- •Лекция № 1 по дисциплине «Эксплуатация электрооборудования»
- •Тема № 1. Основы теории эксплуатации электрооборудования
- •Введение
- •1. Система эксплуатации электрооборудования, назначение и структура
- •Оборудования
- •2. Свойства и главные задачи Системы эксплуатации
- •1. Целевой контур взаимодействия:
- •2. Контур взаимодействия Системы эксплуатации с внешней средой:
- •Главные задачи Системы эксплуатации
- •3. Эксплуатационные свойства и характеристики Системы эксплуатации
- •Требования к эксплуатационным характеристикам и показателям
- •Классификация эксплуатационных характеристик
- •Сущность основных свойств и характеристик Системы эксплуатации
- •Оценка показателей эксплуатационных свойств и характеристик оборудования [2, 3, 4]
- •Оценка показателей основных характеристик Системы эксплуатации оборудования [2, 3, 4]
- •Характеристика и задачи этапов эксплуатации электрооборудования.
- •4.1 Характеристика этапов эксплуатации
- •4.2 Задачи этапов эксплуатации (рис. 1.4)
- •4.3.2 Оценка показателей безотказности
- •4.3.3 Оценка показателей ремонтопригодности
- •4.3.4 Оценка показателей долговечности и сохраняемости
- •4.4 Оценка показателей системы эксплуатации электрооборудования
4.3.4 Оценка показателей долговечности и сохраняемости
В отличие от безотказности долговечность оценивается наработкой оборудования не до отказа, а до предельного состояния.
Согласно ГОСТ 13377-75 [6, 7] предельным состоянием объекта называется состояние, при котором дальнейшая эксплуатация объекта должна быть прекращена из-за неустранимого нарушения требований безопасности, неустранимого ухода заданных параметров за установленные пределы, неустранимого снижения эффективности эксплуатации ниже допустимой или из-за необходимости проведения среднего или капитального ремонтов. Критерии предельного состояния объекта устанавливаются в нормативно-технической документации (НТД).
Технический ресурс – наработка объекта от начала эксплуатации или возобновления наработки после среднего или капитального ремонтов до наступления предельного состояния [6,7].
Срок службы – календарная продолжительность эксплуатации объекта от ее начала или возобновления после среднего или капитального ремонтов до наступления предельного состояния [6, 7].
Исходя из этих определений, различают:
гамма - процентный ресурс;
средний ресурс;
назначенный ресурс;
средний срок службы;
средний срок службы до списания ЭО.
Гамма - процентный ресурс Rγ равен наработке, в течение которой объект не достигает предельного состояния с заданной вероятностью ( в процентах) и определяется выражением:
, (1.25)
где P(Rγ) – функция долговечности.
Средний ресурс определяется как:
, (1.26)
где – ресурс i-го элемента (объекта); n – число наблюдаемых объектов.
Различают средний ресурс до среднего, капитального ремонтов и до списания.
Назначенный ресурс (или гарантийная наработка) численно равен наработке объекта.
Основным показателем сохраняемости объекта является средний срок сохраняемости, который по результатам эксплуатации определяется по формуле:
, (1.27)
где N – количество объектов; – число отказов i-го объекта за время ; – срок сохраняемости i-го объекта.
Сохраняемость оборудования i-го объекта характеризуется следующими показателями безотказности:
вероятность безотказного хранения;
временем хранения на отказ;
гамма-процентным сроком сохраняемости.
4.4 Оценка показателей системы эксплуатации электрооборудования
Как следует из вышесказанного, показателями системы эксплуатации оборудования являются: эффективность, готовность и экономичность эксплуатации.
Эффективность функционирования. Эффективностью функционирования оборудования называют степень соответствия возможных или полученных результатов применения этого оборудования необходимым или желаемым результатам. Эффективность является основной характеристикой качества любого оборудования [2,8,9].
В качестве показателя эффективности чаще всего используют вероятность какого-либо события или математическое ожидание некоторой случайной величины.
В теории эксплуатации оценивают эффективность функционирования оборудования. Основными качественными показателями в данном случае обычно выбирают вероятность выполнения оборудованием своих функций в определенных условиях.
Готовность системы эксплуатации. В качестве показателя готовности, оценивающего качество системы эксплуатации, принимают вероятность того, что в любой момент времени t поступления команды на подготовку оборудования к применению оно будет находиться в работоспособном состоянии.
В установившийся период эксплуатации ( ) вероятность работоспособного состояния оборудования стремится к стационарному значению, равному коэффициенту готовности Кг.
Коэффициент готовности Кг оборудования представляет собой установившееся значение вероятности исправного состояния объекта. Статистически коэффициент готовности по данным эксплуатации определяется по формуле:
(1.29)
где – суммарное время пребывания i-го объекта в работоспособном состоянии; N – количество объектов; ТР – продолжительность эксплуатации оборудования, представляющая собой совокупность интервалов времени работы и восстановления.
Для оценки готовности оборудования, находящегося в режиме ожидания (например, резервная ДЭС), используют коэффициент оперативной готовности .
Коэффициент оперативной готовности - вероятность того, что объект, находясь в режиме ожидания, окажется работоспособным в произвольный момент времени и, начиная с этого момента, будет работать в течение заданного интервала времени.
зависит от двух показателей:
Коэффициента готовности ;
Вероятности безотказной работы :
. (1.30)
Статистически определяется как:
, (1.31)
где N(t, tP) – число объектов, оказавшихся в работоспособном состоянии в произвольный момент времени t и безотказно проработавших в течение заданной наработки tPi; N – число наблюдаемых объектов.
Экономические показатели эксплуатации. При обосновании требований к экономичности оборудования следует исходить из суммарной стоимости экономических затрат на разработку и эксплуатацию , то есть:
. (1.32)
Второе слагаемое в выражении (1.32) характеризует экономичность эксплуатации оборудования.
Стоимость эксплуатации включает как прямые , так и косвенные расходы . Причем:
(1.33)
или
; (1.34)
, (1.35)
где – расходы на содержание оборудования и на применение его по прямому назначению; СД – расходы на персонал; СПОДГ – расходы на подготовку персонала.
Для сравнения различного оборудования пользуются коэффициентом стоимости эксплуатации, показывающим, какую долю от общих расходов составляют расходы на эксплуатацию данного образца:
, (1.36)
где Cp – стоимость разработки и производства рассматриваемого объекта.
В дальнейшем не следует путать коэффициент стоимости эксплуатации Кэ с коэффициентом стоимости эксплуатации оборудования при его техническом обслуживании Ксэ, который будет рассмотрен в следующей лекции.