Реферат: Расчет надежности электроснабжения подстанции Южная

Интенсивность восстановления определим по формуле (1.16)

Вероятность восстановления разъединителей определяется:

                   Рвос.раз=1-е-m.

Таблица 15

Статистический ряд  времени восстановления разъединителей

Результаты расчетов по приведенным выше формулам сведены в табл.14,15.

1.6. Модель отказов и восстановления для отделителей и короткозамыкателей

Для отделителей и короткозамыкателей составим модель аналогичную разъединителям и проведем подобный расчет. Исходные данные и результаты расчета сведем в таблицу 16,17,18,19.

Таблица 16

Статистический ряд внезапных отказов отделителей

Таблица 17

Статистический ряд  времени восстановления отделителей

 Таблица 18

Статистический ряд внезапных отказов короткозамыкателей

 Таблица 19

Статистический ряд  времени восстановления короткозамыкателей

1.6. Модель отказов и восстановления для шин

Рассматриваем два типа шин: питающие шины, идущие от трансформатора к вводному выключателю; секции шины. Так  как шины голые то для них применим показательный закон распределения   внезапных отказов. Причиной внезапных отказов является  воздействие токов короткого замыкания. Расчет произведем аналогично результаты расчетев сведем в таблицу 20,21,22,23

Таблица 20

Статистический ряд внезапных отказов питающих шин

Таблица 21

Статистический ряд времени восстановления питающих шин

 Таблица 22

Статистический ряд внезапных отказов секций шин

 Таблица 23

Статистический ряд времени восстановления секций шин

2. РАСЧЕТ НАДЕЖНОСТИ СХЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАЖЕНИЯ

2.1. Расчет последовательных соединений

Анализ системы последовательно соединенных, восстанавливаемых элементов будем проводить с учетом двух условий: первое при отказе одного элемента интенсивности отказа оставшихся в работе элементов не изменяются; второе восстановление не ограничено, т.е. любой отказавший элемент начинает немедленно восстанавливаться.

Для электротехнического оборудования принято выделять четыре составляющих времени восстановления:

t=tОБ + tOP + tЛ + tOВ,                                                              

где tOБ – время обнаружения; tOP – время организации; tЛ – время ликвидации отказа; tOВ – время опробывания и включения в работу.

Поскольку каждая составляющая представляет собой случайную величину со своим законом распределения, интенсивность восстановления являются величиной не постоянной. Однако на основании теоремы теории восстановления с достаточной точностью можно воспользоваться показательным законом распределения. Интенсивность восстановления определяется по данным статистического ряда Z1...Zn, где Zi – время восстановления после отказа. Интенсивность восстановления

                                                                                     (2.1)

Интенсивность восстановления всех элементов схемы была рассчитана в главе1.

Для системы из n последовательно соединенных восстанавливаемых элементов суммарная интенсивность отказав цепи может быть найдена по выражению

                                                                                           (2.2)

Среднее время безотказной работы последовательной цепи

 ТСР = 1/L.                                                                                         (2.3)

Среднее время восстановления

tСР                                                                                (2.4)

Вероятность безотказной работы системы из n последовательно соединенных элементов на интервале времени от 0 до t0

P=e -Lt                                                                                                  (2.5)

Коэффициент готовности

                                                                                    (2.6)

При расчете учитываем, что сами шины и вводные выключатели на 6 и 10 кВ одинаковые, и будем рассматривать надежность электроснабжения по одному из низших  напряжений, упростим исходную схему рис.2. до расчетной рис.3.

Рассчитаем последовательные звенья схемы, представленной на рис.3. Так как схема состоит из двух одинаковых в отношении надежности параллельных ветвей, то проведем расчет только для одной ветви. Упростим схему для этого каждую последовательную цепочку заменим на эквивалентный в отношении надежности элемент Э1 иЭ2 см рис.4. Тогда заменим последовательно соединенные элементы: Л1.1, Л1.2, Р1, О1, КЗ1, Т1.1, Т1.2, Ш1, В1.1, В1.2, Ш3 на эквивалентный элемент Э1 см рис.4. Характеристики надежности данного элемента определим по выражениям (2.2)...(2.6).

Рис. 2. Схема электроснабжения в отношении надежности

Рис. 3. Упрощенная схема электроснабжения в отношении надежности

Интенсивность отказов

=l/ТЛ1.1+l/ТЛ1.2+1/ТР1+1/ТО1+1/ТКЗ1+1/ТТ1.1+1/ТТ1.2+1/ТШ1+1/ТВ1.1+

+1/ТВ1.2+1/ТШ3=5.8/1699440 +5.8/2899560+1/61320  +1/33848 +1/34984 +1/40974 +1/56209 +1/878224 +1/11212 +1/13320 +1/878224=0.000289 , ч-1.

Среднее время безотказной работы последовательной цепи

 ТСР = 1/L=1/0.000289=3460, ч

Среднее время восстановления

Интенсивность восстановления можно определить как величину, обратную среднему времени восстановления

Коэффициент готовности

Секционный выключатель, представленный в отношении надежности как два последовательно включенных элемента заменим на один эквивалентный Э1 см. рис.4., и произведем его расчет.

Интенсивность отказов

=1/ТВ3.1+1/ТВ3.2=1/10516 +1/12350=0.000176 , ч-1.

Среднее время безотказной работы последовательной цепи

 ТСР = 1/L=1/0.000176=5679, ч

Среднее время восстановления

Интенсивность восстановления можно определить как величину, обратную среднему времени восстановления

Рис.4. Эквивалентная схема

          Рис. 5. Преобразованная эквивалентная  схема

Коэффициент готовности

Далее определим параметры последовательного соединения элементов Э1 и Э2 по выражениям (2.2)-(2.6)

Интенсивность отказов

L=1/ТЭ1+1/ТЭ2=1/3460 +1/5679=0.000465 , ч-1.

Среднее время безотказной работы последовательной цепи

 ТСР = 1/L=1/0.000465=2150, ч

Среднее время восстановления

Интенсивность восстановления можно определить как величину, обратную среднему времени восстановления

Коэффициент готовности

Схема преобразуется к виду, представленному на рис.5.

2.2. Учет резервирования

Анализ систем параллельно соединенных восстанавливаемых элементов будем проводить с учетом четырех условий:

-     резервный элемент работает в нагруженном режиме;

-     восстановление отказавших элементов не ограниченно;

-     во время восстановления в элементах не могут возникать вторичные отказы;

-     совпадение моментов наступления двух различных событий считаем практически невозможным.

Интенсивность отказов каждого из элементов Li найдена в предыдущем расчете. Интенсивность восстановления можно определить как величину, обратную среднему времени восстановления

                                                                                            (2.7)

Определим вероятности каждого из четырех состояний для стационарного режима. Система может находиться в четырех состояниях, три из которых являются работоспособными, четвертое – отказ:

-     оба элемента работают;

-     отказал первый элемент;

-     отказал второй элемент;

-     отказали оба элемента.

Вероятность первого состояния

Вероятность второго состояния

Вероятность третьего состояния

Вероятность четвертого состояния

Коэффициент готовности системы

КS = p1 +p2 +p3 .                                                 

Коэффициент простоя системы

RS = p4.                                                                                             (2.8)

Но можно сделать проще и рассчитать только коэффициент простоя, а коэффициент готовности найти как:

КS = 1 - p4.

Вероятность четвертого состояния

Коэффициент простоя:

КS = 1 - p4 = 1-0,069=0,93

Интенсивность отказа системы из двух взаиморезервирующих элементов

LS = LЭ3 × RЭ3 + LЭ12 × RЭ12 = 0,000289×(1-0,996)

+0,000465×(1-0,9924)=0,00000469

Среднее время  безотказной работы системы

ТСРS = 1/LS = 1/0,00000469=213219 ч     

Для большей части элементов электрических систем отношения l/m=10-3...10-4, поэтому в пределах t£ 4...5×tB справедливо соотношение

MS = MЭ3 +MЭ12= 0,07+0,06 = 0,13

Поскольку ограничение на восстановление не вводилось, то

ч

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Результаты вычислений показывают, что существующая схема подстанция  "Южная" обладает достаточной надежностью. Среднее время  безотказной работы системы составляет 213219 ч – 24,3 г. Система имеет коэффициент стационарной готовности равный 0,93.

 БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ  СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ

 ИСТОЧНИКОВ

1.   Фокин Ю.А., Туфанов В.А. Оценка надежности систем электроснабжения. - М.: Энергоатомиздат, 1981.-224с.

2.   Розанов М.Н. Надежность электроэнергетических систем. – М.: Энергоатомиздат, 1984. – 200с.

3.   Р. Хэвиленд  Инженерная надежность и расчет на долговечность. М.: Энергия, 1966. – 232с.