1. Основные понятия и показатели надежности

1.1. Общие определения

Основные понятия, используемые в теории надежности, определены ГОСТ

27.002-83 «Надежность в технике. Термины и определения», в котором надежность определена как «свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, ремонтов, хранения и транспортировки» [1].

Под объектом может пониматься как конкретное электротехническое изделие (например, выключатель, разъединитель и т.д.), так и совокупность ряда элементов (объектов), объединенных единством выполняемых задач (например, ЛЭП, ПС и т.п.).

Совокупность взаимосвязанных элементов или объектов, предназначенных для выполнения определенного круга задач, имеющих единое управление функционированием и развитием, называют системой [2].

Различие в понятиях объекта и системы определило отличие в их характеристиках надежности. Общими для них являются безотказность, долговечность, ремонтопригодность, управляемость и безопасность. Кроме перечисленных понятий надежность электроэнергетических систем включает в себя устойчивоспособность, режимную управляемость и живучесть [3].

Безотказность – свойство объекта сохранять работоспособность в течение некоторого времени или некоторой наработки.

Долговечность – свойство объекта сохранять работоспособность до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонта.

5 Ремонтопригодность – свойство объекта, заключающееся в приспособленности к предупреждению и обнаружению причин возникновения отказов, повреждений и устранению их последствий путем ремонта и технического обслуживания.

Управляемость – свойство объекта, заключающееся в приспособленности объекта к управлению с целью поддержания нормального режима.

Сохраняемость – свойство объекта сохранять значения показателей безотказности, долговечности и ремонтопригодности в течение и после хранения и (или) транспортировки.

Безопасность – свойство объекта не создавать ситуации, опасные для жизни людей и окружающей среды.

Устойчивоспособность – свойство системы сохранять непрерывно устойчивость в течение некоторого времени. Способность системы переходить от одного установившегося режима к другому (например, от нормального к послеаварийному) при различных возмущениях называют устойчивостью.

Режимная управляемость – свойство системы обеспечивать включение, отключение и изменение режима работы элементов по заданному алгоритму.

Живучесть – свойство системы противостоять крупным возмущениям системы, не допуская их каскадного развития и массового отключения потребителей.

В процессе эксплуатации отдельные элементы системы электроснабжения и вся система в целом могут находиться в различных состояниях. Основным состоянием, которого мы стремимся добиться, является исправное.

Исправность – состояние объекта, при котором он соответствует всем заданным требованиям.

6

Несоответствие хотя бы одному требованию, предъявляемому к объекту нормативно-технической документацией, является неисправностью данного объекта.

Состояние объекта, при котором он способен выполнять заданные функции, сохраняя значения требуемых параметров в установленных пределах, называется работоспособностью.

Различают частичную работоспособность – состояние, при котором значение хотя бы одного из заданных параметров выходит за установленные пределы.

Работоспособный объект может находиться в рабочем и нерабочем состояниях. В рабочем состоянии объект выполняет заданные функции, в нерабочем – не выполняет.

Нахождение объекта в состояниях предупредительного и аварийного ремонтов, а также в состояниях аварийного и зависимого и простоев определяют его нерабочее состояние.

Рабочее состояние подразумевает его нахождение в нормальном, ремонтном, аварийном и послеаварийном режимах.

Нормальный режим характеризуется поддержанием заданных параметров режима работы и резервирования в установленных пределах.

Ремонтный режим характеризуется нахождением части элементов объекта в состоянии предупредительного или аварийного ремонта.

Аварийный режим – это период времени от момента отказа до локализации отказа элемента.

Послеаварийный режим – период времени от момента локализации отказа до восстановления нормального режима.

Если объект не способен выполнять заданные функции, то говорят, что объект неработоспособен.

В процессе работы электрооборудования и в определенный момент времени наступает такое состояние, когда дальнейшая эксплуатация этого объекта становится либо невозможной (вследствие появления технических

7

дефектов), либо нецелесообразной, так как может возникнуть опасная для жизни людей ситуация. Это состояние называется предельным, а дальнейшая эксплуатация объекта при наступлении этого состояния недопустима.

Кроме рассмотренных возможны еще многочисленные состояния объектов:

Резервное, состояние зависимого простоя, простой в поврежденном состоянии и т.д., но они не имеют столь существенного значения как уже описанные и потому исключаются из детального рассмотрения.

Основными событиями, характеризующими элементы системы электроснабжения, являются повреждение и отказ.

Повреждение заключается в нарушении исправности элементов, а отказ – в нарушении их работоспособности.

Различают следующие виды отказов:

- частичный отказ – отказ, после возникновения которого использование объектов по назначению возможно, но при этом значения одного или нескольких основных параметров находятся вне допустимых пределов;

- внезапный отказ – отказ, характеризующийся скачкообразным изменением одного или нескольких заданных параметров;

- постепенный отказ – отказ вследствие постепенного изменения одного или нескольких заданных параметров;

- независимый отказ – отказ, не обусловленный отказами других элементов объекта;

- зависимый отказ – отказ, обусловленный отказами других элементов;

- полный отказ – отказ, после возникновения которого использование объекта по назначению невозможно до восстановления его работоспособности;

- отказ срабатывания – отказ, заключающийся в невыполнении требуемого срабатывания;

8

- ложное срабатывание – отказ, заключающийся в срабатывании при отсутствии требования срабатывания;

- сбой – самоустраняющийся отказ, приводящий к кратковременной утрате работоспособности;

- авария – отказ объекта с последствиями, степень тяжести которых определяется нормативно-технической документацией.

Контрольные вопросы.

1. Пояснить отличие понятий «исправность» и «работоспособность».

2. Пояснить на примере энергетической системы понятие «живучесть».

3. Привести примеры зависимых отказов и сбоев в системе электроснабжения.

4. Пояснить понятие «постепенный отказ» на примере конкретного электрооборудования.