विद्युत उपकरण और बिजली प्रणालियों की विश्वसनीयता
बुनियादी अवधारणाएँ और विश्वसनीयता की परिभाषाएँ
विश्वसनीयता विद्युत प्रतिष्ठानों के संचालन के विभिन्न पहलुओं से निकटता से संबंधित है। विश्वसनीयता - कुछ कार्यों को करने के लिए किसी वस्तु की संपत्ति, कुछ निश्चित सीमाओं के भीतर उसके प्रदर्शन संकेतकों के मूल्यों को समय पर बनाए रखना, कुछ निश्चित तरीकों और उपयोग, रखरखाव, मरम्मत, भंडारण और परिवहन की शर्तों के अनुरूप।
बिजली आपूर्ति प्रणालियों के संदर्भ में विश्वसनीयता: स्वीकार्य सीमा के भीतर निरंतर बिजली आपूर्ति इसकी गुणवत्ता के संकेतक और लोगों और पर्यावरण के लिए खतरनाक स्थितियों को दूर करना। इस मामले में, वस्तु को काम करना चाहिए।
संचालन के तहत विद्युत उपकरणों के तत्वों की ऐसी स्थिति का मतलब है, जिसमें वे नियामक और तकनीकी दस्तावेज द्वारा स्थापित सीमाओं के भीतर निर्दिष्ट मानकों के मूल्यों को बनाए रखते हुए निर्दिष्ट कार्यों को करने में सक्षम हैं।इस मामले में, तत्व, उदाहरण के लिए, उपस्थिति से संबंधित आवश्यकताओं को पूरा नहीं कर सकते हैं।
उपकरण की विफलता से जुड़ी घटना को अस्वीकृति कहा जाता है। विफलताओं के कारण डिजाइन, निर्माण और मरम्मत दोष, ऑपरेटिंग नियमों और विनियमों का उल्लंघन, प्राकृतिक पहनने की प्रक्रिया हो सकती है। विफलता के क्षण तक विद्युत उपकरणों के मुख्य मापदंडों के परिवर्तन की प्रकृति से, वे अचानक और क्रमिक विफलताओं के बीच प्रतिष्ठित होते हैं।
अचानक विफलता को विफलता कहा जाता है जो एक या एक से अधिक बुनियादी मापदंडों (केबल और ओवरहेड लाइनों का चरण टूटना, उपकरणों में संपर्क कनेक्शन का विनाश, आदि) में अचानक तेज परिवर्तन के परिणामस्वरूप होता है।
धीरे-धीरे क्षति को नुकसान कहा जाता है जो मापदंडों में एक लंबे, क्रमिक परिवर्तन के परिणामस्वरूप होता है, आमतौर पर उम्र बढ़ने या पहनने के कारण (केबल, मोटर्स के इन्सुलेशन प्रतिरोध में गिरावट, संपर्क कनेक्शन के संपर्क प्रतिरोध में वृद्धि, आदि)। साथ ही, प्रारंभिक स्तर की तुलना में पैरामीटर में परिवर्तन कई मामलों में मापने वाले उपकरणों का उपयोग करके रिकॉर्ड किया जा सकता है।
अचानक और क्रमिक विफलताओं के बीच कोई बुनियादी अंतर नहीं है। ज्यादातर मामलों में अचानक विफलता एक क्रमिक, लेकिन अवलोकन से छिपी हुई, मापदंडों में परिवर्तन (उदाहरण के लिए, स्विच संपर्कों की यांत्रिक विधानसभाओं का पहनना) का परिणाम है, जब उनका विनाश अचानक घटना के रूप में माना जाता है।
एक गैर-प्रतिवर्ती विफलता प्रदर्शन के नुकसान का संकेत देती है ... आंतरायिक - किसी वस्तु की बार-बार स्व-उन्मूलन विफलता।यदि किसी वस्तु की विफलता किसी अन्य वस्तु की विफलता के कारण नहीं होती है, तो उसे स्वतंत्र माना जाता है, अन्यथा - आश्रित।
अपूर्णता या स्थापित डिजाइन नियमों और विनियमों के उल्लंघन के परिणामस्वरूप होने वाली विफलता को संरचनात्मक कहा जाता है ... एक विफलता जो एक मरम्मत उद्यम में किए गए किसी वस्तु के उत्पादन या मरम्मत की स्थापित प्रक्रिया के उल्लंघन या उल्लंघन के परिणामस्वरूप हुई - उत्पादन ... स्थापित नियमों या संचालन की शर्तों के उल्लंघन के परिणामस्वरूप विफलता - परिचालन ... अस्वीकृति का कारण - दोष।
विश्वसनीयता विद्युत उपकरण और बिजली प्रणालियों के गुणों में से एक है जो केवल संचालन के दौरान ही प्रकट होती है। विश्वसनीयता को डिजाइन के दौरान परिभाषित किया जाता है, निर्माण के दौरान सुनिश्चित किया जाता है, उपयोग किया जाता है और संचालन के दौरान बनाए रखा जाता है।
विश्वसनीयता एक जटिल संपत्ति है, जो विद्युत प्रतिष्ठानों की बारीकियों और इसके संचालन की शर्तों के आधार पर शामिल हो सकती है: विश्वसनीयता, स्थायित्व, रखरखाव, भंडारण अलग से या एक निश्चित संयोजन में, दोनों विद्युत प्रतिष्ठानों और इसके व्यक्तिगत तत्वों के लिए .
कभी-कभी विश्वसनीयता को विश्वसनीयता के बराबर माना जाता है (इस मामले में, विश्वसनीयता को "संकीर्ण अर्थ" में माना जाता है)।
विश्वसनीयता - एक निश्चित अवधि के लिए निरंतर संचालन क्षमता बनाए रखने के लिए तकनीकी साधनों की संपत्ति। यह तत्वों की विश्वसनीयता, उनकी कनेक्शन योजना, संरचनात्मक और कार्यात्मक विशेषताओं और परिचालन स्थितियों के आधार पर विद्युत प्रतिष्ठानों की विश्वसनीयता का सबसे महत्वपूर्ण घटक है।
स्थायित्व - रखरखाव और मरम्मत की स्थापित प्रणाली के साथ सीमा राज्य की घटना तक सेवा में बने रहने के लिए तकनीकी साधनों की संपत्ति।
विचाराधीन मामले में, तकनीकी साधनों की सीमा स्थिति उनके आगे के कामकाज की असंभवता से निर्धारित होती है, जो या तो दक्षता में कमी, या सुरक्षा आवश्यकताओं के कारण, या अप्रचलन की शुरुआत के कारण होती है।
रखरखाव - तकनीकी साधनों की संपत्ति, जो रखरखाव और मरम्मत के माध्यम से क्षति के कारणों की रोकथाम और पता लगाने और उनके परिणामों को खत्म करने के लिए अनुकूल है।
रखरखाव विद्युत प्रतिष्ठानों के अधिकांश तत्वों की विशेषता है और केवल उन तत्वों के लिए समझ में नहीं आता है जो ऑपरेशन के दौरान मरम्मत नहीं की जाती हैं (उदाहरण के लिए, ओवरहेड लाइनों (एचवी) के इंसुलेटर)।
दृढ़ता - भंडारण और परिवहन के दौरान सेवा योग्य (नई) और सेवा योग्य स्थिति को लगातार बनाए रखने के लिए तकनीकी साधनों की संपत्ति। पीपी तत्वों के संरक्षण को भंडारण और परिवहन स्थितियों के नकारात्मक प्रभावों का सामना करने की उनकी क्षमता की विशेषता है।
विश्वसनीयता के मात्रात्मक संकेतकों का चुनाव बिजली उपकरणों के प्रकार पर निर्भर करता है। विद्युत प्रतिष्ठानों के वे तत्व जिनके प्रदर्शन को नुकसान की स्थिति में ऑपरेशन के दौरान बहाल नहीं किया जा सकता है (वर्तमान ट्रांसफार्मर, केबल आवेषण, आदि) को गैर-वसूली योग्य कहा जाता है।
पुनर्प्राप्त करने योग्य वे उत्पाद हैं जिनके खराब होने की स्थिति में प्रदर्शन को संचालन के दौरान बहाल किया जाना चाहिए। ऐसे उत्पादों के उदाहरण विद्युत मशीनें, बिजली ट्रांसफार्मर आदि हैं।
पुनर्निर्मित उत्पादों की विश्वसनीयता उनकी विश्वसनीयता, स्थायित्व, रखरखाव और भंडारण द्वारा निर्धारित की जाती है, और गैर-नवीकरणीय उत्पादों की विश्वसनीयता उनकी विश्वसनीयता, स्थायित्व और भंडारण द्वारा निर्धारित की जाती है।
विद्युत स्थापना तत्वों की विश्वसनीयता को प्रभावित करने वाले कारक
बिजली के परिवर्तन, संचरण और वितरण के लिए उपयोग किए जाने वाले विद्युत प्रतिष्ठान बड़ी संख्या में कारकों के संपर्क में आते हैं जिन्हें चार समूहों में वर्गीकृत किया जा सकता है: पर्यावरणीय प्रभाव, परिचालन, आकस्मिक, डिजाइन और स्थापना त्रुटियां।
पर्यावरणीय कारक, जहां विद्युत प्रतिष्ठानों के तत्व कार्य करते हैं, उनमें गरज और हवा की गतिविधि की तीव्रता, बर्फ का जमाव, भारी बारिश, वर्षा, घना कोहरा, ठंढ, ओस, सौर विकिरण और अन्य शामिल हैं। अधिकांश पर्यावरणीय कारकों को जलवायु संदर्भ पुस्तकों में सूचीबद्ध किया गया है।
स्थानांतरण उपकरणों के संबंध में - सभी वोल्टेज वर्गों की ओवरहेड लाइनें - उनके नुकसान में योगदान देने वाले सबसे विशिष्ट कारक बारिश की बौछारें, वर्षा, घने कोहरे, ठंढ और ओस हैं, और खुले प्रकार के विद्युत प्रतिष्ठानों पर स्थापित बिजली ट्रांसफार्मर के लिए, के कारक पर्यावरण में सौर ऊर्जा, विकिरण, वायुमंडलीय दबाव, परिवेश का तापमान (स्थान श्रेणी और जलवायु परिस्थितियों से निकटता से संबंधित कारक) शामिल हैं।
सभी वोल्टेज वर्गों के खुले प्रकार के विद्युत प्रतिष्ठानों के संचालन की एक विशेषता सभी कारकों का परिवर्तन है, उदाहरण के लिए, + 40 ± से -50 ± सी के तापमान में परिवर्तन।हमारे देश के क्षेत्रों में झंझावात गतिविधि की तीव्रता में उतार-चढ़ाव प्रति वर्ष 10 से 100 या अधिक तड़ित झंझावातों के बीच भिन्न होता है।
बाहरी जलवायु कारकों के प्रभाव से ऑपरेशन के दौरान दोषों की उपस्थिति होती है: ट्रांसफार्मर और तेल सर्किट ब्रेकर में तेल का गीला होना, टैंक में इन्सुलेशन का गीला होना और तेल स्विच के ट्रैवर्स का इन्सुलेशन, झाड़ी के फ्रेम का गीला होना, विनाश बर्फ, हवा के भार, आदि के नीचे झाड़ियों के समर्थन और इन्सुलेटर। इसलिए, प्रत्येक जलवायु क्षेत्र के लिए, विद्युत स्थापना के संचालन के दौरान, पर्यावरणीय कारकों को ध्यान में रखना आवश्यक है।
परिचालन कारकों में विद्युत अधिष्ठापन तत्वों का ओवरलोडिंग, शॉर्ट-सर्किट करंट (ओवरकरंट), विभिन्न प्रकार के ओवरवॉल्टेज (आर्किंग, स्विचिंग, अनुनाद, आदि) शामिल हैं।
तकनीकी संचालन के नियमों के अनुसार, एक पृथक तटस्थ के साथ 10-35 केवी ओवरहेड लाइनें एकल-चरण पृथ्वी दोष की उपस्थिति में काम कर सकती हैं, और उनके निष्कासन की अवधि मानकीकृत नहीं है। इन परिचालन स्थितियों के तहत, शाखाओं वाले वितरण नेटवर्क में उत्पन्न दोष कमजोर इन्सुलेशन विफलता का मुख्य कारण हैं।
बिजली ट्रांसफार्मर के लिए, सबसे संवेदनशील परिचालन कारक उनके अधिभार हैं, धाराओं के माध्यम से शॉर्ट-सर्किट पर वाइंडिंग पर यांत्रिक बल। ऑपरेटिंग कारकों में एक महत्वपूर्ण स्थान कर्मचारियों की योग्यता और साथ के प्रभाव (कर्मचारियों द्वारा गलतियाँ, खराब गुणवत्ता की मरम्मत और रखरखाव, आदि) द्वारा कब्जा कर लिया गया है।
अप्रत्यक्ष रूप से विद्युत प्रतिष्ठानों की विश्वसनीयता को प्रभावित करने वाले कारकों के समूह में डिज़ाइन और स्थापना त्रुटियां शामिल हैं: डिज़ाइन के दौरान दिशानिर्देशों का पालन न करना, विश्वसनीयता आवश्यकताओं का अनुपालन न करना, 10 - 35 kV नेटवर्क में कैपेसिटिव धाराओं के परिमाण का अनुपालन न करना और नेटवर्क के विकास के दौरान उनका मुआवजा, विद्युत स्थापना तत्वों का निम्न-गुणवत्ता वाला उत्पादन, स्थापना दोष आदि।
संचालन में विद्युत प्रतिष्ठानों की विश्वसनीयता को प्रभावित करने वाले कारकों का एक छोटा समूह आकस्मिक कारक हैं: समर्थन पर परिवहन और कृषि मशीनों की टक्कर, ओवरहेड लाइनों के नीचे एक चलती वाहन का ओवरलैप, तारों का टूटना आदि।
उपभोक्ताओं को बिजली की आपूर्ति की विश्वसनीयता
इस तरह के सिस्टम बनाना तकनीकी रूप से संभव है, और जो विफल होते हैं वे शायद ही कभी होते हैं (एक आदर्श टॉनिक सेवा प्रणाली के साथ अत्यधिक विश्वसनीय तत्व, कई कटौती वाले सर्किट का उपयोग, आदि)। लेकिन ऐसी प्रणालियों के निर्माण के लिए अधिक निवेश की आवश्यकता होगी। और परिचालन लागत। इसलिए, विश्वसनीयता आर्थिक पहलू में सुधार के लिए समाधान हैं: वे अधिकतम प्राप्त करने योग्य विश्वसनीयता के लिए प्रयास नहीं करते हैं, लेकिन एक तर्कसंगत एक के लिए, हर तकनीकी और आर्थिक मानदंड के अनुसार इष्टतम।
मानक डिजाइन समाधान के लिए पीयूई विश्वसनीयता की गणना की आवश्यकता नहीं है: बिजली आपूर्ति की विश्वसनीयता के संदर्भ में ऊर्जा उपभोक्ताओं को श्रेणियों पर प्रकाश डाला गया है (सामान्य तौर पर, वे बिजली की विफलता से नुकसान की मात्रा में भिन्न होते हैं), जिसके लिए नेटवर्क की अतिरेक (स्वतंत्र स्रोतों की संख्या) और आपातकालीन स्वचालन की उपस्थिति ( बिजली की विफलता की स्वीकार्य अवधि)।
बिजली आपूर्ति की विश्वसनीयता सुनिश्चित करने के संदर्भ में, PUE विद्युत उपभोक्ताओं को तीन श्रेणियों में विभाजित करता है: पहला, दूसरा और तीसरा। विश्वसनीयता के संदर्भ में एक या दूसरी श्रेणी के लिए एक विद्युत रिसीवर का असाइनमेंट विनियामक प्रलेखन के साथ-साथ परियोजना के तकनीकी भाग (यानी, यह डिजाइन इंजीनियरों द्वारा निर्धारित किया जाता है) के आधार पर होना चाहिए।
प्रत्येक श्रेणी की विशेषताओं के बारे में अधिक जानकारी के लिए, यहां देखें: बिजली रिसीवर की बिजली आपूर्ति विश्वसनीयता श्रेणियां