Реферат: Расчет надежности электроснабжения подстанции Южная

Реферат: Расчет надежности электроснабжения подстанции Южная

МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО

ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 

ЛИПЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра  электрооборудования

КУРСОВАЯ  РАБОТА

по курсу: «Надежность электроснабжения»

на  тему: «Расчет надежности электроснабжения подстанции "Южная"»

Выполнил        студент

гр. ЭО – 95 Васин А.В.

___________________

«__»  _________  1999

Принял доцент, к.т.н.,

Челядин В. Л.

___________________

___________________

«__»  _________   1999

Липецк   1999

ОГЛАВЛЕНИЕ

ЗАДАНИЕ......................................................................................... 3

ВВЕДЕНИЕ...................................................................................... 5

1 РАСЧЕТ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ ЭЛЕМЕНТОВ...... 6

1.1.     Модель отказов  и восстановления силового

трансформатора........................................................................... 6

1.2 Модель отказов автоматического выключателя................... 10

1.3. Модель отказов воздушной  линии электропередач........... 13

1.4. Модель отказов и восстановления для разъединителей...... 17

1.5. . Модель отказов и восстановления для отделителей и

 короткозамыкателей.................................................................... 18

1.6. Модель отказов и восстановления для шин......................... 19

2. РАСЧЕТ НАДЕЖНОСТИ СХЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАЖЕНИЯ... 21

2.1. Расчет последовательных соединений.................................. 21

2.2. Учет резервирования............................................................. 27

ЗАКЛЮЧЕНИЕ................................................................................ 30

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ  СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ

ИСТОЧНИКОВ................................................................................ 31

ЗАДАНИЕ

1.  На основании статистических данных определить показатели надежности отдельных элементов схемы электроснабжения подстанции "Южная".

2.  Составить структурно-логическую схему, основанную на анализе функционирования системы, учете резервирования, восстановлений, контроля исправности элементов.

3.  Выбрать метод расчета надежности с учетом принятых моделей и описаний процессов функционирования и восстановления.

4.  Получить в общем виде математическую модель, связывающую показатели надежности с характеристиками элементов.

5.  Выполнить расчет и анализ полученных результатов.

Исходные данные приведены на рис.1 и в табл. 1.

Таблица 1

Оборудование подстанции учитываемое при расчете надежности

ВВЕДЕНИЕ

Проблема обоснования целесообразного уровня надежности систем электроснабжения на современном этапе развития имеет большое значение. Аварийные и внезапные перерывы электроснабжения потребителей вызывают большой народнохозяйственный ущерб, обусловленный поломкой оборудования, порчей сырья и материалов, затратами на ремонты, недовыпуском продукции, простоями технологического оборудования и рабочей силы, а также издержками связанными с другими факторами.

Сегодня методы анализа надежности используются уже во многих отраслях техники. Однако проблема надежности в ее количественной постановке при проектировании и эксплуатации систем электроснабжения необыкновенно сложна. Так для рассмотрения вопросов надежности, при эксплуатации систем электроснабжения необходимо учесть как современные достижения современной теории надежности, так и специфику функционирования систем силового типа, подверженных в значительной степени влиянию неблагоприятных воздействий внешней среды и непосредственно связанных с электрической системой.

Целью данной работы является попытка рассмотрения надежности функционирования оборудования подстанции, и связанная с этим надежность бесперебойного обеспечения потребителей электроэнергией.

1.   РАСЧЕТ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ ЭЛЕМЕНТОВ

1.1.     Модель отказов  и восстановления  силового трансформатора

          Рассмотрим трансформатор  как элемент, условно состоящий из двух  последовательно соединенных элементов, в одном из которых могут появляться  внезапные отказы, а в другом - постепенные. Внезапные отказы появляются вследствие резкого, внезапного изменения основных параметров под воздействием одного или нескольких случайных факторов внешней среды либо вследствие ошибок обслуживающего персонала. При постепенных отказах наблюдается плавное, постепенное изменение параметра элементов в результате износа отдельных частей или всего элемента в целом.

Вероятность безотказной работы представим произведением вероятностей

Ртр(t)=Рв(t)*Ри(t),                                                                     (1.1)

где Рв(t) и Ри(t) — соответственно вероятности безотказной работы условных элементов, соответствующих  внезапному и постепенному отказу в следствии износа.

В теории надежности в качестве основного распределения времени безотказной работы при внезапных отказах принимается показательное распределение:

                                                                                      (1.2)

Постепенные отказы трансформатора  происходит в основном по причине износа изоляции . Износ можно описать законом распределения Вейбулла-Гнеденко

                                                                                 (1.3)

где t0 — порог чувствительности, то есть элемент гарантировано не откажет , в интервале времени от 0 до t0  может быть равно нулю. Тогда окончательно имеем:

          Pтр(t) = e-lt×e-ct.                                                                                 (1.4)

Причинами внезапных отказов трансформатора являются  повреждения вводов трансформатора  вследствие перекрытия контактных соединений, утечка масла. Причинами постепенных отказов в свою очередь  будут нарушения изоляции обмоток вследствие возникновения внешних и внутренних перенапряжений, сквозных токов коротких замыканий и  дефектов изготовления.  На основании принятых критериев  выделим  два статистических ряда для внезапных и постепенных отказов табл.2.

Таблица 2

Статистический ряд внезапных и постепенных отказов силового трансформатора

Параметр показательного закона l находим по формуле:

                                                                                                   (1.4)

где хср— среднеее значение наработок на отказ.

          Среднее время безотказной работы  определим по формуле

                                                                                                    (1.5)

Оценим параметры распределения Вейбулла-Гнеденко. Для этого вычислим среднеее значение наработки на отказ

                                                                                               (1.6)

Разобьем выборку y  на интервалы, которые выберем по формуле

                                                                                           (1.7)

Подсчитаем сколько отказов попало в каждый из полученных интервалов

Таблица 3

Отностительную частоту событий определяем по формуле

pi= mi/m.                                                                                   (1.8)

Определим среднее значение для каждого интервала

                                                                                           (1.9)

Вычислим значение дисперсии D по формуле:

                                                                                           (1.10)

Определим   среднеквадратичное отклонение:

                   .                                                                                    (1.11)

          Вычислим коэффициент вариации по формуле:

                   .                                                                                              (1.12)

          По номограмме находим значение параметра формы 1/a=0,31.По найденным значениям вычислим параметр масштаба С  распределения Вейбула-Гниденко :

                                                                                         (1.13)

Г(1,0351)=0,987

Среднее время безотказной работы для распределения Вейбула-Гниденко определим по формуле

          ;                                                                    (1.14)

          l2тр=1/Т2тр=0,00002                                                                      (1.15)

Интенсивность восстановления  определим по данным статистического ряда представленном в таблице 4

Таблица 4

Статистический ряд  времени восстановления внезапных  и

постепенных отказов силового трансформатора

Интенсивность восстановления определим по формуле :

                                                                                                (1.16)

          Вероятность восстановления  силовых трансформаторов  определим по формуле

                   Рвос.тр=1-е-m тр.                                                                           (1.17)

Результаты расчетов по формулам (1.1)-(1.17) представлены в табл.2,3,4.

1.2. Модель отказов автоматического выключателя

Рассмотрим масляный  выключатель как элемент состоящий из двух элементов, в одном из которых может появиться внезапный отказ, а в другом  постепенный. Вероятность безотказной работы представлена формулой

Рвк(t)=Рв(t)*Ри(t)

где Рв(t) и Ри(t) — соответственно вероятности безотказной работы условных элементов  соответствующих  внезапному и постепенному отказу в следствии износа.

Постепенные отказы  выключателя происходят в следствии износа дугогасительных  камер и контактов. Причинами внезапного отказа являются: несрабатывание приводов, механические повреждения, перекрытие изоляции  при внешних и внутренних перенапряжениях. На основании принятых критериев сформируем два статистических ряда представленных в таблице 5.

Таблица 5

Статистический ряд внезапных и постепенных отказов

вводного масляного выключателя

Страницы: 1, 2, 3