電気機器および電力システムの信頼性
信頼性の基本概念と定義
信頼性は、電気設備の動作のさまざまな側面と密接に関係しています。信頼性 - 特定の使用、メンテナンス、修理、保管および輸送の特定のモードおよび条件に対応して、特定の機能を実行し、性能指標の値を特定の制限内で時間どおりに維持する、物体の特性。
電源システムに関する信頼性: 許容範囲内の継続的な電源供給 その品質を示す指標 人と環境にとって危険な状況を排除します。この場合、オブジェクトは機能するはずです。
操作性下とは、電気機器の要素が、規格および技術文書によって確立された制限内で指定されたパラメータの値を維持しながら、指定された機能を実行できるような状態を意味します。この場合、例えば外観に関する要件を満たさない可能性がある。
機器の故障を伴うイベントは不合格と呼ばれます。故障の原因には、設計、製造、修理の欠陥、運用規則や規制の違反、自然な摩耗プロセスなどが考えられます。故障の瞬間までの電気機器の主要パラメータの変化の性質により、それらは突然の故障と段階的な故障に区別されます。
突然の故障は、1 つまたは複数の基本パラメータの突然の急激な変化 (ケーブルおよび架空線の相破壊、機器の接点接続の破壊など) の結果として発生する故障と呼ばれます。
漸進的損傷とは、通常は経年劣化や摩耗（ケーブルやモータの絶縁抵抗の劣化、接点接続部の接触抵抗の増加など）が原因で、パラメータが長期間にわたって徐々に変化した結果として発生する損傷を指します。同時に、初期レベルと比較したパラメータの変化は、多くの場合、測定装置を使用して記録できます。
突然の故障と徐々に故障することに基本的な違いはありません。ほとんどの場合、突然の故障は、観察からは隠されている徐々に変化するパラメータの変化（スイッチ接点の機械アセンブリの磨耗など）の結果であり、その破壊は突然の出来事として認識されます。
不可逆的な障害は、パフォーマンスの損失を示します。 断続的 - オブジェクトの繰り返し自己解決的な障害。オブジェクトの障害が別のオブジェクトの障害によるものではない場合、そのオブジェクトは独立していると見なされ、そうでない場合は依存していると見なされます。
確立された設計規則や規制の不完全性または違反によって生じた故障は、構造的故障と呼ばれます。確立された製造プロセスまたは修理企業で行われる物体の修理、つまり製造プロセスの不完全性または違反の結果として発生した故障です。 … 確立された規則または運用条件への違反の結果としての失敗 — 運用… 拒否の理由 — 欠陥。
信頼性は、電気機器および電力システムの特性の 1 つであり、動作中にのみ現れます。信頼性は設計時に定義され、製造時に保証され、動作中に消費および維持されます。
信頼性は複雑な特性であり、電気設備の仕様とその動作条件に応じて、電気設備とその個々の要素の両方に対する信頼性、耐久性、メンテナンス、個別または特定の組み合わせでの保管が含まれる場合があります。 。
信頼性と信頼性が同一視される場合もあります (この場合、信頼性は「狭義」で考慮されます)。
信頼性 - 一定期間継続的な操作性を維持するための技術的手段の特性。これは、要素の信頼性、接続方式、構造的および機能的特性、および動作条件に応じて、電気設備の信頼性の最も重要な要素です。
耐久性 - 確立された保守および修理システムで限界状態が発生するまで使用し続ける技術的手段の特性。
検討中のケースでは、技術的手段の限界状態は、効率の低下、安全要件、または陳腐化の開始によって引き起こされる、それ以上の機能の不可能性によって決定されます。
メンテナンス — 技術的手段の特性。損傷の原因の予防と検出、およびメンテナンスと修理による影響の排除への適応性です。
メンテナンスは電気設備のほとんどの要素を特徴付けるものであり、運用中に修理されない要素 (架空線 (HV) の絶縁体など) についてのみ意味を持ちません。
持続性 — 保管および輸送中に使用可能な（新品の）使用可能な状態を継続的に維持するための技術的手段の特性。 PP 要素の保存は、保管および輸送条件による悪影響に耐えられるという特徴があります。
信頼性の定量的指標の選択は、電力機器の種類によって異なります。損傷した場合に動作中に性能を回復できない電気設備の要素 (変流器、ケーブル インサートなど) は、回復不能と呼ばれます。
回復可能とは、損傷した場合に動作中に性能を回復する必要がある製品です。このような製品の例としては、電気機械、変圧器などが挙げられます。
リビルト製品の信頼性は信頼性、耐久性、保守、保管で決まり、非再生品の信頼性は信頼性、耐久性、保管で決まります。
電気設備要素の信頼性に影響を与える要因
変電、送電、配電に使用される電気設備は、環境の影響、運用ミス、偶発的ミス、設計および設置上のエラーの 4 つのグループに分類できる多数の要因にさらされています。
電気設備の要素が機能する環境要因には、雷雨や風の活動の激しさ、氷の堆積、大雨、降水量、濃霧、霜、露、日射などが含まれます。ほとんどの環境要因は気候に関する参考書に記載されています。
あらゆる電圧クラスの架空線である移送装置に関して、その損傷に寄与する最も特徴的な要因は、にわか雨、降水、濃霧、霜、露であり、開放型電気設備に設置された変圧器の場合は、環境には、太陽エネルギー、放射線、大気圧、周囲温度 (場所のカテゴリーと気候条件に密接に関連する要素) が含まれます。
すべての電圧クラスのオープン型電気設備の要素の動作の特徴は、すべての要因の変化、たとえば + 40 ± から -50 ± C への温度変化です。我が国の地域における雷雨活動の強さの変動は、年間 10 時間から 100 時間以上の雷雨時間となります。
外部の気候要因の影響により、動作中に欠陥が発生します。変圧器やオイルサーキットブレーカーのオイルの濡れ、タンク内の絶縁体の濡れ、オイルスイッチのトラバースの絶縁、ブッシングフレームの濡れ、破壊などです。氷や風荷重などの下でのブッシングのサポートとインシュレーターの影響。したがって、各気候地域では、電気設備の運用中に環境要因を考慮する必要があります。
動作要因には、電気設備要素の過負荷、短絡電流 (過電流)、さまざまな種類の過電圧 (アーク、スイッチング、共振など) が含まれます。
技術的な運用規則によれば、絶縁された中性点を備えた10〜35 kVの架空線は、単相地絡の存在下でも動作できますが、その除去期間は標準化されていません。このような動作条件下では、分岐配電網におけるアーク故障が絶縁低下の主な原因となります。
電源変圧器の場合、最も敏感な動作要因は過負荷、つまり電流が流れる短絡時に巻線にかかる機械的な力です。稼働要因の中で重要な位置を占めるのは、スタッフの資格とそれに伴う影響（スタッフによるミス、質の悪い修理やメンテナンスなど）です。
電気設備の信頼性に間接的に影響を与える一連の要因には、設計および設置のエラーが含まれます。設計時のガイドラインへの準拠、信頼性要件への準拠、10 ～ 35 kV のネットワークにおける容量性電流の大きさへの準拠、およびネットワーク開発中の補償、電気設備要素の低品質生産、設備の欠陥など。
稼働中の電気設備の信頼性に影響を与える少数の要因としては、偶発的要因があります。輸送機械や農業機械の支柱への衝突、架線の下での移動車両の重なり、配線の中断などです。
消費者への電力供給の信頼性
このようなシステムを作成することは技術的に可能であり、障害が発生することはほとんどありません（完璧なトニックサービスシステムを備えた信頼性の高い要素、複数のカットを備えた回路の使用など）。しかし、そのようなシステムを構築するには、さらなる投資が必要になります。そして運営コスト。したがって、信頼性の経済的側面を改善するためのソリューションがあります。それらは、達成可能な最大の信頼性ではなく、あらゆる技術的および経済的基準に従って最適な、合理的な信頼性を追求しています。
標準設計ソリューションの場合 PUE 信頼性の計算は必要ありません。これらのカテゴリは、電源の信頼性の観点から強調表示されたエネルギー消費者であり（一般に、停電による損害の量が異なります）、ネットワークの冗長性（独立した電源の数）と、緊急自動化の存在（停電の許容期間）。
電源の信頼性を確保するという観点から、PUE は電力消費者を第 1、第 2、および第 3 の 3 つのカテゴリに分類します。信頼性の観点から受電器をいずれかのカテゴリに割り当てる場合は、プロジェクトの技術的な部分だけでなく、規制文書にも基づいて行う必要があります（つまり、設計エンジニアによって決定されます）。
各カテゴリの特徴の詳細については、ここを参照してください。 受電装置の電源信頼性カテゴリ