В производственных системах, в том числе электроэнергетике, необходимо иметь численные меры надежности. Под надежностью понимают вероятность того, что устройство или система будут в полном объеме

Введение

В производственных системах, в том числе электроэнергетике, необходимо иметь численные меры надежности. Под надежностью понимают вероятность того, что устройство или система будут в полном объеме выполнять свои функции в течение заданного промежутка времени или при заданных условиях работы. Надежность определяется через математическое понятие вероятности.

Электрическое оборудование промышленных предприятий в процессе эксплуатации оказывается под воздействием разнообразных факторов: повышенной влажности, агрессивных сред, пыли, неблагоприятных атмосферных явлений, а также механических и электрических нагрузок. При этом изменяются основные свойства материалов электроустановок, что приводит к возникновению коротких замыканий, вызывающих отключение электроустановок или электричесюгх сетей, т.е. к перерывам в подаче электрической энергии, электрооборудование электроснабжение надежность.

Наряд>' с задачами анализа надежности действующего оборудования теория надежности решает задачи синтеза, т.е. позволяет принимать обоснованные решения о выборе способов повышения надежности бесперебойного электроснабжения за счет резервирования различных элементов системы электроснабжения, совершенствования организации:сх■:че;: г: обслуживания и других мероприятий.

Исходные данные

Используя литературу - И.Г. БАРГ, Э.В. ДИДЕНКО, JI.E. ЛАЗАРЕВА «УКАЗАНИЯ ПО ПРИМЕНЕНИЮ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ ЭЛЕМЕНТОВ ЭНЕРГОСИСТЕМ» - Е. А. Конюхова Э. А. Киреева «НАДЕЖНОСТЬ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИИ» составляем таблицу с исходными данными:

Наименование элемента	Параметр потока отказов со, откл/год	Среднее время восстановления т, час/откл	Поток плановых отключений Рплан, ОТКЛ/ГОД	Продолжительность одного планового отключения Слан, час/откл
Вл-110 кВ на металлических опорах	1,28	8,8	2,1	14,5
BJI-10 кВ на металлических или железобетонных опорах			0,17
Выключатель масляный 110 ' кВ	0,016		0,14
Выключатель масляный 10 кВ	0,009		0,14
Разъединитель	0,01		0,166
Трансформатор 110/10 кВ	0,018		0,25
1 Трансформатор 10/0,4 кВ	0,008		0,25
АВР	0,01		0,25

/О

tf

/2 35

	. /• П
	в 2'
/ \ 1	\ i’
^J 9	□ 5‘
Vi-	7 8 7‘ J A. \ g S! _

f)

2) 22

28 22 ²¹⁴

b

m

no

m

32U

/9

ai £ i ^f?

,f- M<3>

m

‘Зур-щицх® "§

ТШ *5 192)2/

29 | JO /J)f Of I

aUs-v* f^JJ?

Г97.. 921!

159 /58

mo (&H-S

V

m/8

/68

xt

U/57

f6l \ /6) /

mfl

_\J£.

T9/

US

u

JS)6 U8

_tr ^ _JV U7^<ib 05

Ш ТП22

, urn

М/ I

^fSi6

U, / ^/WN

U)

/12

Uf Of

uo\

92 №

№ _fA7 у f /66 '

—

m/9

/51 ¹⁵²

UU9

/jj bum

177 /26

(28 “J

1927 СОЯ-" '

f)0 М2' 12 MU

f)9

OJ /29

_(fJ‘i <7 18

(QyissmtJH

m f^jsi

51 \ JJ Л j;

*/ 69

<2ЯК-

ГШ/ 62 95

N

w* m/о

IIaL

99 75

©4—'■

29 U

3J 7)

It 79 ^{80 81}

—4-@>ш

l/f"^s -

«^(Ji 1325

i/0 l^fl

it)

3.8 f/2 i/9 _nn Off/S 07 | ^

_//л, O f 1/6 3/JO

m Ш/29

11 mi ft ^{Ш 187}
it /о/ о./x.

mn (254-3'JoJL

/ot о ш/

#./ 82

9/t.O

t.0 86

n n^al, M -'——^+G2>

w

w

-ffl-

Шины 110 кВ на ПС 330/110 кВ

_.'-ы 10 кВТП 34

Структурный метод определения показателей надежности
электроснабжения сельскохозяйственных потребителей

Составим эквивалентную схему замещения

Примем, что ПС 330/110 кВ находится на удалении от ТП 110/10 кВ в
100 км.

Преобразуем элементы, последовательно соединенные на участке 1-6:
Поток отказов:

^ПОСЛ^-

си ⁼ Ш1+(А)2⁺Шз+ш₄+и)₅+(А)₆=1,28+0,016+0,018+0,01+0,009+0,01=1,343

откл/год;

Среднее время восстановления:

"Сосл^- ~ 2Си *

ас

Т-.

— (г* *«1+т₂*«₂+Гз*«_а+т₄*й>₄+т₅-со₅ + т₆*^₆) = —7—(8,8

■ 1—± 1,343

,28 + 40 • 0.016 + 40 * 0,018 + 7 - 0,01 + 20 * 0,009 + 7 * 0,01) =

Поток пдшпс отключений:

Ц-т* = [Уг*х

—-= —£.=2,1 откл/год;

Прел: татдтеджассп олнхо и'дчоэого отключения:

ааокмн, ткяедкшяшешшю соединенные на участке 1 ’-6

Поток плановых отключений:

M-план 1'-6'^— М-план 1-6 “2,1 ОТКл/гОД,

Продолжительность одного планового отключения:

^плпн Г-б'^— ^план 1-6 =23 час/откл;

Преобразуем элементы, последовательно соединенные на участке 7-8-7’: Поток отказов:

со₇-₈-7^,= соц =u)₇+u)₈+w₇'=0,01+0,009+0,01=0,029 откл/год;

Среднее время восстановления:

*7-8-

Т~

—-—(т₇ * со₇ + т₈ * w₃ -+- т₇, * со_7г) = —— (7 * 0,01 + 20 * 0,009 4- 7 *

^ш7-е-7 г 0.029

0,01) = 54,5 —;

откл

Поток плановых отключений:

Цплан 7-8-7'= Ц|Г Цтах=0,16 ОТКЛ/ГОД;

Продолжительность одного планового отключения:

Слпн 1-6” 1|1^— Imax^-8 ЧЭС/ОТКЛ,

Преобразуем элементы, последовательно соединённые на участке 9-84:

Наименование элемента	Количество элементов, шт.
BJ1-10 кВ на металлических или железобетонных опорах	20,1 км
Выключатель масляный 10 кВ
Разъединитель
Ттансформатор 10/0,4 кВ
АВР

3 данном случаи получаем:

Поток отказов:

jJt_34⁼ u)„i=2*20,1+0,009*2+0,01*24+0,008* 16+0,01* 1=40,6 откл/год;

Среднее время восстановления:

Tg-

84=

— (2 * 5 * 20,1 + 120 * 0,008 *16 + 20*0,009 * 2 + 7 * 0,01* 24 + 10*

40,6

0,01*1)= 20,34—;

откл

Поток плановых отключений:

М-план^- М-тах M-план 9-84^— 1+111= Цтах=0,25 откл/год;

Продолжительность одного планового отключения:

1плпн~tmax tannH 9-84“ t|||^— tmax^-8 ЧЭС/оТКЛ,

Преобразуем элементы, последовательно соединённые на участке 124-

171:

Наименование элемента	Количество элементов, шт.
BJI-10 кВ на металлических или железобетонных опорах	20,7 км
Выключатель масляный 10 кВ
Разъединитель
Трансформатор 10/0,4 кВ

В данном случаи получаем:

Поток отказов:

<*>124-171= и)„Г=2^ж20,7+0,009*2+0,01*16+0,008*10=41,65 откл/год;
Среднее время восстановления:

^Т124-

171=

— (2 * 5 * 20,7 + 120 * 0,008 * 10+ 20* 0,009 * 2 + 7 * 0,01* 16) =

41,65

5,23

час

откл

Поток плановых отключений:

Цплан 124-171^- M-lll — Цтах^-0,25 ОТКЛ/ГОД,

Продолжительность одного планового отключения:

1плпн~1тах

^плпн i24-i7i⁼ tin'= t_max=8 час/откл;

Преобразуем элементы, последовательно соединённые на участке 85-123:

Наименование элемента	Количество элементов, шт.
BJI-10 кВ на металлических или железобетонных опорах	12,8 км
Выключатель масляный 10 кВ
Разъединитель
Трансформатор 10/0,4 кВ

В данном случаи получаем:

Поток отказов:

1+55-123= <+_v=2* 12,8+0,009* 1+0,01* 15+0,008*9=25,8 откл/год;
Среднее время восстановления:

^85-

123=

— (2 * 5 * 12,8 +120* 0,008 * 9 + 20 * 0,009 * 1 + 7 * 0,01 * 15) =

25,8

5,34-^мас

* f

от кл

Поток плановых отключений:

Цплан^- М-тах М-план 85-123= HlV= |+тах=0,25 ОТКл/гОД;

П г одолжите л ьность одного планового отключения:

Слпн^-tmax 1плпн 85-123“ t|V“ tmax^-8 ЧЭС/OTKЛ,

Упростим схем\ к вид\:

Шины 110 кВ на ПС 330/110 кВ

Шины 10 кВТП 34

Преобразуем элементы, Соединенные параллельно на участке 1-Г: Поток отказов:

i

Ш|„|'= aj_v=co^/+a)^,/=0_/004+0_/015=0_/019 откл/год; где со’- учитывает наложение двух аварийных отключений

ш'= Ш| 343*1,343^^=0,004 откл/год;

8760 8760

где со”- учитывает наложение аварийного отказа на плановое отключение

со"= (u)|* р,* t|+ С0|'* p_r* t,*)=—(1,343*2,1*23+1,343*2Д*23)=0,015

3760 3760 / / /

Среднее время восстановления:

Г*Ш'+Г»Ш” г*со’+т"*ог 4,32*0,004+6,79*0',015 _{х пп} “ас

Т|.|'— Ту- _т.. — Г 7 ⁼ 6,00-

оЛ—Г col-Г

jj _ 9,64*9,64

0,019

ОТКЛ

час

где г =——— =--------------- = 4,82-

Tj+TjI 9,64+9,64 откл

т"=

-f

tj

(Tf-t/Л _ (23*1,343 _#

\t i + t,i} 423*1,343+23*1,343/

), (_{= 6|79}

29-9 z-,J 423*1.343+23 *1,3 43 / V23+9.64/

0ТКЛ

0ТКЛ

год

Преобразуем элементы, Соединенные параллельно на участке Ш-ПГ: Погож отказов:

Win-iii'= (a)_Vi=u/+u)"=4,96+0,02=4,98 откл/год; где со’- учитывает наложение двух аварийных отключений

> /^ГШ+^ТШ/ лп /-* я я,-1-20,34+5-,34,

^{ш = Ш|П Ш|М} 8760 ^{0,6 41}'⁶⁵—^—⁼⁴'⁹⁶ откл/год;

где со”- учитывает наложение аварийного отказа на плановое отключение I¹'»* ‘"'⁺ “»'•* Кг* 1ш-)=Д-(40,6*0,25*8+41,65*0,25*8)=0,02 —

8760 3760 ГОД

Среднее время восстановления:

-Г*ь>’+т"*ы" 4,16*4,96+4,41*0,02 л л /■

Tin-Ill'- T\/i------------------------- г^-- — 4,16

где _x>=IlirimL ₌.²^³.⁴“⁵-²³ ₌ 4Д6^-

20,34+5,23 ’ откл

/ t_nru>_In‘ \ ^ /ТщД£ш \ / Гц\ ₊ / *nrt_inr \ _

4^т;//'+Сш/ А /

/ 3*41,65 V/j^*34 ₊ / 3*40,6 \ _# /20,34-84 _{= 4} ^.

43*40,6+9*41,65/ v5,23+9/ 49*40,6+9*40,6/ 420,34+9/ ' откл'

Упростим схему:

Шины 10 кВ ТП 34

Пг-г 'разу ем элементы, последовательно соединенные на участке V-II- VI-IV: ~?ток отказов:

о)_э.₃= u)v+ 0)ц+ CjOvi +од _v=0,019+0,029+4,98+25,8=30,8——;

год

Ггсднее время восстановления:

^экв^-

(ту * tt>v Hi * 4- Hv * ^iv Т Пт * ^vi) ⁼ — (6,38 * 0,019 4- 54,5 *

^w=kb 30,8

0,029 + 25,8* 5,34+ 4,98*4,16) = 5,2—;

Шины 110 кВ на ПС 330/110 кВ

Шины 10 кВ ТП34

Таким образом, получили следующие показатели надежности электроснабжения ТП 34:

₀ откл

ш_экв-30,8;

год

_г час

ПкВ^— + ^)

откл

Можно сделать вывод, что потребители, подключенные к ТП 34, будут

эчены от и<

часов 15 минут.

U W Л Л О >sW* тш

отключены от источника электроэнергии с частотой отключении 30,8 на 5

год

Заключение

Самым ненадежным элементом СЭС являются линии электропередачи (ЛЭП) из-за их большой протяженности и влияния на них большого числа различных внешних воздействий. В городских сетях около 85 % отключений приходятся на долю ЛЭП, а в сельских сетях - 90-95 % Отказом линии электропередачи называется всякое вынужденное отключение при ее повреждениях.

Отказы коммутационных аппаратов (автоматических выключателей, разъединителей, короткозамыкателей, отделителей) происходят при отключении коротких замыканий, выполнении ими различных операций, а также в стационарном состоянии.

Электрические повреждения коммутационных аппаратов вызываются перекрытием изоляции при внешних и внутренних перенапряжениях, пробоем внутрибаковой изоляции выключателей и пр.

Следует отметить большую повреждаемость линейных разъединителей 6-10 кВ из-за недостатков их конструктивного исполнения.

Список литературы

1. И.Г. Барг, Э.В. Диденко, Л.Е. Лазарев «УКАЗАНИЯ ПО ПРИМЕНЕНИЮ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ ЭЛЕМЕНТОВ ЭНЕРГОСИСТЕМ»

2. Е.А. Конюхова Э. А. Киреева «НАДЕЖНОСТЬ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ»

3. В.В. Карпов, В.К. Федоров «ОСНОВЫ ТЕОРИИ НАДНЖНОСТИ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ» (Учебное пособие)

Дата добавления: 2015-08-29