Реферат: Конспект лекцій методичні вказівки для студентів спеціальності 090603 «Електротехнічні системи електроспоживання»

Міністерство освіти України

Криворізький технічний університет

Кафедра електропостачання та ресурсозбереження


«Надійність і діагностика СЕП»

КОНСПЕКТ ЛЕКЦІЙ

Методичні вказівки для студентів спеціальності 7.090603

«Електротехнічні системи електроспоживання»


Укладач: ст. викладач кафедри ЕПР Пархоменко Р. О


Затверджено на засіданні

кафедри Електропостачання та

ресурсозбереження.


Протокол №__ від________


Кривий Ріг

2009

УДК 621.311.1(074)


Методичні вказівки ( конспект лекцій ) по дисципліні «Надійність і діагностика систем електропостачання» ( для студентів спеціальності 7.090603 ) / Уклад.: Р.О.Пархоменко. – Кривий Ріг : КТУ , 2008.

Містить лекції з теоретичними відомостями по дисципліні «Надійність і діагностика систем електропостачання»


Укладач : Р.О. Пархоменко


Рецензент: доцент, к. т. н. Е.С. Гузов


ЗМІСТ


1 ЛЕКЦІЯ № 1. ВВЕДЕННЯ. ...................................................................... 3


2. ЛЕКЦІЯ № 2. МОДЕЛІ ВІДМОВ СИСТЕМИ. ..................................... 10


3. ЛЕКЦІЯ № 3. ТЕХНІЧНА ДІАГНОСТИКА.......................................... 15


^ 4. ЛЕКЦІЯ № 4. МЕТОДИ ТА ЗАСОБИ ДІАГНОСТИКИ

ЕЛЕКТРИЧНОГО ОБЛАДНАННЯ З ВИСОКОЮ

НАПРУГОЮ. ............................................................................................ 30


13. СПИСОК РЕКОМЕНДОВАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ. ................................... 41


^ ЛЕКЦІЯ № 1. ВВЕДЕННЯ

Актуальність : ознайомлення з задачею вивчення курсу та засвоєння основних понять і визначень.


План :

1. Вступ.

2. Основні поняття і визначення.

3. Показники і характеристики надійності ел. пристроїв і систем.

4. Комплексні параметри надійності.

5. Питання для самоконтролю.


Вступ.


Надійність (Н) СЕП – одна з актуальних проблем електроенергетики, тому підвищення надійності найбільш актуальне завдання. Надійність сучасних систем виробництва і розподілу ел. енергії значною мірою визначається надійністю ел. устаткування. Аварійні пошкодження, які супроводжуються пошкодженнями устаткування, приводять до порушення ел. постачання і значного економічного збитку. Ступінь необхідної надійності обумовлюється ремонтною придатністю ел. устаткування і мереж, категорією надійності ел. приладів і економічним збитком при порушенні ел. постачання. В той же час надійність СЕП визначається надійністю устаткування, схемо-конструктивними рішеннями, а також проведенням технічного огляду і ремонту. Проблема надійності в техніці викликала до життя такі напрями, як теорія надійності, фізика відмов, теорія міцності, технічна діагностика та ін.

^ Надійність СЕП.
Основні поняття і визначення.


Надійність – властивість об'єктів зберігати у часі в установлених межах значення всіх параметрів, що характеризують здатність правильно виконувати необхідні функції в заданому режимі і умові експлуатації, технічному огляді і ремонті, зберіганні і транспортації. Така властивість об'єкту – працездатність. Відмова – порушення працездатності.

Кажучи про об'єкти, можна мати на увазі конкретні об'єкти (ЛЕП), безліч конкретних об'єктів (АВ серії А), певний клас об'єктів, що відповідають заданій структурі і складу ел. пристроїв (П/с 110/35). Структура і взаємодія ел. пристроїв об'єкту визначають модель його надійності. У моделях надійності широко застосовуються поняття „елемент” і „система”.

Об'єкт, надійність якого розглядається незалежно від надійності його частин, а тільки залежно від його функціональної ролі і місця в системі – елемент.

Сукупність взаємозв'язаних елементів, які використовуються для виконання певного кола завдань, що мають єдине кероване функціонування – система.

^ Надійність СЕП – комплексна властивість, що включає безвідмовність, довговічність, ремонтну придатність, можливість збереження, стійкість, можливість управління режимами, живучість.

Безвідмовність – властивість об'єкту безперервна зберігати працездатність протягом шуканого часу.

Працездатність – стан об'єкту, при якому значення всіх параметрів, що характеризують здатність виконувати задані функції, відповідає вимогам нормативно-технічної документації (НТД).

Довговічність – властивість об'єкту зберігати працездатність до настання граничного стану при встановленій системі технічного огляду і ремонту.

Граничний стан – такий стан, при якому його подальше використання недоцільне (неприпустимо).

^ Ремонтна придатність – властивість об'єкту, що полягає у пристосованості до попередження і виявлення причин виникнення відмов, пошкоджень і підтримці і, відновленню працездатності шляхом технічного огляду і ремонту.

^ Відмова працездатності – подія, що полягає у переході об'єкту з одного рівня працездатності на іншій, нижчий.

Відмова функціонування – подія, поміщена в переході з одного рівня функціонування на іншій, нижчий.

Відмови поділяються на:

- конструктивні;

- технологічні;

- експлуатаційні;

- спричинені зношеністю об’єкта .

Відмови бувають:

- повна непрацездатність;

- часткова працездатність.

^ Непрацездатний стан – стан об'єктів, при яких вони нездатні виконувати всі задані функції.

У робочому стані об'єкт виконує задані функції.

Неробочий стан:

- попереджувальний ремонт;

- аварійний ремонт;

- залежний простій.

Робочий стан об'єкту включає два режими(1 та 2):

1- нормальний (забезпечується значення заданих параметрів режиму роботи і резервування у встановлених межах);

2- ремонтний (частина елементів об'єкту знаходиться в стані попереджувального ремонту /аварійного/);

3- аварійний (з моменту виникнення відмов елементів до моменту локалізації відмов);

4- після аварійний (перевірка; з моменту локалізації відмови до встановлення заданого режиму).

^ Можливість зберігання – властивість об'єкту зберігати значення безвідмовності, довговічності, ремонтної придатності під час зберігання і транспортування.

Стійкість – властивість об'єкту зберігати стійкість протягом деякого інтервалу часу.

Живучість – властивість системи протистояти значним збуренням режимів, не допускаючи їх ланцюгового розвитку і частого відключення. Зазвичай живучість забезпечується роботою РЗА.

^ Причина відмови устаткування і мереж – пошкодження і несправності.

Пошкодження в ел. енергетиці – руйнування ел. устаткування, поломка деталей, порушення цілісності ел. частин, порушення ізоляції.

^ Несправність в ел. енергетиці – розладнання механізмів без руйнування і псування.

Пошкодження і несправності можуть виникнути через дефектне устаткування, тобто через невідповідність його встановленим вимогам при випуску із заводу виробника (брак), через аварійні (нерозраховані) дії навколишнього середовища, по причині неправильного транспортування, наладки, техогляду і ремонту.

Відмова ел. енергетичних пристроїв у виконанні заданої функції (відмова функціонування) наступає при відмові устаткування, відмові суміжних (вузлів) установок, відмові напівавтоматики, а також при нерозрахованих зовнішніх діях.

Рівень розладу при аваріях і порушеннях – глибина.

^ Показники і характеристики надійності ел. пристроїв і систем.

Оскільки стан об’єкту (елементу системи) має випадковий характер, то для визначення показників надійності ел. апаратів застосовують математичну статистику.

Розрізняють одиночні і комплексні показники надійності. Їх значення як правило отримують за допомогою збору і обробки статистичної інформації надійності.

Одиночні показники надійності (індивідуальні, одиничні):

^ 1. Вірогідність безвідмовної роботи P(t) за розрахунковий час t. P(t) – вірогідність того, що час роботи буде більше деякого часу T, тобто P(t ≥T), P(t=0)=1… P(t=∞)=0.

На основі статистичних даних про відмови:

P(t) =

N - n(t)

N

де: N – число елементів що знаходяться у випробуванні;

n(t) – число елементів, що відмовили, за час t;

N – n(t) – число тих, що залишилися в роботі.


З метою подальшого розуміння суті показників надійності розглянемо імовірнісні моделі відмов і надійності устаткування.

Математичний опис процесу виникнення відмов – модель відмов. Елементи, що відмовили, у більшості випадків відновлюються. Процес відновлення і профілактики устаткування не виключає повністю виникнення відмов ел. пристроїв, але в значній мірі зменшує їх вірогідність, тобто збільшує надійність.

Математичний опис цих процесів – модель надійності.

Моделі відмов і моделі надійності використовуються для розрахунку показників надійності.

^ 2. Інтенсивність відмов λ(t) – міра схильності елементів до відмов залежно від часу t.

λ(t) – середнє число відмов в одиницю часу t.

Графік зміни інтенсивності відмов в перебігу експлуатації для більшості елементів СЕП має вигляд:


λ


1 2 3

t

Графік λ(t), U- образний – характеристика життя. На ньому весь інтервал робочого часу можна розбити на 3 періоди:

1 – λ(t) має підвищене значення. Завжди є вироби з прихованим дефектом, які виходять з ладу автоматично. З цієї причини, перший інтервал - це період прироблення або період виживання дефектних виробів.

2 – період нормальної роботи. Характеризується постійним або приблизно-постійним значенням λ(t).

3 – період старіння зносу елементів, деталей, вузлів.

Для більшості елементів СЕП, у яких переважають раптові відмови, безперервною математичною моделлю є експоненціальний розподіл. В цьому випадку графік P(t) має вигляд:

P





P(t)


t

При такому розподілі можна прийняти λ(t) = λ, тоді P(t) = е-λt, де t – проміжок часу, для якого визначається P(t).

У разі, коли час відлічується дискретними одиницями, раптові відмови описуються моделлю геометричного розподілу. P(t) в цьому випадку:

P(t) = е-px,

x – число комутацій.

Значення λ(t) можуть бути визначені на підставі статистичних даних:

λ(t) =

n(t, ∆t)

N(t) * ∆t

n(t, ∆t) – число елементів, що відмовили протягом часу, tнабл. = t + ∆t;

N(t) – число елементів справних у момент t;

∆t – інтервал часу спостереження.

^ 3. В розрахунок найбільших відмов вводять показник надійності, як параметр потоку відмов.

w(t) – середнє число відмов елементу, що ремонтується, яке припадає на одиницю устаткування в одиницю часу, узятого для даного моменту часу:

w(t) =

∑mi(t+∆t) - ∑mi(t)

N∆t

N – число елементів;

mi(t+∆t), mi(t) – число відмов i-елемента за станом на даний момент часу(∆t<
Для II періоду кривої життя елементу можна прийняти w(t) ≈ w.

Інтенсивність відмов λ фізично для II періоду життя кривої – практично співпадає з w, тобто λ ≈ w. Тому в розрахунках використовують або λ, або w.

^ 4. Напрацювання на відмову – середній час безвідмовної роботи між сусідніми відмовами. Напрацювання на відмову для різних періодів часу може бути знайдене як:

Tн =

∑Tнi

n

n – число відмов.

Середнє значення за даний період часу T може бути знайдене: Tн = w-1.

5. Імовірність відмов:

Q(t) = 1 – P(t) = 1 - е-λt

Q(t→0) ≈ 0; Q(t→∞) ≈ 1




λ


Q(t)


P(t)

t

^ 6. Середній час відновлення елементу – середній час відновлення працездатного стану; визначається тривалістю відновлення і усунення однієї відмови.

Значення цього параметра знаходять експериментально на підставі статистики:

TВ =

∑TВi

n

Перерви в СЕП можуть відбуватися в результаті аварійних (вимушених) і планових відключень. Тому параметри надійності приводяться відповідно для вказаних видів перерв.

^ Комплексні параметри надійності.

1) Коефіцієнт готовності визначається імовірністю знаходження об'єкту у будь-який момент в стані працездатності:

КГ =

Tp

=

Tн

Tn+Tp

TВ+Tн

2) ^ Коефіцієнт простою визначається тією ж вірогідністю, тільки в стані непрацездатності:

КП =

Tп

=

TВ

Tn+Tp

TВ+Tн


Очевидне співвідношення вказаних коефіцієнтів КГ + КП = 1.

Дані про параметри надійності різних елементів СЕП приведені в довідниках по проектуванню електропостачання (Блок; Тесленко; Гук).


Висновки: В результаті засвоєння матеріалу студенти повинні мати уяву про задачу вивчення курсу та засвоїти основні поняття і визначення.


Питання для самоконтролю.

1. Що таке надійність в техніці? Дайте визначення поняття надійність.

2. Що таке надійність СЕП та які властивості входять в це визначення?

3. Дайте визначення основним показникам надійності.

4. Що таке комплексні параметри надійності?

^ ЛЕКЦІЯ № 2. МОДЕЛІ ВІДМОВ СИСТЕМИ.

Актуальність : вивчення визначень та ознайомлення з моделями відмов системи.


План :

1. Моделі відмов системи.

2. Моделі надійності ел|. пристроїв з відновленням.

3. Моделі надійності ел|. пристроїв (установок) з відновленням і профілактикою.

4. Аналітичний метод розрахунку надійності ел|. постачання.

5. Питання для самоконтролю.

^ Моделі відмов системи.
Будь-які технічні системи складаються з ряду елементів, частина з яких взаємозамінні, а частина не може резервувати один одного.

Наскільки б складною не була система, вона може бути представлена підсистемами, які представляють комбіноване з'єднання елементів (послідовне і паралельне). По значеннях показників надійності можна визначити надійність системи.

1. Простою системою, з точки зору теорії надійності, є такий комплект, при якому відмова одного елементу викликає відмову всієї системи, але при цьому не змінює надійність інших елементів. Таку структуру називають системою з послідовним з'єднанням елементів:


.....


P1(t) … … …

w1 … … …

TВ1 … … …


Імовірність P(t) структури визначається як P(t) всіх елементів у момент часу t.

Виразимо значення Pi(t) з урахуванням експоненціального розподілу:


PС(t) = ∏ Pi(t) (1)


PС(t) = exp(-t∑w) (2)


З (1) і (2) отримуємо фундаментальну властивість послідовної системи:

wC = ∑wi

Середній час відновлення такої системи:


TВС =

∑TВi*wi

∑wi

Це середньозважена величина.

Коефіцієнт планового простою Кпл*nc:


Кпл*nc = 1,2Кпi


Кni =

λплi*Tвi

8760


Кгс = ∏Кгi


Капс =

∑wаi*Tвi

8760


Тоді коефіцієнт КГ з умовою аварійності і планових простоїв:


КГ =

1 - (Ка*Кn)

1 - Кn


Структурою з послідовних з'єднань елементів – це послідовне з'єднання апаратів, TV|, ЛЕП, а також схеми, що містять і комплекти реле, VS|, VT|. Структурою з послідовних елементів можна також моделювати надійність схеми з паралельним з'єднанням конденсаторів (∆Бск), якщо вони не мають індивідуальних функцій, а також схем з паралельним з'єднанням відокремлювачів, вимикачів ланцюгів, що відходять від збірних шин.

2. ^ Структура з паралельним з'єднання елементів моделюється паралельним з'єднанням ЛЕП, ТН, КБ з індивідуальними функціями, паралельної роботи декількох агрегатів (генераторів, насосів). Вид такої структури:




Для такої системи параметри надійності визначаються:

wC11 =

∏TВi*wi

∑TВi




wC11 =

∏(TВi*wi)

* 87601-n

∑TВi


TBC11 = (∑TBi-1)-1

У окремому випадку для структури, що складається з двох паралельних з'єднань елементів в 1 і 2 параметри надійності системи будуть такими:

wC ≡ w1*w2(TB1*TB2) чи wC ≡ w1*w2(TB1*TB2)* 8760 -1


TBC ≡

TВ1*TВ2

TВ1+TВ2


Система, що складається з паралельних елементів в кожний момент часу може знаходитися в стані, що визначається числом працюючих і непрацюючих в даний момент часу елементів. У окремому випадку система з двох паралельних елементів в даний момент часу може знаходитися в чотирьох станах:

1 – обидва працюють;

2 – один у відмові, другий працює;

3 – перший працює, другий у відмові;

4 – обидва не працюють.

Вірогідність системи з двох елементів знаходиться:


P1P2 + Q1P2 + P1Q2 + Q1Q2 = 1


Система з паралельним з'єднанням елементів є резервованою системою, тобто відмову одну, декількох елементів не викличе відмова системи.

За способом резервованих елементів розрізняють:

- постійне резервування (у роботі – всі елементи системи). При цьому резервні елементи функціонують в тих же робочих умовах, що і решта.

- резервування заміщенням.

Резервування заміщенням – такий резерв коли резервні елементи вмикаються тільки після автоматичного вимикання елементів, що відмовили, тобто функціонування працюючих елементів передаються резервним тільки після відмови.

^ 3. Структура зі змішаним з'єднанням елементів (поєднання послідовного і паралельного з'єднання). Визначення надійності эквівалентуванням елементів по формулах паралельного і послідовного з'єднання.

^ Моделі надійності ел|. пристроїв з відновленням.
У система без резервування один елемент ел|. пристрою (установки) може знаходитися в двох станах (робоче і неробоче). За відсутності резервування з відновленням підвищується надійність тільки відносно підвищення Кг. В цьому випадку P(t) – без зміни.

У системах з одноразовим резервуванням (дублювання)виконується включення в паралельне з'єднання двох елементів. При відмові одного з них система залишається працездатною. Елемент, що відмовив, відновлюватиметься. Якщо за час його відновлення інший не відмовляє, то небезпечний режим проходить (безпечно).
^ Моделі надійності ел|. пристроїв (установок) з відновленням і профілактикою.

Щоб по можливості віддалити момент відмови устаткування воно піддається профілактиці. Ел. пристрої з відновленням і профілактикою, що складаються з одного елементу у будь-який момент часу можуть знаходитися в одному з трьох станів:

1. працездатний;

2. аварійний простій відновлення;

3. плановий простій на профілактичне обслуговування.

Ел. пристрої з двох паралельних однакових елементів з відновленням і профілактикою можуть знаходитися в одному з п'яти станів:

1. обидва в роботі;

2. перший в аварійному стані, другий працює;

3. перший в профілактиці, другий працює;

4. один в профілактиці, другий – у аварійному стані;

5. обидва в аварії.

^ Аналітичний метод розрахунку надійності ел|. постачання

При розгляді і порівнянні варіантів ел|. постачання проводиться комплексна оцінка надійності. При цьому кожна лінія або приєднання розглядається в трьох станах:
1. робочий;

2. відмова;

3. плановий ремонт.

При паралельному включенні в плановий ремонт може виводитися тільки одна ЛЕП (приєднання).

Оцінка надійності ведеться на підставі статистики, даних про параметри відмов елементів.

Перед розрахунком параметрів надійності СЕП на підставі схеми з'єднань заздалегідь складають структурно-логічну схему надійності системи, яка являє собою склад її елементів, їх зв'язки і взаємодії. Зв'язки між елементами схеми ел|. постачання представляють у вигляді послідовного, паралельного, комбінованого з'єднань елементів. При цьому аналізується вираз для розрахунку надійності приведений для простих послідовних і паралельних структур: у випадку змішаних схем проводять поетапний еквівалентний розрахунок схеми у відомій структурі. При цьому слід мати на увазі, що паралельні, послідовні з'єднання в сенсі надійності можуть не співпадати зі схемами з'єднання в ел|. схемах.

Є секція шин і від неї відходить n-приєднань. Розглянемо схему електропостачання у вигляді структурної логічної схеми надійності і застосування еквівалентного перетворення:





Н





Розглянемо для початку схему електропостачання:

2 6

4

1

3 7 Sнагр.

5


Будуємо структурну схему:


Перетворимо схему, використовуючи еквівалентні перетворення паралельних, а потім послідовних елементів:





Висновки: В результаті засвоєння матеріалу студенти повинні мати уяву про моделі відмов системи та аналітичний метод розрахунку

надійності.

Питання для самоконтролю.

1. Що являє собою система з послідовним з'єднанням елементів, та як розраховуються для неї показники надійності?

2. Що являє собою система з паралельним з'єднанням елементів, та яким чином розраховуються для неї показники надійності?

3. Що являє собою система з комбінованим з'єднанням елементів, та як розраховуються для неї показники надійності?

4. Що таке модель надійності ел|. пристроїв з відновленням?

5. Що таке модель надійності ел|. пристроїв з відновленням і профілактикою?

6. В чому полягає аналітичний метод розрахунку надійності?
^ ЛЕКЦІЯ № 3. ТЕХНІЧНА ДІАГНОСТИКА.
Актуальність : ознайомлення з терміном « технічна діагностика», зі стратегіями технічної діагностики, її видами та системами і т.д.|


План :

1. Надійність і технічне обслуговування устаткування.

2. Технічна діагностика. Принципи побудови.

3. Види і системи діагностики.

4. Вірогідність діагностики.

5. Пошук несправностей при діагностиці ел. обладнання.

6. Прогнозування технічного стану ел. обладнання.

7. Питання для самоконтролю.

^ Надійність і технічне обслуговування устаткування

Надійність устаткування визначається його конструкцією. Але в процесі експлуатації у зв’язку зі старінням і зносом надійність устаткування знижується, тобто в ході експлуатації устаткування треба проводити роботу по підтримці необхідного технічного стану.

Розрізняють декілька видів тех. стану об'єкту:

- справність(об'єкт повністю відповідає всім технічним вимогам);

- несправність(стан об'єкту при якому він не відповідає хоч би одній вимозі НТД);

- працездатність(стан об’єкту, коли технічним вимогам відповідають лише властивості, що характеризують здатність виконання заданих функцій);

- непрацездатність (об'єкт за наявності дефекту);

- правильне функціонування;

- неправильне функціонування.

Дефект – невідповідність механічним, реальним і дійсним властивостям.

Якщо об'єкт непрацездатний, то можливі два стани:

- можливість переходу у працездатний стан – пошкодження;

- перехід в непрацездатний стан – відмова.

Справний і несправний стан ел|. устаткування є працездатними. Одним з основних заходів визначення справності, тобто здатності виконання заданих функцій, є встановлення граничних значень параметрів, що характеризують їх працездатність. При виході параметрів за граничне значення, об'єкт вважається таким, що відмовив (розглядається зміна тех. стану елементу, об'єкту, системи).


П


Пгр


Пдоп відмова


По


N

несправне

справне



працездатне непрацездатне


П – параметр;

Пгр – граничне значення, відповідно;

Пдоп – допустиме значення, відповідно справності;

N – стан відмови.

В умовах експлуатації необхідно забезпечити мінімальний працездатний стан. Це покладається на систему технічного огляду і ремонту.

Система технічних оглядів і ремонтів ел|. устаткування і мереж – комплекс цілеспрямованих робіт, що складаються з (виробничого технічного обслуговування) ВТО, міжремонтного профілактичного обслуговування і планово-запобіжного ремонту устаткування для заданих умов експлуатації з метою підтримки технічних і експлуатаційних характеристик ел|. устаткування в допустимих межах.

Основне завдання технічного огляду – стежити за станом устаткування і підтримувати справність (працездатність). Завдання ремонту – відновлення справності (працездатності).

Мета технічного огляду і ремонту:

P(t) → max w(t) → min

KГ → max ЗТОіР → min

Для будь-яких технічних систем, що знаходяться в експлуатації, повинні бути розроблені правила технічного обслуговування і ремонту. Від стратегій ТО і Р значно залежить надійність і тривалість технічного обслуговування і ремонту ел. устаткування і мереж.

Є багато різних стратегій ТО і Р. Серед них можна виділити:

1. стратегія „not” (наукова організація праці) (ТО устаткування призначається і проводиться періодично через визначений, заздалегідь встановлений, час. Момент проведення роботи ТО суворо регламентований і не залежить від числа позапланових ремонтів в період міжпланових ремонтів. Календарний час розраховується шляхом оптимізації споживачів статистикою, економічно-математичним моделюванням ТО).

2. по напрацюванню (ТО призначається по досягненню устаткуванням встановленого напрацювання. Напрацювання указується в годинах, циклах, кілометрах.) Системи ТОіР, засновані на виконанні робіт через заздалегідь встановлені інтервали часу. Напрацювання незалежно від технічного стану об'єкту забезпечує слабку взаємодію між зміною технічного стану об'єкту і терміном проведення ТОіР. Недоліки таких стратегій: великий час ТОіР, оскільки багато робіт є регламентними (розбір). Крім того існує недолік таких стратегій - встановлені значення міжремонтних періодів застосовуються до кожної одиниці конкретного ел|. устаткування. Розглянуті стратегії ТО і Р, які передбачають проведення ремонту через усереднені періоди без точного визначення технічного стану є неефективними. Тому треба орієнтуватися на використання сучасніших стратегій, які забезпечують зменшення витрат ТО і Р при одночасному підвищенні надійності роботи ел|. Устаткування.

3. по параметру (технічному стану) – прогрес найбільшої ефективності, при якій об'єм і зміст ТО і Р призначається відповідно до фактичного стану. Експлуатаційний контроль припускає, що мається спостережуваний параметр об'єкту, який прогнозує його відмову. Тому створення такої системи контролю можливе лише у разі, коли для кожного виду устаткування будуть виділені прогнозуючі параметри, визначені межі їх допустимого значення і розроблені методи їх параметрів. Суть стратегії – ремонтна тривала експлуатація (ремонт застосовується дискретно), яка визначає працездатність елементу (об'єкту).

Використання системи ТО і Р можливо на основі використанні методів, їх порівняння, діагностування.

У типовому положенні про ТО і Р ел|. устаткування перед підприємствами поставлено завдання по попередженню і зниженню відмов ел|. устаткування. Для визначення оптимальних термінів ремонту ел|. устаткування необхідно розробляти і упроваджувати методи і засоби числення для контролю за його технічним станом. З цією метою на підприємствах повинні бути забезпечені такі організаційні заходи:

а) обробка режиму експлуатації з метою аналізу причин і характеру пошкоджень ел|. устаткування;

б) підготовка і розробка програм технічної діагностики;

в) встановлення послідовності(діагностичні методи для різних ел. устаткувань);

г) визначення можливостей наявних стандартів (необхідності розробки спеціальних контрольно-вимірювальних приладів для створення цифрових комплексів для кожного виду ел. устаткування.

^ Технічна діагностика. Принципи побудови.

Суть і завдання діагностичного устаткування.

Предмет технічної діагностики (ТД) включає дослідження технічного стану устаткування, вивчення ознак різного технічного стану, розробку методів їх визначення, а також принципів побудови і використання систем діагностування. Основна мета діагностування: визначити технічний стан об'єкту, своєчасно виявити і виключити дефекти, тобто визначити їх наявність, характер і місцеположення.

Алгоритм діагностування – сукупність методів виконуваних з певною послідовністю для вирішення конкретних діагностичних завдань. По суті, за допомогою алгоритму визначається об'єм випробування об'єкту.

Програма діагностування – певна послідовність заходів щодо встановлення фактичного стану об'єкту і характеру його змін.

Система діагностування – певна організація взаємодії об'єкту і засобів діагностування.

Діагностуюча модель – аналогове (графоаналітичне) представлення основних властивостей технічних об'єктів. Діагностичні моделі мають відмінності для безперервних і дискретних об'єктів.

Для безперервних об'єктів на початку діагностування моделі використовують діагностичний пристрій і алгебру логіки.

Для дискретних об'єктів на початку діагностування моделі використовують теорію автоматів.

Значення діагностичних параметрів, визначених при контролі характеристик технічного стану об'єкту в даний момент часу (технічна оцінка).

Браковочним критерієм є сукупність значень параметрів і інших ознак, достатніх для оцінки технічного стану і віднесення до діагностики, мають певний ефект.

У простому випадку, коли значення параметра однозначно пов'язане зі станом об'єкту, діагностування зводиться до порівняння вимірювань із встановленим граничним значенням, до браковочних нормативів.

ТД вивчає технічний стан різних об`єктів та розробляє методи їх визначення, а також принципи побудови та організацію використання систем діагностування.

Система діагностування –сукупність об’єктів діагностування, а також сукупність методів та засобів діагностування. Головна ціль ТД, тобто визначення технічного стану об`єкта з певною точністю, забезпечення найбільш економічної експлуатації обладнання при заданому рівні надійності та мінімізації витрат (тех. ремонту, часу, грошей) на проведення ТО і Р об`єкту. Технічний стан ел. обладнання змінюється в процесі експлуатації та залежить від режимів роботи та зовнішнього впливу. У зв'язку з цим параметри роботи, які характеризують стан об`єкту, є змінними величинами.

Узагальнену схему діагностування обладнання можна представити наступною структурою:


Wз Wр






Wз- зовнішній вплив

Wр- робочий вплив

ОД- об`єкт діагностики

БЗІ- блок об`єму (блок збору інформації)

БПІ- блок прийому (блок переробки інформації)

СД- система діагностування


З ОД через БЗІ на БПІ надходять сигнали, які характеризують стан об’єкту. Аналіз змін цих ознак та параметрів здійснюється в СД , яка видає результат діагностики, тобто оцінки фактичного стану об’єкта.


Види і системи діагностики.


Система перевірки технічного стану об’єкту поділяється на 4 етапи:

дослідження об’єкту ; ТО і Р.

побудова алгоритму перевірки

розробка способів та засобів діагностики

дослідження властивостей та характеристик систем взагалі

В залежності від функціональних (конструктивних ) особливостей ел. обладнання, способу впливу на об’єкт для визначення його тех. стану використовують 3 види діагностики :

а) функціональна (ФТД)

б) тестова (ТТД)

в) комбінована (КТД)

ФТД здійснюється під час роботи (функціонування) ОД, на який надходить тільки робочий вплив. При такій системі діагностики вплив на об’єкт здійснюється в процесі роботи.

Узагальнююча структура сх. ФТД





В цьому випадку без перерви роботи через БРВ (блок робочого впливу) на СД надходить робочий сигнал. За характером зміни робочого сигналу в момент функціонування об’єкта (за "відповіддю" об’єкта ) через БЗВ (блок зняття відповіді) по впливу на робочий сигнал судять про тех. стан об’єкту діагностики (ОД).

У якості засобів ФТД в основному використовуються вимірювальні пристрої.

Головна перевага ФТД: можливість діагностики об’єкту без перерви технологічного процесу, що забезпечує зниження часу ремонту і створює основу для безперервного контролю за тех. станом об’єкту.

Недоліки ФТД: виявляє правильне функціонування тільки в даний момент і тільки в даному режимі. При цьому можуть бути невиявлені несправності роботи об’єкту в інших режимах.

ФТД можна також вести в режимі імітування функціонування ел. обладнання . Для ел. обладнання ФТД – це його контроль без його вимкнення, тобто контроль під напругою. Використання таких методів суттєво підвищує ефективність контролю і здатність його автоматизації. Контроль за ел. обладнанням без відімкнення від мережі можна вести вимірюючи при цьому параметри об’єкту в процесі його функціонування.

Можливі 2 способи організації контролю за ел. обладнанням під напругою:

рання діагностика – виявлення ознак погіршення стану, які викликають зміни значення контролюючих параметрів

сигналізація граничних станів – виявлення ознак погіршення тех. стану, які є небезпечними з точки зору надійності роботи ел. обладнання.


ТТД здійснюється шляхом подачі на об’єкт спеціальних тестових впливів, які визначаються спец. програмою.

Узагальнююча структура схеми ТТД:





З СД через БТВ (блок тестового впливу ) на ОД подається тестовий сигнал. За характером "відповіді" ОД, який прямує в СД через БЗВ судять про тех. стан цього об’єкту. В якості засобів вимірювання ТТД, крім засобів вимірювання аналогічних ФТД, потрібно джерело тестових впливів. Зміст та послідовність подачі тестових впливів вибирають виходячи з вимог точності і умов ефективності діагностики. ТТД проводять як в закритому стані ел. обладнання, так і під час його роботи. Однак в більшості випадків при ТТД припиняється робота об’єкту. Тому забезпечити безперервний контроль за його технічним станом фактично неможливо. Але при ТТД можна отримати більш повне визначення тех. стану ОД та домогтися більшої глибини та точності контролю.

В КТД використовується як робочий, так і тестовий вплив на об’єкт, тобто такі системи дають найбільш точне уявлення про об’єкт як при експлуатації, так і під час ремонту.


За ступенем автоматизації системи ТД поділяють на:

постійно діючі;

періодично діючі;

разової дії.

Разовий контроль використовується тільки за необхідністю отримання додаткової інформації. Виходячи з вимог до діагностики головними етапами розробки діагностики ел. обладнання є:

визначення елементів, які організують роботу ел. обладнання і які підлягають діагностиці;

визначення діагностичних параметрів та розробка методів діагностики;

визначення і розробка засобів для діагностики;

розробка технології діагностики;

пошук несправностей.


1.)Визначення елементів, які підлягають діагностиці. Вірний підбір діагностичних елементів – одне з важливих питань розробки систем діагностики. Дійсно, від цього підбору залежить напрямок і зміст роботи по визначенню параметрів розробки методів і засобів, технології діагностики, тобто в кінцевому рахунку – ефективність діагностики. Для визначення вузлів і елементів, які підлягають діагностиці звичайно збирають дані про відмову електрообладнання в умовах експлуатації. На підставі аналізу цих елементів та відмов визначається перелік елементів, які обмежують ресурс ел. обладнання. Діагностику ел. обладнання доцільно вести тільки при отриманні відповідного економічного ефекту, забезпечення безпеки експлуатації.

Ефективність діагностики визначається на підставі економічного ефекту :




Збиток при розрахунку економічної ефективності діагностики рахують виходячи з простою робочих машин. Діагностика доцільна, якщо дотримується нерівність 3эί › 3эд, тобто приведені затрати при експлуатації об’єкту без використання діагностики більше приведених витрат при використанні діагностики.

^ 2.)Визначення параметрів діагностики ел. обладнання. Ознаки дефектів об’єкту проявляються в застосуванні параметрів об’єкту, тобто при розробці методів діагностики. Складною задачею є визначення і встановлення оптимального набору діагностичних параметрів, їх компонентів і кількості у зв’язку з наявністю і ступенем розвитку дефектів.

Об’єкти діагностики діляться на 2 класи:

1. об’єкт безперервної дії (параметри якого змінюються в часі безперервно);

2. об’єкт дискретної дії (параметри якого змінюються в часі дискретно).<