В практике эксплуатации обычно действительная нагрузка потребителей меньше суммарной установленной мощности. Это обстоятельство учитывается коэффициентами одновременности кo и загрузки кз. Тогда выражение для максимальной нагрузки потребителя будет иметь вид;
(2.13.3)
где кcnp - коэффициент спроса для рассматриваемой группы потребителей.
Коэффициенты спроса определяются на основании опыта эксплуатации однотипных потребителей и приводятся в справочной литературе. Средние значения коэффициентов спроса для некоторых промышленных потребителей приведены в табл. 2.13.1.
Таблица 2.13.1. Коэффициент спроса
Потребитель | Среднее значение коэффициента спроса кcnp |
Чёрная металлургия: доменный цех мартеновский цех установка непрерывной разливки стали прокатные станы машиностроение Химическая промышленность Текстильная промышленность Производственная вентиляция и кондиционирование | 0,6 0,3 0,7 0,4 – 0,6 0,14-0,6 0,7 – 0,9 0,7 – 0,85 0,9 |
Найденное по (2.13.1) значение максимальной нагрузки является наибольшим в году и соответствует обычно периоду зимнего максимума нагрузки.
Кроме Ртах, для построения графика необходимо знать характер изменения нагрузки потребителя во времени, который при проектировании обычно определяется по типовым графикам.
Лекция 2.14. Методы достижения заданного уровня надёжности оборудования, систем электроснабжения
2.14.1. Надёжность электроснабжения. Основные определения
Рассмотрим основные понятия и термины, необходимые для изучения вопросов теории и расчета надежности элементов и систем.
Надежность (И) — свойство изделия (детали, компонента, элемента, прибора, системы) выполнять заданные функции, сохранять свои эксплуатационные показатели в заданных пределах при заданных режимах и условиях эксплуатации в течение требуемого промежутка времени или требуемой наработки.
Элемент расчета надежности — устройство (деталь, элемент, прибор, линия или канал связи, система или даже комплекс систем), учитываемое при расчете надежности как отдельная самостоятельная часть, имеющая свой общий количественный показатель надежности.
Работоспособность — свойство изделия, при котором оно способно выполнять заданные функции с параметрами, установленными в технической документации.
Долговечность — свойство изделия сохранять работоспособность с необходимыми перерывами для технического обслуживания и ремонтов до предельного состояния, оговоренного в технической документации.
Таким предельным состоянием является либо поломка, предельный износ и т. п., либо снижение эффективности (падение мощности, уменьшение производительности и т. п.), либо снижение точности, либо нарушение норм техники безопасности.
Срок службы — календарная продолжительность эксплуатации изделия до момента возникновения предельного состояния, оговоренного в технической документации.
Наработка — продолжительность (измеряемая, например, в часах или в циклах), или объем работы изделия (измеряемые, например, в километрах, гектарах, кубометрах или других единицах).
Ресурс — наработка до предельного состояния, оговоренного ■ технической документации. Ресурс равен сумме всех наработок изделия от начала эксплуатации до момента достижения обусловленного предельного состояния.
Отказ — событие, после которого изделие (элемент, прибор, устройство, система) перестает выполнять (целиком или частично) свои функции. Отказ — нарушение работоспособности изделия.
Отказы могут быть классифицированы по ряду признаков, основные из которых указаны в табл. 2.14.1.
Таблица 2.14.1.
По времени существования отказа
Устойчивый отказ
Временный отказ
Перемежающийся отказ
Катастрофический отказ изделий приводит к полному нарушению работоспособности. К нему относятся обрывы и короткие замыкания; изломы, деформации и заедания механических деталей; расплавление или сгорание деталей конструкции или компонентов схем. Параметрические отказы компонентов являются частичными отказами сложных изделий, в которые они входят, и выражаются в ухудшении качества функционирования изделия. Это ухудшение может быть устойчивым или временным.
Отказы как случайные события могут быть независимыми и зависимыми. Если отказ какого-либо элемента в системе не является причиной отказа других элементов, то такой отказ будет событием независимым. Если же отказ одного элемента появился или вероятность его появления изменилась при отказе других элементов, то отказ будет событием зависимым.
Внезапные отказы проявляются в результате резкого скачкообразного (катастрофического) изменения основных параметров под воздействием одного «ли нескольких из многих случайных факторов, связанных либо с внутренними дефектами элементов, либо с нарушением рабочих режимов или условий работы, либо с ошибками обслуживающего персонала и т. п. При постепенных отказах наблюдается плавное изменение параметров в результате старения (ми износа элементов или всей системы. Следует отметить, что появлению внезапных отказов обычно также предшествуют скрытые изменения свойств деталей или компонентов, которые не всегда удается обнаружить. Поэтому разделение на внезапные и постепенные отказы носит условный характер. Устойчивые отказы устраняются только в результате ремонта или регулировки, либо замены отказавшего элемента. Временные отказы могут самопроизвольно исчезать без вмешательства обслуживающего персонала вследствие устранения вызвавшей их причины. Причинами таких отказов часто являются ненормальные режимы или условия работы, например, большие отклонения температуры или влажности, ненормальные по величине ускорения
и вибрации к т. п. Многократно повторяющиеся отказы (временные) носят название перемежающихся. Их обычно трудно обнаружить; они свидетельствуют о наличии ненормальности в качестве изделия или режимах и условиях его работа.
Особое место занимают кратковременные самоустраняющиеся отказы, вызываемые кратковременными изменениями входных воздействий, подводимых к элементу, прибору, системе (например, при воздействии внешних помех), либо возникающих вследствие кратковременных изменений внутренних параметров или свойств элемента, прибора, системы.
Отказ является одним из проявлений неисправности изделия. Под неисправностью подразумевают несоответствие изделия (детали, компонента, элемента, прибора, устройства, машины, системы) одному или нескольким требованиям, предъявляемым как в отношении основных (рабочих) параметров и характеристик, так и в отношении внешнего вида, удобства эксплуатации и т. п. Не все неисправности являются отказами. Неисправности, не приводящие к отказу, обычно называются дефектами.