Методика оценки вероятности отказов основного электросетевого оборудования с учетом его технического состояния

151

ДИАГНОСТИЧЕСКИЕ

ОБСЛЕДОВАНИЯ

И

ИСПЫТАНИЯ

Методика

оценки

вероятности

отказов

основного

электро

-

сетевого

оборудования

с

учетом

его

технического

состояния

Бердников

Р

.

Н

., 

Гвоздев

Д

.

Б

., 

к

.

т

.

н

.,

ПАО

 «

Россети

»,

Кузьмин

И

.

А

., 

ПАО

 «

МРСК

Северо

-

Запада

»,

Назарычев

А

.

Н

., 

д

.

т

.

н

., 

Андреев

Д

.

А

., 

к

.

т

.

н

.,

Таджибаев

А

.

И

., 

д

.

т

.

н

.,

ФГАОУ

ДПО

 «

ПЭИПК

»

Аннотация

В

статье

рассмотрены

результаты

разработки

методики

оценки

вероятности

отказов

основного

электросетевого

оборудования

  (

ЭО

) 

и

возможности

ее

практического

вне

-

дрения

в

ДЗО

ПАО

  «

Россети

» 

для

использования

в

процессе

планирования

произ

-

водственной

программы

. 

Методика

основана

на

общих

принципах

теории

надежности

в

электроэнергетике

и

на

расчете

технического

ресурса

по

значению

индекса

состояния

(

ИС

) 

оборудования

. 

Предложены

математические

модели

, 

позволяющие

рассчитывать

значения

вероятностей

безотказной

работы

и

отказа

для

любых

вариантов

изменения

значений

ИС

ЭО

в

зависимости

от

наработки

и

для

любых

законов

распределения

ве

-

роятностей

. 

Методика

описывает

правила

и

процедуры

ее

использования

персоналом

филиалов

ДЗО

в

условиях

автоматизации

процесса

планирования

производственной

программы

.

Ключевые

слова

:

электросетевое

оборудование

, 

техническое

состояние

, 

индекс

состояния

, 

вероятность

безотказной

работы

, 

вероятность

отказа

, 

система

управления

производственными

активами

В

ПАО

  «

Россети

» 

с

учетом

требований

 [1] 

разработана

и

внедрена

методика

оценки

тех

-

нического

состояния

 (

ТС

) 

оборудования

на

основе

определения

интегрального

показате

-

ля

 — 

индекса

состояния

  (

ИС

) [2]. 

В

 2016 

году

в

результате

проведенной

в

ПАО

  «

МРСК

Северо

-

Запада

» 

научно

-

исследовательской

работы

  (

далее

 — 

НИР

) «

Разработка

методологии

и

технических

требований

к

системам

автоматизации

прогнозирования

вероятности

отказа

про

-

изводственных

активов

» 

была

создана

методика

оценки

вероятности

отказов

основного

элек

-

тросетевого

оборудования

с

учетом

его

ТС

 (

далее

 — 

Методика

). 

Детальное

научно

-

техническое

152

СБОРНИК

НАУЧНО

-

ТЕХНИЧЕСКИХ

СТАТЕЙ

обоснование

принципов

оценки

вероятностей

отказа

и

безотказной

работы

оборудования

при

-

ведено

в

вышеуказанной

НИР

. 

В

настоящей

статье

приводятся

основные

положения

разрабо

-

танной

Методики

, 

которые

определяют

порядок

и

принципы

оценки

вероятностей

отказа

и

без

-

отказной

работы

основного

электросетевого

оборудования

в

группе

компаний

ПАО

 «

Россети

».

Базовые

положения

Методики

Основной

целью

создания

Методики

является

установление

единых

для

всей

группы

компа

-

ний

ПАО

 «

Россети

» (

далее

Общество

) 

принципов

и

методов

оценки

вероятностей

безотказной

работы

и

отказа

единиц

оборудования

  (

ЕО

). 

Единые

методы

оценки

вероятностей

позволят

решать

задачи

, 

связанные

с

проведения

бенчмаркинга

ДЗО

и

выявления

лучших

практик

в

ча

-

сти

реализации

системы

управления

производственными

активами

  (

СУПА

). 

Разработанная

Методика

будет

являться

одним

из

инструментов

для

принятия

решения

о

необходимости

воз

-

действия

на

актив

в

перспективном

, 

годовом

и

оперативном

горизонтах

планирования

.

Методика

оценки

вероятности

отказов

основного

электросетевого

оборудования

базирует

-

ся

на

уже

разработанных

, 

внедренных

и

утвержденных

в

Обществе

алгоритмах

, 

моделях

, 

ав

-

томатизированных

системах

и

прочих

элементах

СУПА

, 

которые

должны

позволять

получить

:

–

ретроспективную

достоверную

интегральную

оценку

ТС

оборудования

 (

ИС

оборудования

);

–

усредненные

по

отрасли

и

группам

оборудования

нормированные

показатели

безотказно

-

сти

, 

а

именно

интенсивность

отказа

ЕО

.

Единицей

приложения

Методики

оценки

вероятности

отказов

является

группа

оборудо

-

вания

  (

силовые

трансформаторы

 / 

автотрансформаторы

, 

высоковольтные

выключатели

, 

разъ

еди

нители

, 

воздушные

ЛЭП

, 

измерительные

трансформаторы

и

др

.). 

Для

всех

групп

обо

-

рудования

в

Обществе

сформированы

единые

текстовые

алгоритмы

расчетов

индексов

тех

-

нического

состояния

 (

ТИС

), 

позволяющие

на

основании

всей

совокупности

диагностируемых

параметров

через

логические

и

математические

формулы

:

–

рассчитывать

ИС

ЕО

и

многокомпонентных

объектов

, 

учитывающий

условия

эксплуатации

оборудования

и

воздействия

на

ТС

при

проведении

мероприятия

по

ТОиР

посредством

технических

параметров

, 

определяемых

по

результатам

диагностики

;

–

устанавливать

рекомендуемые

виды

необходимых

воздействий

на

ЕО

, 

для

обеспечения

их

нормального

функционирования

.

Алгоритмы

расчета

ИС

базируются

на

использовании

справочников

групп

оборудования

и

других

справочников

, 

регламентированных

в

единой

централизованной

системе

НСИ

ПАО

«

Россети

». 

При

этом

для

реализации

Методики

отсутствует

необходимость

в

пересмотре

и

корректировке

справочников

и

классификаторов

групп

оборудования

  (

например

, 

КОРИС

), 

используемых

в

единой

централизованной

системе

НСИ

для

реализации

задач

, 

поставлен

-

ных

перед

применяемыми

в

ПАО

 «

Россети

» 

методиками

, 

алгоритмами

, 

моделями

, 

автомати

-

зированными

системами

и

прочими

элементами

СУПА

по

оценке

ИС

и

интенсивности

отказов

основного

электросетевого

оборудования

. 

При

пересмотре

алгоритмов

расчета

ИС

и

интен

-

сивности

отказов

оценивается

возможность

использования

существующих

справочников

НСИ

, 

при

необходимости

в

установленном

порядке

проводится

корректировка

НСИ

.

Предполагается

, 

что

для

использования

Методики

по

всем

элементам

СУПА

, 

предназна

-

ченным

для

расчета

по

ТИС

значений

ИС

, 

а

также

для

анализа

, 

хранения

и

предоставления

по

нему

ретроспективных

данных

, 

к

ИС

должны

предъявляться

следующие

требования

: 

–

показательность

:

ИС

должен

давать

точное

представление

об

общем

ТС

актива

, 

в

том

числе

в

ретроспективе

, 

и

возможности

продолжения

эксплуатации

актива

;

153

ДИАГНОСТИЧЕСКИЕ

ОБСЛЕДОВАНИЯ

И

ИСПЫТАНИЯ

–

объективность

:

ИС

должен

базировать

-

ся

на

объективных

, 

инструментальных

измерениях

диагно

-

стических

параме

-

тров

, 

вычислениях

, 

а

не

на

субъектив

-

ных

наблюдениях

и

предположениях

;

–

простота

:

ИС

дол

-

жен

быть

понятным

и

легко

интерпрети

-

руемым

. 

Таким

образом

, 

ИС

должен

достоверно

от

-

ражать

уровень

ТС

обо

-

рудования

и

его

измене

-

ние

в

рамках

установ

-

ленных

пределов

, 

а

так

-

же

иметь

понятный

тех

 -

ни

ческий

смысл

и

однозначную

интерпретацию

во

всех

ДЗО

Общества

. 

При

этом

ТС

оборудо

-

вания

является

предельным

, 

когда

ИС

равен

 0. 

Предельному

состоянию

также

соответствует

момент

полной

сработки

своего

ресурса

ЕО

, 

т

.

е

. 

фактический

сработанный

ресурс

равен

нор

-

мативному

. 

Состояние

ЕО

, 

при

котором

значение

ИС

равно

 1, 

соответствует

состоянию

нового

оборудования

, 

эксплуатация

которого

еще

не

началась

. 

Для

этого

оборудования

фактический

сработанный

ресурс

равен

 0. 

В

процессе

эксплуатации

ТС

ЕО

непрерывно

ухудшается

. 

При

про

-

ведении

каких

-

либо

воздействий

в

рамках

действующей

системы

ТОиР

происходит

улучшение

ТС

оборудования

. 

Тем

не

менее

, 

общий

тренд

изменения

ТС

ЕО

за

весь

срок

его

эксплуатации

имеет

убывающий

характер

. 

В

некоторых

базовых

 (

нормативных

) 

условиях

эксплуатации

ТС

ЕО

ухудшается

, 

как

запланировано

в

соответствии

с

технической

документацией

заводов

-

изготови

-

телей

на

оборудование

. 

В

облегченных

условиях

эксплуатации

ТС

ЕО

ухудшается

менее

интен

-

сивно

, 

в

утяжеленных

 – 

более

интенсивно

, 

по

сравнению

с

базовыми

условиями

.

В

НИР

установлена

функциональная

взаимосвязь

между

техническим

ресурсом

 (

фактиче

-

ской

наработкой

), 

календарной

наработкой

и

уровнем

ТС

 (

величиной

ИС

) 

для

ЕО

, 

а

также

вза

-

имосвязь

между

техническим

ресурсом

и

показателями

безотказности

 (

вероятности

безотказ

-

ной

работы

и

отказа

) [3]. 

Блок

-

схема

определения

вероятностей

безотказной

работы

и

отказа

оборудования

представлена

на

рисунке

 1.

Практически

все

отказы

ЕО

можно

подразделить

на

внезапные

и

износовые

.

Внезапные

отказы

происходят

под

действием

различных

внезапных

факторов

, 

например

, 

таких

как

: 

природные

воздействия

 (

нерасчетные

ветровые

нагрузки

, 

ледяной

дождь

, 

гололедо

-

образование

и

др

.); 

вандализм

; 

отказы

, 

вызванные

нарушением

работы

установленных

вблизи

иных

ЕО

и

т

.

п

. 

Износовые

отказы

обусловлены

недопустимым

снижением

уровня

ТС

 (

ИС

) 

ЕО

. 

Износовые

отказы

происходят

, 

как

правило

, 

на

основе

накопления

и

развития

дефектов

в

процессе

экс

-

плуатации

, 

то

есть

они

развиваются

постепенно

.

Рис

. 1. 

Блок

-

схема

определения

вероятностей

безотказной

работы

и

отказа

оборудования

* 

Являются

промежуточной

расчетной

величиной

и

в

данной

Методике

как

само

-

стоятельные

показатели

надежности

не

используются

.

Эксплуатация

оборудования

Вероятность

:

• 

отказа

•  

безотказной

работы

Технические

ресурсы

*:

• 

нормативный

• 

фактический

сработанный

• 

фактический

остаточный

• 

нормативный

остаточный

Анализ

аварийности

с

учетом

условий

эксплуатации

Отказ

Диагностика

:

изменение

технических

параметров

ИС

(

интегральная

оценка

ТС

)

Нормативная

интенсивность

отказов

154

СБОРНИК

НАУЧНО

-

ТЕХНИЧЕСКИХ

СТАТЕЙ

В

НИР

на

основании

классической

теории

надежности

в

электроэнергетике

обоснована

оценка

вероятностей

безотказной

работы

и

отказа

ЕО

по

причине

воздействия

 (

или

не

воздей

-

ствия

) 

внезапных

факторов

на

основе

применения

экспоненциального

закона

распределения

вероятностей

, 

где

за

нормативную

интенсивность

отказов

принята

интенсивность

отказов

обо

-

рудования

определенного

типа

и

группы

, 

эксплуатируемого

в

нормативных

условиях

эксплу

-

атации

.

Учет

износовых

отказов

обеспечивается

приведением

фактических

условий

эксплуатации

ЕО

к

нормативным

посредством

использования

в

расчетных

выражениях

фактической

нара

-

ботки

каждой

ЕО

 (

фактического

сработанного

ресурса

) 

вместо

календарной

наработки

.

Для

приведения

условий

эксплуатации

применяются

разработанные

в

НИР

расчетные

вы

-

ражения

, 

связывающие

календарную

наработку

, 

фактический

сработанный

ресурс

и

значения

ИС

оборудования

. 

Нормативные

значения

интенсивности

отказов

ЕО

в

первом

приближении

также

определены

в

рамках

НИР

для

различных

групп

оборудования

. 

В

случае

дальнейшего

расширения

статистических

данных

по

аварийности

ЕО

на

основе

наполнения

данными

ПК

«

Аварийность

», 

значения

интенсивностей

отказов

подлежат

корректировке

. 

При

этом

в

даль

-

нейшем

целесообразно

сформировать

нормативные

значения

интенсивностей

отказов

для

различных

групп

оборудования

, 

эксплуатируемого

в

различных

ДЗО

с

учетом

фактических

ус

-

ловий

и

режимов

эксплуатации

. 

Рассмотрим

далее

математические

модели

оценки

вероятно

-

стей

отказа

и

безотказной

ЕО

с

учетом

различной

полноты

и

состава

исходных

данных

, 

учетом

исследований

, 

проведенных

в

 [4].

Общая

модель

оценки

вероятностей

отказа

и

безотказной

работы

оборудования

Нижеприведенная

модель

является

наиболее

общей

и

учитывает

все

возможные

причины

и

варианты

развития

отказов

ЕО

. 

Вероятность

безотказной

работы

ЕО

P

(

r

) 

в

общем

случае

зависит

от

наработки

r

и

изменения

значения

ИС

по

функции

S

(

r

), 

и

определяется

функцио

-

нальной

зависимостью

вида

:

Р

(

r

) = 

exp

  –     

λ

0

(

r

) 

dr

1 – 

S

0

(

r

)

1 – 

S

(

r

)

0

r

dr

0

, (1)

где

r

 — 

календарная

наработка

 (

независимая

переменная

);

S

(

r

) — 

функция

изменения

ИС

рассматриваемой

ЕО

в

фактических

условиях

эксплуатации

;

S

0

(

r

) — 

базовая

функция

изменения

ИС

рассматриваемого

типа

ЕО

из

рассматриваемой

груп

-

пы

оборудования

в

базовых

нормативных

условиях

эксплуатации

;



0

(

r

) — 

интенсивность

отказов

ЕО

рассматриваемого

типа

из

рассматриваемой

группы

обору

-

дования

в

базовых

нормативных

условиях

.

Вероятность

отказа

ЕО

Q

(

r

) 

в

общем

случае

зависит

от

наработки

r

и

изменения

значения

ИС

по

функции

S

(

r

), 

и

определяется

следующей

функциональной

зависимостью

:

Q

(

r

) = 1 – 

exp

  –     

λ

0

(

r

) 

dr

1 – 

S

0

(

r

)

1 – 

S

(

r

)

0

r

dr

0

. (2)

Вероятность

отказа

ЕО

Q

(

r

) 

на

интервале

наработки



r

в

общем

случае

зависит

от

нара

-

ботки

r

и

изменения

значения

ИС

по

функции

S

(

r

) 

и

определяется

следующей

функциональной

зависимостью

:

155

ДИАГНОСТИЧЕСКИЕ

ОБСЛЕДОВАНИЯ

И

ИСПЫТАНИЯ

Q

(

r

, 

∆

r

) =  1 – 

exp

  –   

λ

0

dr    · exp

  –   

λ

0

dr 

1 – 

S

0

(

r

)

1 – 

S

(

r

)

0

r 

+ 

∆

r

dr

0

1 – 

S

0

(

r

)

1 – 

S

(

r

)

0

r

dr

0

, (3)

где



r

 — 

небольшой

интервал

календарной

наработки

 (

независимая

переменная

) 

после

на

-

работки

в

объеме

r

.

Величина

Q

(

r

, 



r

) 

является

дополнительным

вспомогательным

показателем

, 

который

следует

использовать

при

равенстве

всех

значений

остальных

показателей

, 

применяемых

в

СУПА

и

используемых

для

принятия

решений

по

поставленному

вопросу

определения

ТС

и

формирования

технологических

воздействий

на

оборудование

.

Модель

оценки

вероятностей

отказа

и

безотказной

работы

оборудования

при

известных

постоянных

значениях

интенсивности

отказов

 (

параметра

потока

отказов

)

Существующие

системы

сбора

статистических

данных

по

аварийности

в

электроэнергетиче

-

ской

отрасли

, 

в

том

числе

в

ПАО

 «

Россети

», 

позволяют

определить

численное

значение

нара

-

ботки

на

отказ

 (

параметр

потока

отказов

) 

для

различных

типов

и

групп

оборудования

. 

Согласно

теории

надежности

для

стационарного

и

ординарного

потока

событий

можно

принять

:



0 

= 



0

, (4)

где



 — 

средний

параметр

потока

отказов

.

Постоянство

интенсивности

отказов

определяет

использование

экспоненциального

закона

распределения

вероятностей

безотказной

работы

и

отказа

. 

В

НИР

обосновано

применение

экспоненциального

закона

в

данной

Методике

для

учета

внезапных

отказов

оборудования

.

Вероятность

безотказной

работы

ЕО

P

(

r

) 

в

общем

случае

зависит

от

наработки

r

и

измене

-

ния

значения

ИС

по

функции

S

(

r

) 

и

определяется

следующей

функциональной

зависимостью

:

1 – 

S

0

(

r

)

1 – 

S

(

r

)

0

r

dr

Р

(

r

) = 

exp

  – 

λ

0

, (5)

где

r

 — 

календарная

наработка

 (

независимая

переменная

);

S

(

r

) — 

функция

изменения

ИС

рассматриваемой

ЕО

в

фактических

условиях

эксплуатации

;

S

0

(

r

) — 

базовая

функция

изменения

ИС

рассматриваемого

типа

из

рассматриваемой

группы

оборудования

в

базовых

нормативных

условиях

эксплуатации

;



0

 = const — 

интенсивность

отказов

ЕО

рассматриваемого

типа

из

рассматриваемой

группы

оборудования

в

базовых

нормативных

условиях

.

Если

функции

S

(

r

) 

и

S

0

(

r

) 

не

известны

, 

то

они

определяются

путем

аппроксимации

данных

по

значениям

ИС

за

всю

историю

эксплуатации

ЕО

, 

как

это

будет

показано

ниже

. 

Данные

долж

-

ны

быть

полноценны

, 

то

есть

соответствовать

предъявленным

требованиям

к

расчету

ИС

.

Вероятность

отказа

ЕО

Q

(

r

) 

в

общем

случае

зависит

от

наработки

r

и

изменения

значения

ИС

по

функции

S

(

r

) 

и

определяется

следующей

функциональной

зависимостью

:

1 – 

S

0

(

r

)

1 – 

S

(

r

)

0

r

dr

Q

(

r

) = 1 – 

exp

  – 

λ

0

. (6)

Вероятность

отказа

ЕО

Q

(

r

) 

на

интервале

наработки



r

в

общем

случае

зависит

от

нара

-

ботки

r

и

изменения

значения

ИС

по

функции

S

(

r

) 

и

определяется

следующей

функциональной

зависимостью

:

156

СБОРНИК

НАУЧНО

-

ТЕХНИЧЕСКИХ

СТАТЕЙ

Q

(

r

, 

∆

r

) =  1 – 

exp

  –

λ

0                             

dr    · exp

  – 

λ

0                            

dr 

1 – 

S

0

(

r

)

1 – 

S

(

r

)

0

r

 + 

∆

r

1 – 

S

0

(

r

)

1 – 

S

(

r

)

0

r

, (7)

где



r

 — 

небольшой

интервал

календарной

наработки

 (

независимая

переменная

) 

после

на

-

работки

в

объеме

r

.

Величина

Q

(

r

, 



r

) 

является

дополнительным

вспомогательным

показателем

, 

который

следует

использовать

при

равенстве

всех

значений

остальных

показателей

, 

применяемых

в

СУПА

и

используемых

для

принятия

решений

по

поставленному

вопросу

определения

ТС

и

формирования

технологических

воздействий

на

каждую

ЕО

.

Выражения

 (5–7) 

являются

основой

математической

модели

, 

которая

должна

применяться

при

работе

с

настоящей

Методикой

.

Модель

оценки

вероятностей

отказа

и

безотказной

работы

оборудования

при

линейной

аппроксимации

данных

по

ИС

ЕО

Исследования

, 

проведенные

в

НИР

, 

показали

, 

что

отсутствие

полноценных

ретроспективных

данных

по

значениям

ИС

оборудования

может

являться

проблемой

на

пути

использования

настоящей

Методики

в

СУПА

. 

Для

возможности

применения

методики

в

период

ее

внедрения

, 

апробации

, 

а

также

накопления

необходимых

исходных

данных

по

ИС

возможно

использовать

модель

оценки

вероятностей

отказа

и

безотказной

работы

оборудования

при

известных

по

-

стоянных

значениях

интенсивности

отказов

, 

применяя

линейную

аппроксимацию

данных

по

значениям

функции

изменения

ИС

S

(

r

) 

для

ЕО

:

1 – 

S

0

(

r

)

1 – 

S

(

r

)

=

m

0

m

, (8)

где

m

, 

m

0

 — 

коэффициенты

линейной

аппроксимации

набора

данных

, 

предназначенных

для

получения

функций

изменения

ИС

для

фактических

S

(

r

) 

и

для

базовых

нормативных

S

0

(

r

) 

усло

вий

эксплуатации

соответственно

.

Вероятность

безотказной

работы

ЕО

P

(

r

) 

в

общем

случае

зависит

от

наработки

r

и

факти

-

ческой

функции

изменения

ИС

S

(

r

) 

и

определяется

следующей

функциональной

зависимостью

:

Р

(

r

) = 

exp

  – 

λ

0           

r

m

0

m

, (9)

где

r

 — 

календарная

наработка

 (

независимая

переменная

);



0

 = const — 

интенсивность

отказов

ЕО

рассматриваемого

типа

из

рассматриваемой

группы

оборудования

в

базовых

нормативных

условиях

эксплуатации

.

Вероятность

отказа

ЕО

Q

(

r

) 

в

общем

случае

зависит

от

наработки

r

и

изменения

значения

ИС

по

функции

S

(

r

) 

и

определяется

следующей

функциональной

зависимостью

:

Q

(

r

) = 1 – 

exp

  – 

λ

0           

r

m

0

m

. (10)

Вероятность

отказа

ЕО

Q

(

r

) 

на

интервале

наработки



r

в

общем

случае

зависит

от

нара

-

ботки

r

и

изменения

значения

ИС

по

функции

S

(

r

) 

и

определяется

следующей

функциональной

зависимостью

:

Q

(

r

, 

∆

r

) =  1 – 

exp

  –

λ

0           

∆

r    · exp

  – 

λ

0           

r 

m

0

m

m

0

m

, (11)

где



r

 — 

небольшой

интервал

календарной

наработки

 (

независимая

переменная

) 

после

на

-

работки

в

объеме

r

.

157

ДИАГНОСТИЧЕСКИЕ

ОБСЛЕДОВАНИЯ

И

ИСПЫТАНИЯ

Величина

Q

(

r

, 



r

) 

является

дополнительным

вспомогательным

показателем

, 

который

следует

использовать

при

равенстве

всех

значений

остальных

показателей

, 

применяемых

в

СУПА

и

используемых

для

принятия

решений

по

поставленному

вопросу

определения

ТС

и

формирования

технологических

воздействий

на

оборудование

.

В

первом

приближении

, 

в

случае

отсутствия

данных

для

получения

коэффициента

m

0

, 

сле

-

дует

пользоваться

соотношением

:

m

0

 = 1/ 

R

0

, (12)

где

R

0

 — 

нормативный

ресурс

  (

наработка

) 

ЕО

рассматриваемого

типа

из

рассматриваемой

группы

оборудования

.

Принципы

определения

функциональной

зависимости

значений

ИС

от

наработки

на

основе

результатов

расчета

по

ТИС

Для

определения

функциональных

зависимостей

значений

ИС

для

фактических

условий

экс

-

плуатации

S

(

r

) 

и

для

базовых

нормативных

условий

эксплуатации

S

0

(

r

) 

от

наработки

r

по

ре

-

зультатам

расчетов

по

ТИС

следует

использовать

методы

аппроксимации

наборов

данных

. 

Перед

выполнением

аппроксимации

данные

по

ИС

следует

представить

в

виде

таблицы

 1.

Для

аппроксимации

исполь

-

зуются

строки

 2 

и

 3 

таблицы

 1. 

Аппроксимация

выполняется

стандартными

средствами

про

-

граммного

обеспечения

общего

или

специального

назначения

. 

К

такому

программному

обеспе

-

чению

относятся

, 

например

, MS 

Excel, MathCAD, MathLAB 

и

т

.

п

.

В

результате

аппроксимации

должны

быть

получены

функции

изменения

ИС

для

фактических

S

(

r

) 

и

базовых

  (

нормативных

) 

S

0

(

r

) 

условий

эксплуатации

, 

обладающие

определенной

достоверностью

. 

Достоверность

аппроксимации

определяется

путем

расчета

коэффициентов

достоверности

аппроксимации

. 

Расчет

коэффициентов

до

-

стоверности

аппроксимации

также

осуществляется

посредством

использования

стандартных

функций

применяемого

программного

обеспечения

. 

В

частности

, 

в

случае

использования

модели

оценки

вероятностей

отказа

и

безотказной

работы

ЕО

при

линейной

аппроксимации

данных

по

ИС

ЕО

, 

приведенной

выше

, 

применяется

линейная

аппроксимация

с

расчетом

ко

-

эффициентов

аппроксимации

m

или

m

0

стандартными

функциями

 MS Excel. 

Коэффициент

достоверности

аппроксимации

при

использовании

 MS Excel 

получается

также

автоматически

.

Принципы

определения

интенсивности

отказов

оборудования

Данные

по

интенсивности

отказов

собираются

классическим

способом

на

основании

данных

об

аварийности

в

филиалах

ДЗО

. 

Определяются

средняя

наработка

на

отказ

и

параметр

потока

от

-

казов

. 

В

НИР

обосновано

применение

экспоненциального

закона

распределения

вероятностей

, 

при

котором

интенсивность

отказов

, 

определяемая

для

нормативных

условий

эксплуатации

, 

постоянна



0

 = const. 

Для

стационарного

и

ординарного

потока

событий

справедливо

соотноше

-

ние

 (4), 

когда

интенсивность

отказов



0

и

средний

параметр

потока

отказов



0

равны

. 

Значения

интенсивности

отказов

для

оборудования

различных

групп

сведены

в

таб

ли

цу

 2. 

В

том

случае

, 

Табл

. 1. 

Пример

занесения

исходных

данных

для

определения

функциональной

зависимости

ИС

от

наработки

1

Дата

ДД

-

ММ

-

ГГГГ

…

ДД

-

ММ

-

ГГГГ

2

S

 (

S

0

), 

о

.

е

.

1

…

0

3

r

, 

лет

0

…

…

158

СБОРНИК

НАУЧНО

-

ТЕХНИЧЕСКИХ

СТАТЕЙ

Табл

. 2. 

Численные

значения

интенсивности

отказов



0

для

оборудования

различных

групп

напряжением

 6–220 

кВ

Наим

ен

ов

ани

е

обор

уд

ования

Обо

зн

ач

ени

е

и

ед

. 

из

ме

рен

ия

Зн

ач

ен

ия

парам

етра

потока

отказов

, 

дл

я

обор

уд

ования

с

U

НОМ

, 

кВ

61

0

2

0

35

11

0 (

15

4)

2

2

0

Си

ло

вы

е

трансформаторы

До

 2,

5 

МВА



Т

, 1

/

год

0,

01

6

0,

01

6

0,

01

6

0,

01

0

-

-

2,

5

–7

,5 

МВА



Т

, 1

/

год

0,

0

0

8

0,

0

0

8

0,

0

0

8

0,

0

07

0,

01

8

-

10

–

8

0 

МВА



Т

, 1

/

год

0,

01

2

0,

01

2

0,

01

2

0,

01

2

0,

01

4

0,

03

5

Бо

лее

 80

МВА



Т

, 1

/

год

----

0,

07

5

0,

02

5

Вы

со

ко

во

ль

тн

ы

е

вык

лю

чатели

*

Эл

ек

тромаг

нитные



В

, 1

/

год

0,

01

 / 0,

01

0,

01

 / 0,

01

-

-

-

-

Ма

ло

мас

ляные



В

, 1

/

год

0,0

03

/ 0,0

07

0,0

03

 / 0,0

07

0,0

02

 / 0,0

0

8

0,0

14

 / 0,0

16

0,0

2 / 0,0

4

-

Мас

ляные

баковые



В

, 1

/

год

-

-

-

0,0

02 / 0,0

07 

0,0

0

5 

/ 0,0

11 

0,0

15 / 0,0

40 

Вак

уумные

**



В

, 1

/

год

0,

0

01

0,

0

01

0,

0

01

0,

0

01

-

-

Воз

душые



В

, 1

/

год

0,0

15 / 0,0

25

0,0

0

4 / 0,0

16 

0,0

03 / 0,0

17

0,0

0

4 / 0,0

03

Эл

ег

аз

ов

ые



В

, 1

/

год

-

-

-

(0,0025 / 0,001)

0,

0

02

2

/ 0

,0

01

0,

0

01

7/

 0

,0

03

5

Ра

зъе

ди

нители

λ

Р

, 1

/

год

0,

01

0,

01

0,

01

0,

01

0,

01

0,

01

Изм

еритель

ны

е

трансформаторы

Тр

ан

сф

ор

ма

то

ры

то

ка



ТТ

, 1

/

год

----

0,

0

01

0

4

0,

0

01

4

4

Тр

ан

сф

ор

ма

то

ры

напря

жения



тн

, 1

/

год

----

0,

0000

2

0,

00006

Во

зд

уш

ны

е

ЛЭ

П

Од

но

це

пн

ые

М



ЛЭП

, 1

/1

0

0 

км

·

год

-

-

-

0,

9

1,

3

0,

5

Ж



ЛЭП

, 1

/1

0

0 

км

·

год

7,

6

7,

6

(1

,4

0)

0,

7/

0,

7

0,

4

Д



ЛЭП

, 1

/1

0

0 

км

·

год

7,

6 7,

6

-

1,

5

1,

5

0,

6

Две

одноцепные

, 

про

ход

я

-

щие

по

одной

тра

сс

е

М



ЛЭП

, 1

/1

0

0 

км

·

год

-

-

-

(0

,6

1–

1.

0)

(0

,6

6

–

0,

75

)

(0

,5

8

–

0,6

8)

Ж



ЛЭП

, 1

/1

0

0 

км

·

год

(0

,0

72

)

(0

,0

72

)

(1

,0

)

-

-

-

Дв

ух

цепные

с

от

кл

. 1 

цепи

М



ЛЭП

, 1

/1

0

0 

км

·

год

---

1,

1

1,

7

0,

6

Ж



ЛЭП

, 1

/1

0

0 

км

·

год

-

-

-

0,

8

1,

0

0,

5

Дв

ух

цепные

с

от

кл

. 2 

цеп

ей

М



ЛЭП

, 1

/1

0

0 

км

·

год

-

-

-

0,

3

0,

2

0,

1



ЛЭП

, 1

/1

0

0 

км

·

год

-

-

-

0,

1

0,

2

0,

1

При

меча

ни

я

Об

оз

на

чение

опор

: 

М

 — 

ме

та

лли

ческ

ие

; 

Ж

 — 

жел

ез

об

ето

нные

; 

Д

 — 

дер

евянные

.

* 

чис

литель

 — 

коро

ткое

за

мы

ка

ни

е

, 

зна

мена

тель

 — 

разрыв

цепи

.

**

эк

спер

тна

я

оценк

а

.

159

ДИАГНОСТИЧЕСКИЕ

ОБСЛЕДОВАНИЯ

И

ИСПЫТАНИЯ

когда

численные

значения

интенсивности

отказов



0

для

рассматриваемой

группы

оборудова

-

ния

отсутствуют

, 

можно

оценить

их

для

конкретного

филиала

ДЗО

на

основе

экспертного

подхо

-

да

с

учетом

статистических

данных

по

аварийности

ЕО

, 

входящего

в

рассматриваемую

группу

. 

В

дальнейшем

, 

в

ходе

расширения

системы

и

условий

сбора

статистических

данных

об

отказах

, 

а

также

в

случае

разработки

иных

подходов

к

определению

интенсивностей

отказов

ЕО

, 

дан

-

ные

, 

приведенные

в

таблице

 2 

о

значениях

интенсивности

отказов

для

оборудования

различных

групп

, 

подлежат

корректировке

.

Требования

к

периодичности

расчетов

вероятностей

безотказной

работы

и

отказа

оборудования

Перерасчет

вероятностей

отказа

и

безотказной

работы

ЕО

должен

осуществляться

в

фили

-

алах

ДЗО

при

каждом

существенном

изменении

значений

ИС

ЕО

 (

или

при

получении

нового

значения

ИС

), 

включая

расчеты

до

и

после

проведения

каждого

текущего

, 

среднего

и

капи

-

тального

ремонта

. 

Таким

образом

, 

периодичность

расчета

вероятностей

отказа

и

безотказной

работы

соответствует

периодичности

расчета

ИС

ЕО

. 

Аппроксимация

данных

по

значениям

ИС

с

целью

получения

функции

изменения

ИС

от

наработки

, 

соответственно

, 

также

должна

выполняться

после

каждого

обновления

данных

по

ИС

 (

получения

новых

значений

, 

уточнения

старых

и

т

.

п

.). 

Дополнительно

значения

вероятностей

отказа

и

безотказной

работы

следует

пе

-

ресчитывать

при

изменении

остальных

данных

, 

в

том

числе

нормативных

, 

входящих

в

модели

определения

вероятностей

.

Использование

результатов

оценки

вероятностей

отказа

и

безотказной

работы

для

определения

воздействия

на

ЕО

Значения

вероятностей

отказа

и

безотказной

работы

рассчитываются

для

макроэкономиче

-

ского

и

укрупненного

планирования

технического

воздействия

на

производственные

активы

. 

Методика

позволяет

дополнить

существующие

возможности

СУПА

введением

показателей

(

вероятностей

безотказной

работы

и

отказа

) 

с

целью

дополнительной

оптимизации

при

плани

-

ровании

воздействий

и

ранжирования

очередности

воздействия

на

производственные

активы

Общества

. 

Объективные

данные

о

технических

параметрах

, 

характеризующих

ТС

ЕО

, 

получа

-

емые

от

средств

диагностики

оборудования

, 

не

должны

никаким

образом

противопоставлять

-

ся

расчетным

данным

по

вероятностям

отказа

и

безотказной

работы

. 

Разработанная

Методи

-

ка

не

отменяет

и

не

противопоставляется

действующим

Методикам

оценки

ТС

и

результатам

технической

диагностики

ЕО

, 

а

также

не

отменяет

использование

и

введение

каких

-

либо

фла

-

гов

, 

показывающих

необходимость

воздействия

на

актив

.

Порядок

оценки

вероятности

отказов

электрооборудования

1. 

Подготовка

исходных

данных

для

каждой

ЕО

Основными

исходными

данными

для

выполнения

расчета

вероятностей

безотказной

работы

и

отказа

ЕО

являются

сведения

о

значениях

ИС

S

, 

S

0

, 

рассматриваемых

ЕО

и

интенсивности

отказов



0

для

рассматриваемой

группы

оборудования

.

Если

известны

функции

S

(

r

), 

S

0

(

r

), 



0

(

r

), 

то

дополнительной

подготовки

исходных

данных

не

требуется

. 

Если

какая

-

либо

из

указанных

функций

не

известна

, 

то

ее

следует

определить

.

Если

не

известна

функция



0

(

r

), 

то

принимается



0

(

r

) = 



0

 = const 

в

соответствии

со

значе

-

ниями

интенсивности

отказов



0

для

различных

групп

оборудования

, 

приведенных

в

таблице

 2.

160

СБОРНИК

НАУЧНО

-

ТЕХНИЧЕСКИХ

СТАТЕЙ

Если

не

известна

какая

-

либо

из

функций

S

(

r

), 

S

0

(

r

), 

то

их

следует

определить

посредством

аппроксимации

данных

по

значениям

ИС

в

соответствии

с

описанной

выше

процедурой

.

2. 

Выбор

модели

оценки

вероятностей

отказа

и

безотказной

работы

В

зависимости

от

полноты

и

качества

исходных

данных

следует

выбрать

модель

оценки

веро

-

ятностей

отказа

и

безотказной

работы

.

В

случае

наличия

известных

функций

S

(

r

), 

S

0

(

r

), 



0

(

r

) 

используется

общая

модель

оценки

вероятностей

отказа

и

безотказной

работы

оборудования

по

выражениям

 (1–3). 

В

случае

наличия

известных

функций

S

(

r

), 

S

0

(

r

), 



0

(

r

) = 



0

 = const (

экспоненциальный

закон

распределения

вероятностей

) 

используется

модель

расчета

по

выражениям

 (4–7). 

Эта

же

мо

-

дель

используется

, 

когда

известны

функции

S

(

r

), 

S

0

(

r

), 

а

функция



0

(

r

) 

неизвестна

. 

Тогда

она

может

быть

принята

постоянной



0

(

r

) = 



0

 = const, 

а

ее

значение

определяется

по

таблице

 2. 

Модель

оценки

вероятностей

отказа

и

безотказной

работы

 (4–7) 

при

известных

постоянных

значениях

интенсивности

отказов

является

основной

и

должна

использоваться

после

оконча

-

ния

внедрения

Методики

в

СУПА

.

На

начальном

этапе

внедрения

Методики

в

СУПА

при

отсутствии

полноценных

ретроспек

-

тивных

данных

как

по

интенсивности

отказов

ЕО

, 

так

и

по

функциям

изменения

значений

ИС

от

наработки

ЕО

следует

применять

модель

оценки

вероятностей

отказа

и

безотказной

работы

оборудования

при

линейной

аппроксимации

данных

по

значениям

ИС

. 

Интенсивность

отказа

принимается



0

 = const 

в

соответствии

с

таблицей

 2.

3. 

Порядок

расчета

вероятностей

отказа

и

безотказной

работы

ЕО

После