Sisällyttäen tehoelektroniikan muuntimien luotettavuuden modernin sähköverkon luotettavuusanalyysiin
Tämä artikkeli pyrkii yhdistämään voimasähkömuunnin luotettavuusmallin voimasähköjärjestelmän luotettavuusanalyysiin. Muunninvaihteen luotettavuutta on laajasti tutkittu komponentti- ja muunninvaihtetasolla epäonnistumisen fysiikan perusteella. Kuitenkin optimiset päätöksentekomenetelmät voimasähkövaihtojen suunnittelussa, suunnittelussa, toiminnassa ja huollossa edellyttävät järjestelmätasoa koskevia luotettavuusmalleja voimasähköpohjaisissa voimasähköjärjestelmissä. Siksi tässä artikkelissa ehdotetaan menettelytapaa arvioida voimasähköpohjaisten voimasähköjärjestelmien luotettavuutta komponenttitasosta järjestelmätasoon asti.
1.Johdanto.
Sähköjärjestelmän modernisointi on välttämätöntä luotettavan ja turvallisen sähkön toimituksen kannalta pienellä tai nollalla hiilijalanjälkillä. Se vaatii uusien teknologioiden ja infrastruktuurien käyttöönottoa sekä sähköalan vapauttamista. Joissakin vakiintuneissa tekniikoissa on merkittävä rooli sähköjärjestelmien modernisoinnissa, kuten uusiutuvat energialähteet, varastot, sähköiset siirto- ja jakelujärjestelmät ja sähköinen liikkuminen. Erityisesti voimasähkö (PE) on keskeisessä asemassa edellä mainittujen teknologioiden energian muuntamisprosessissa. Erityisesti siirtyminen sata prosentin uusiutuviin energioihin on lisännyt PE:n tärkeyttä tulevaisuuden sähköjärjestelmissä.
2.Luotettavuuden käsite.
Luotettavuus määritellään järjestelmän tai kohteen kykyä toimia halutuissa olosuhteissa tietyllä ajanjaksolla. Tämän määritelmän mukaan järjestelmän/kohteen suorituskyky on säilytettävä määritetyn aikavälin ajan kohdetun ajanjakson aikana. Järjestelmän mukaan luotettavuusmitat voivat olla erilaisia. Esimerkiksi tehtävapohjaisessa järjestelmässä, kuten avaruusaluksessa, luotettavuus määritellään selviytymisen todennäköisyytenä kohdetun tehtävajan aikana. Näin ollen ensimmäisen epäonnistumisen aika halutulla todennäköisyydellä on oltava pidempi kuin kohdetun tehtävajan aika. Lisäksi ylläpidettävissä/parannettavissa järjestelmissä/kohteissa, joilla on ylläpidon mahdollisuus, suorituskyky mitataan saatavuutena sen luotettavuuden indikaattorina. Nämä järjestelmät/kohteet on tärkeää pitää toiminnassa (saatavilla) milloin tahansa riippumatta aiemmasta epäonnistumisesta. Tämä tarkoittaa, että järjestelmä voidaan ylläpitää silloin, kun se epäonnistuu, ja siksi ainoat ongelmat ovat epäonnistumisten taajuus ja aikaväli.
3.Muunninvaihteen luotettavuusmallinnus.
Muunninvaihteen epäonnistumisominaisuudet, kuten muissakin järjestelmissä, koostuvat kolmesta vaiheesta: alkuajan epäonnistumisista, hyödyllisestä käyttöikästä ja kulunutuksen vaiheesta, kuten kuvassa näkyy, tunnettu myös kylpykannukka-kaaviona. Yleensä alkuajan epäonnistumiset liittyvät virheiden poistamiseen ja valmistusprosesseihin. Siksi muunninvaihteen ainoa kokemuksen epäonnistumiset ja kulunutuksen epäonnistumiset tapahtuvat toiminnassa. Satunnaiset epäonnistumiset yleensä johtuvat ulkoisista lähteistä, kuten yliviiva ja ylipaine. Siksi ne huomioidaan eksponentiaalisesti jakautuneina epäonnistumisina hyödyllisen käyttöajan aikana kylpykannukka-kaaviossa. Vastaava epäonnistumisnopeus ennustetaan yleensä historiallisten luotettavuustietojen ja toimintakokemusten perusteella.
4.Voimasähköjärjestelmän luotettavuus.
Voimasähköjärjestelmän luotettavuus, tunnettu myös nimellä riittävyys, on mittari sen kyvylle vastata asiakkaiden sähköenergian ja sähkövoiman tarpeisiin hyväksyttävillä teknisillä rajoilla komponenttien aputilanteissa. Voimasähköjärjestelmän luotettavuuden arvioinnissa käytetty päämittari on sen komponenttien saatavuus. Saatavuus määritellään todennäköisyytenä, että kohta on toiminnassa millä tahansa hetkellä. Tämä osio esittelee komponenttien saatavuuden yleisen käsitteen vakio- ja muuttuvaan epäonnistumisnopeuteen. Lisäksi esitellään voimasähköjärjestelmien ja niiden alijärjestelmien luotettavuus.
5.Yhteenveto.
Tämä artikkeli on ehdottanut menettelytapaa yhdistää voimasähkö ja voimasähköjärjestelmän luotettavuuskäsitteet. Voimasähkövaihtojen luotettavuus on sisällytetty voimasähköjärjestelmän luotettavuusanalyysiin, mikä voi olla hyödyllistä optimaalisen päätöksenteon kannalta suunnittelussa, toiminnassa ja huollossa nykyaikaisissa voimasähköjärjestelmissä. On esitelty yksityiskohtainen luotettavuusmallinnus voimasähköpohjaisista voimasähköjärjestelmistä komponenttitasolta järjestelmätasolle. On havainnollistettu muunninvaihteen epäonnistumisnopeuden vaikutusta voimasähköjärjestelmän suorituskykyyn eri sovelluksissa..
Lähde: IEEE Xplore
Lause: Kunnioita alkuperäistä, hyviä artikkeleita on jakamisen arvoisia, jos on tekijänoikeusrikkomus ota yhteyttä poistaaksesi.
