השלבת אמינות של ממרכי אלקטרוניקה כוח בניתוח אמינות של מערכת חשמל מודרנית
מאמר זה מטרתו להשלים את דגם האמינות של הממירים האלקטרוניים לתוך ניתוח אמינות מערכת החשמל. האמינות של הממירים נחקרה ברחבי תחום המכשיר והממיר בהתאם לנתח כשלים פיזיקליים. עם זאת, קבלת החלטות אופטימלית לעיצוב, תכנון, פעולה ותחזוקה של ממירי חשמל אלקטרוני דורשת מודל אמינות ברמה של המערכת עבור מערכות חשמל מבוססות אלקטרוניקה. לכן, המאמר מציג תהליך להערכת האמינות של מערכות חשמל מבוססות אלקטרוניקה מהרמה של המכשיר ועד לרמה של המערכת.
1.מבוא.
מודרניזציה של מערכת חשמל היא חיונית להספקה אמינה ואבטחתית של חשמל עם טביעת רגל פחמן נמוכה עד לאפס. היא דורשת פריסת טכנולוגיות ואינפраסטרקטורה חדשות וכן הסרת רגולציה מהשורה החשמלית. טכנולוגיות מסוימות שוכנות משחק תפקיד חשוב במודרניזציה של מערכות חשמל כולל משאבים של אנרגיה מתחדשת, אחסונים, מערכות העברת וחלוקת חשמל אלקטרוניות וניידות חשמליות. חשוב לציין שהאלקטרוניקה לכוח (PE) משחקת תפקיד בסיסי בתהליך ההמרה של האנרגיה של הטכנולוגיות הנ"ל. במיוחד, התנועה לעבר מאה אחוז אנרגיה מתחדשת הגבירה את חשיבותן של PE במערכות החשמל של העתיד.
2.מושג האמינות.
אמינות מוגדרת כיכולת של מערכת או פריט לפעול בתנאים מבוקשים בתוך פרק זמן ספציפי. לפי ההגדרה הזו, הביצועים של המערכת/הפריט חייבים להיות שמורים בתוך תקופה מוגדרת לאורך זמן המטרה. בהתאם למערכת, מדדי האמינות יכולים להיות שונים. למשל, במערכת מבוססת משימה, כמו החללית, האמינות מוגדרת כהסתברות הישרדות במהלך תקופת המשימה המטרה. לכן, הזמן הראשון לכשל בהסתברות מבוקשת חייב להיות ארוך יותר מתקופת המשימה המטרה. בנוסף, במערכת/פריט ניתן לשימור/תיקון עם אפשרות לתחזוקה, הביצועים נמדדים על ידי הזמינות כמדד האמינות שלה. במערכות/פריטים אלה, חשוב שיהיו בשימוש בכל רגע ללא קשר לכל כשל שקרה לפני כן. זה אומר שהמערכת יכולה להיות מוסתרת בכל פעם שהיא נכשלת ולכן הבעיה היא רק תדירות הכשל ודowntime.
3.מודל אמינות הממירים.
מאפייני הכשל של ממיר, כמו במערכות אחרות, כוללים שלוש תקופות כולל מוות ילדות, ערך שימושי ותקופת שחיקה כפי שנראה בציורהידוע כעקום האמבטיה. בדרך כלל, כשלים של מוות ילדות קשורים לתהליכי dubugging ויצור. לכן, הממיר יעבור כשלים אקראיים ושחיקה במהלך פעילות. הכשלים האקראיים בדרך כלל נובעים מקורות חיצוניים כגון זרם גבוה ומתח גבוה. לכן הם נחשבים ככשלים מתפלגים אקספוננציאלית במהלך ערך השימושי בעקום האמבטיה. קצב הכשלים המתאים בדרך כלל מוערך על בסיס נתוני אמינות היסטוריים וחוויות תפעול.
4.אמינות מערכת החשמל.
אמינות מערכת החשמל, הנקראת גם יכולת מספקת היא מדד ליכולתה לעמוד בדרישות החשמל והאנרגיה של לקוחות תוך כדי שימור גבולות טכניים מתקבלים כאשר יש כשלים ברכיבים. המדד העיקרי שנעשה בו שימוש בהערכת אמינות מערכת החשמל הוא הזמינות של רכיביה. הזמינות מוגדרת כהסתברות שרכיב נמצא במצב פעולה בכל רגע נתון
5.מסקנה.
המאמר הציע תהליך לקשר בין מושגי האמינות של אלקטרוניקה לכוח לבין מושגי אמינות מערכת החשמל. האמינות של ממירי אלקטרוניקה לכוח שולבת בניתוח אמינות מערכת החשמל, מה שיכול להיות מועיל עבור קבלת החלטות אופטימלית במסגרת תכנון, פעולה ותחזוקה של מערכות חשמל מודרניות. מודל האמינות המפורט של מערכות חשמל מבוססות אלקטרוניקה הוצגה מהרמה של המכשיר ועד לרמה של מערכת החשמל. השפעת קצב הכשלים של הממירים על ביצועי מערכת החשמל הוצגה עבור יישומים שונים.
מקור: IEEE Xplore
הצהרה: כבוד למקור, מאמרים טובים ראויים להפצה, אם יש פגיעה בקניין רוחני נא ליצור קשר למחיקה.
