Воропай Н.И. Надежность систем электроснабжения. Конспект лекций - файл n1.doc

Воропай Н.И. Надежность систем электроснабжения. Конспект лекций
скачать (745.1 kb.)
Доступные файлы (11):
n1.doc88kb.20.11.2006 10:29скачать
n2.doc26kb.22.01.2008 17:20скачать
n3.doc21kb.20.11.2006 10:27скачать
n4.doc139kb.20.11.2006 10:32скачать
n5.doc151kb.07.05.2009 09:55скачать
n6.doc424kb.22.01.2008 17:33скачать
n7.doc1175kb.19.11.2006 19:29скачать
n8.doc244kb.19.11.2006 19:32скачать
n9.doc521kb.20.11.2006 11:09скачать
n10.doc178kb.22.01.2008 17:17скачать
n11.doc904kb.22.01.2008 17:21скачать

n1.doc


Министерство образования и науки Российской Федерации




Иркутский государственный технический университет



Институт систем энергетики им. Л.А. Мелентьева

Сибирского отделения Российской академии наук

Н.И. Воропай



Надежность систем

электроснабжения



Конспект лекций






Новосибирск

"Наука"

2006

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


ПРЕДИСЛОВИЕ


Первый закон Чизхолма: Все, что может

испортиться – портится.

Следствие первого закона Чизхолма:
Все, что не может испортиться – портится

тоже.

Ф. Чизхолм. Эффект Чизхолма

Приведенный эпиграф – фрагмент из известной в 1960-е годы книги "Физики продолжают шутить" (М.: Мир, 1968 г.) – отражает тот факт, что "в каждой шутке есть доля шутки" (в том смысле, что то, что в шутке – не шутка, это весьма серьезные вещи). Так и закон Чизхолма и следствие из него свидетельствуют о принципиальном положении для всех сфер нашей жизни: не бывает и не может быть абсолютно надежных объектов, сооружений, систем; каждый объект, система время от времени перестают нормально выполнять свои функции, ломаются или, по терминологии теории надежности, отказывают. Поэтому исследование и обеспечение надежности объектов, систем – одно из актуальнейших направлений современной науки и техники.

Системы электроснабжения не являются исключением из общего правила. Для специалистов-электроэнергетиков, проектирующих и сооружающих системы электроснабжения, эксплуатирующих и изучающих их, невозможно не иметь представлений об основных положениях в области надежности систем электроснабжения, моделях надежности и методах расчета надежности. Поэтому курс "Надежность систем электроснабжения" – один из базовых специальных курсов для инженера-электроэнергетика.

Цель данного конспекта лекций – восполнить существующий в настоящее время острый дефицит учебной литературы и представить современный уровень рассматриваемой дисциплины. Последнее очень важно, поскольку теория надежности в электроэнергетике развивается очень быстро, а реальная действительность ставит все новые и новые проблемы, стимулируя развитие теории.

Конспект лекций соответствует курсу, читаемому автором на кафедре электроснабжения и электротехники Иркутского государственного технического университета. Структурно и содержательно конспект базируется в основном на современном учебном пособии В.Г. Китушина [1], однако имеет и существенные структурные и содержательные отличия, заключающиеся в следующем.

1. Первый раздел данного конспекта лекций дает представление об объекте исследований – системах электроснабжения – с позиций надежности. Это особенно важно в связи с принципиальной трансформацией систем электроснабжения вследствие появления в них распределенной генерации. Кроме того, изложение материала по тексту конспекта лекций, особенно в примерах, максимально адаптировано к системам электроснабжения.

Некоторые положения учебного пособия [1] показались нам изложенными недостаточно четко или чрезмерно громоздко, поэтому были использованы другие источники, прежде всего [2–7], а также ряд примеров и задач, содержащихся в [3–5].

2. По отдельным положениям точка зрения автора данного конспекта лекций не во всем совпадает с представлениями, изложенными в [1]. Это касается, например, структуризации комплексного свойства надежности, интерпретации экономических критериев надежности с позиций электроснабжающей организации и потребителя и др. В таких случаях текст отличается от изложения в [1].

4. Некоторые важные вопросы оказались в [1] не затронутыми. В этом плане необходимо отметить разд. 5 настоящего издания, который построен на основе книги А.Н. Назарычева [8]. Это направление становится все более актуальным с точки зрения обеспечения надежности в электроэнергетике и, в частности, надежности систем электроснабжения.

Приложения содержат основные положения теории вероятностей и математической статистики, являющиеся математической базой теории надежности, а также статистику по показателям надежности электротехнического оборудования. И то и другое в основном базируется на данных из [1], но включает и некоторую дополнительную информацию.

При определенной содержательной интерпретации предлагаемый конспект лекций может быть использован в качестве основы курса по проблемам надежности и других электроэнергетических специальностей.



Министерство образования и науки Российской Федерации
Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации