТИ ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК.................................................. 5.1. Общие положения.................................................... 5.2. Виды ремонтов, их характеристика, этапы развития систем ремонта........................................ 5.3. Планово-предупредительные ремонты электрооборудования.............................................. 5.4. Техническое обслуживание и ремонты электрооборудования с учетом технического состояния.................................................................. 5.5. Классификация средств диагностирования......... 5.6. Методы диагностирования электрообо- рудования................................................................. 5.7. Прогнозирование технического состояния электрооборудования.............................................. |
112 112
114
118
120 122
129
135 |
|
6. КРИТЕРИИ ЭФФЕКТИВНОЙ НАДЕЖНОСТИ.............. 6.1. Общие положения................................................... 6.2. Экономический подход........................................... 6.2.1. Подход с позиции электроснабжающей организации................................................... 6.2.2. Подход с позиции потребителя.................. 6.3. Нормативный подход.............................................. 6.4. Обоснование решений по обеспечению надежности.............................................................. 6.4.1. Принципы обеспечения надежности электроснабжения потребителей............ 6.4.2. Обеспечение нормативного уровня надежности.................................................... 6.4.3. Приведение вариантов к одинаковой надежности.................................................... 6.4.4. Оптимизация надежности с учетом ущербов у потребителей............................ 6.4.5. Интервальный метод сопоставления вариантов с учетом надежности............... 6.4.6. Механизм согласования интересов субъектов....................................................... 6.5. Примеры и задачи……………………………………. |
138 138 139
140 144 146
151
151
153
154
154
155
156 158 |
|
7. ЗАДАЧИ ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ НАДЕЖНОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ.................................................. 7.1. Общие положения................................................... 7.2. Средства обеспечения надежности....................... 7.2.1. Надежность элементов............................... 7.2.2. Структуризация и резервирование............ 7.2.3. Управление.................................................... 7.3. Субъектная декомпозиция задачи.......................... 7.4. Структуризация задач надежности в системах электроснабжения................................................... 7.4.1. Структура задач........................................... 7.4.2. Характеристика задач................................. 7.4.2.1. Задачи развития.............................. 7.4.2.2. Задачи функционирования..............
|
166 166 167 167 168 171 173
176 177 177 180 |
|
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК.................................. |
181 |
|
ПРИЛОЖЕНИЯ.................................................................. 1. Показатели надежности оборудования.................. 2. Характеристики удельных ущербов предприятий. 3. Стандартные вероятностные характеристики....... 4. Основные понятия, аксиомы и теоремы из теории вероятностей и математической статистики................................................................ |
182 182 191 199
201 |