Название: Технические устройства, основы их эксплуатации и оценки состояния - учебник (автор неизвестен)

Жанр: Технические

Просмотров: 907


1.2.  эксплуатация технических устройств. структура процессов

 

Под эксплуатацией технического устройства, в том числе и типового, будем понимать его использование по назначению с поддержанием в работоспособном состоянии и развитием по мере изменения внешней среды. Состав и структура процессов эксплуатации приведены на рис. 1.10.

 

 

Рис. 1.10. Состав и структура процессов эксплуатации ТУ

 

Использование электрической сети по назначению базируется на регулировании ее функций, осуществляемом как автоматическими средствами (автоматикой), так и оперативно-диспетчерским персоналом. Это регулирование, как правило, сводится к поддержанию некоторых параметров контролируемых процессов на заданных уровнях или в допустимых пределах, изменению состояния ВВРЭС по «жестким» программам. В ряде случаев регулирование носит оптимизационный характер.

Эксплуатационное состояние оборудования электрической сети

в соответствии с действующими нормативами обеспечивается проведением планово-предупредительных, капитальных и аварийных ремонтных работ.

Изменение состояния ВВРЭС при эксплуатации показано на рис.1.11.

 

Рис. 1.11. Изменение состояния ВВРЭС при эксплуатации.

 

Рассмотрим подробнее основные процессы эксплуатации.

 

Использование, поддержание  в работоспособном

         состоянии, утилизация ТУ

 

Использование оборудования ЭЭС и электрической сети

(оперативно-диспетчерское управление (ОДУ)

при эксплуатации энергосистем и ВВРЭС)

 

Персонал ОДУ в ЭС обеспечивает контроль процесса выработки, передачи и распределения энергии, оперативное регулирование отношений с потребителями энергии, а также со структурными единицами энергосистемы. Иерархическая организация, подчиненность являются сегодня основным типом отношений в технологической области ОДУ. Структура функций ОДУ ЭС показана на рис. 1.13, где введены следующие обозначения:

 –  показатель  экономичности  (суммарный расход топлива, сум-

         марные потери мощности и др.);

n-1 – критерий надежности, имеющий смысл нормативного  требо-

         вания к состоянию ЭС,  обеспечивающего сохранение  основ-

         ной функции (назначения) ТУ при аварийном отключении од-

         ного любого элемента.

Место (зона) ОДУ в управлении ЭЭС показано на рис.1.12. Смысловое содержание диспетчерской деятельности в ВВРЭС, а также его центральной функции (маршрутизации потоков энергии, или, иначе, переключений в электрической сети) раскрывается соответственно

на рис. 1.14.

 

 (n -1)

 

 (h)

 

 

Рис. 1.12. Структура функций ОДУ ЭС и ВВРЭС

 

 

Рис. 1.13. Зона ОДУ при управлении ЭЭС

 

Центральной для ОДУ в электрических сетях является функция переключения (рис.1.14).

 

 

Рис. 1.14. Содержание функции переключений в электросетях:

               n-1 –  критерий надежности   коммутационного   состояния   электри-

                ческеой сети; – условие допустимости режима электрической

                сети; – условие оптимальности режима с учетом потерь

Поддержание ТУ в работоспособном состоянии

 

Возможности регулирования состояния ТУ реализуются через ремонтно-восстановительные процессы (РВП). Их содержание задается общим подходом к эксплуатации ТУ. Если взять за основу модель конечной жизни ТУ, то РВП должен удерживать состояние ТУ в некоторых допустимых пределах с выработкой эксплуатационного ресурса

к концу срока жизни. Переход к иной модели, например модели ТУ

с бесконечным сроком жизни, изменяет характер РВП. Здесь необходимо непрерывно пополнять эксплуатационный ресурс ТУ (его «жизненную энергию»).

Сформировавшаяся к настоящему времени проблема эксплуатации ТУ с глубокой  выработкой первоначального ресурса фокусирует интерес к РВП и моделям бесконечной жизни. Введем в связи с этим следующую  классификацию РВП, в основании которой лежит их отношение  к  реновации (замене) ТУ:

 

                                Дискретной реновационной ориентации

РВП        Непрерывной реновационной ориентации

                                Смешанной ориентации

 

а) РВП дискретной реновационной ориентации

Этот вид РВП прежде всего свойствен невосстанавливаемым ТУ или реализует одну из эксплуатационных стратегий – выработку ресурса ТУ за заданное время эксплуатации (рис.1.15).

Время замены ТУ определяется одним из условий:

ограниченностью возможностей восстановительных процессов;

критическим изменением свойств материала;

экономической нецелесообразностью дальнейшей эксплуатации ТУ.

,

где Зв – затраты на восстановление ТУ; DR – прирост ресурса ТУ

в процессе его восстановления;  – коэффициент качества ТУ; Ci  – весовой коэффициент i-й функции; fi – характеристика уровня функции относительно востребованного; Cn/Rn – стоимость единицы ресурса нового замещающего ТУ на момент принятия решения.

 

t0

 

Кпр

 

tэкспл

 

tрен

 

Кр

 

Зэ

 

Зpi

 

Зпр

 

З

 

К0

 

К

 

 

Рис. 1.15.   РВП  дискретной  реновационной  ориентации:

 Ко  –  первоначальные  капитальные  вложения   в  ТУ  с учетом  всех

 затрат до его ввода в эксплуатацию; Кпр – приведенные  к одному году

 эксплуатации  первоначальные капитальные  вложения; –  затраты

 на  проведение  i-го  ремонта;  Зэ – кривая  эксплуатационных  затрат,

 учитывающая их рост по мере выработки ресурса ТУ;  Кр – капиталь-

 ные затраты на реновацию ТУ

 

Первые два условия задают физическую предельность использования ТУ, а последнее отражает как нарастание эксплуатационных затрат по мере выработки ресурса, так и «моральный» износ ТУ.

Для РВП этого вида может быть дана следующая формулировка задачи его планирования:

Дано: Предельное время эксплуатации ТУ (Тпред), остаточный ресурс ТУ по времени эксплуатации (tR).

Требуется:

   при   ,

где х1 – объемы и содержание ремонтно-восстановительных работ;

х2 – сроки проведения ремонтно-восстановительных работ; – увеличение ресурса ТУ за счет ремонтов.

б) РВП непрерывной реновационной ориентации

Этот вид РВП применим только к восстанавливаемым и неэлементарным ТУ. Он позволяет реализовывать стратегии как бесконечного использования ТУ, так и с произвольным временем предельной эксплуатации (рис. 1.16).

 

 

б

 

 

 

tэкспл

 

Зренов (ср)

 

Зрен (ср)

 

Зрем/рен (ср)

 

Зрем/рен

 

tэкспл

 

Rнов>Rост  Rост = 0

 

Зрем

 

Зрем/ренов

 

а

 

К0

 

Зэ

 

К

 

 

Рис. 1.16.   Вид   РВП  непрерывной  реновационной  ориентации

для стратегии бесконечного использования ТУ: а – начальные циклы

(втягивание в непрерывный реновационный процесс); б – переход к стаци-

онарному режиму с постоянством ;   Ко – первоначальные капи-

тальные вложения в ТУ;  Зрем/ренов – суммарные ремонтно-реновационные

 затраты;   Зрем – ремонтные затраты;  Зрем/ренов(ср) – средние суммарные

ремонтно-реновационные  затраты;  Rнов > Rост  – критическая  точка

обновления ТУ (доминирование в ресурсе привнесенной составляющей);

Rост = 0 – критическая точка полного обновления ТУ

 

Для начальных циклов еще применимо понятие полного обновления (характеризуемого Тобновления). В последующем граница все более размывается и в пределе уже не может быть идентифицирована. Обновление ТУ в этом процессе на начальных циклах можно зафиксировать при выполнении условия

.

Для определения остаточного ресурса  от первоначального (Rост.первонач)

в момент оценки t необходим мысленный возврат к началу реновационного процесса, его исключения и возврат к tоц (рис. 1.17) tэкспл.