РАСЧЕТНЫЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗА НАДЕЖНОСТИ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКИ
План лекции
1. Аналитический метод определения надежности схемсистем электроэнергетики
2. Логико-вероятностный метод оценки надежности систем
3. Метод путей и минимальных сечений схем систем
4. Нагруженный резерв
Краткое содержание лекции
Расчетные методы применяются тогда, когда анализируется надежностьобъекта, который может быть представлен в виде системы, об элементах исвязях которой имеется вся информация. Их применение к решению реальныхзадач требует предварительного моделирования объекта с целью егопредставления в виде абстрактного, т.е. расчетной схемы.
В настоящее время существует довольно много расчетных методов. Рядиз них хорошо раскрыт; например, графический метод, метод на основебулевой алгебры, табличные методы. В данном пособии приведены методы,нашедшие широкое применение в инженерной практике и основанные наиспользовании теории вероятностей. Это аналитический метод, логико-вероятностный метод (метод деревьев событий), метод путей и минимальныхсечений. Все они основаны на теоретических положениях, приведенных выше.
Аналитический метод определения надежности схем
Систем электроэнергетики
Данный метод позволяет количественно оценить надежностьэлектрической схемы любой сложности. Он основан на композиции системногоанализа и теории вероятностей. Его сущность заключается в определенииколичественных вероятностных значений показателей надежности для расчетаслучаев надежности, к которым относятся: полное погашение схемы (состояниеполного отказа), разрыв транзита; оценка возможных недоотпусковэлектроэнергии при частичных отказах схемы.
Алгоритм метода.
1. Определяется перечень расчетных случаев надежности выделеннойчасти схемы рассматриваемой системы для анализируемого или расчетногорежима:
− состояние полного отказа (полное погашение схемы);
− состояние полной работоспособности;
− состояния частичных отказов (частичных перерывов в
электроснабжении), приводящих к недоотпуску электроэнергии;
− разрыв транзита.
2. Составляется расчетная схема для каждого из перечисленных в п.1
расчетных случаев. Расчетная схема включает в себя только те элементы схемы,которые нормально включены в рассматриваемом режиме.
3. Для каждого элемента расчетной схемы по справочным илиэксплуатационным данным определяются следующие показатели надежности:
− интенсивность отказа или параметр потока отказов λ или ω ;
− среднее время восстановления tВ;
− частота плановых или преднамеренных отключений μ плили μпр;
− время плановых или преднамеренных отключений, t плили t .пр
Для выключателя дополнительно определяются:
− относительная частота отказов при автоматическом отключенииповрежденного смежного элемента α авт;
− относительная частота отказов при оперативных переключениях α оп;
− коэффициент неуспешного действия АПВ КАПВ;
− число оперативных переключений Ν оп;
− длительность оперативных переключенийТ оп.
4. По расчетной схеме (п.1) составляется схема замещения. При этомкаждый элемент, который может отказать, замещается прямоугольником.Прямоугольники соединяются последовательно или параллельно в смысленадежности. Последовательное соединение используется для не резервируемыхчастей схем; параллельное - для частей схем с резервированием замещением.
5. Последовательно соединенные элементы в схеме замещения
заменяются одним эквивалентным, для которого рассчитываются следующие
показатели надежности:
− параметр потока отказа ωс;
− коэффициент вынужденного простояСКП;
− коэффициент готовностиСК.;
− время восстановления, t ВС.
Расчетные формулы приведены в таблице16.1 после алгоритма.
6. Параллельно соединенные элементы или цепочки схемы замещениязаменяются одним эквивалентным, для которого определяется тот же переченьпоказателей надежности, что и в п.5.
7. Далее алгоритм повторяется до тех пор, пока схема замещения небудет сведена к набору параллельных цепочек. Определяются возможныедефициты мощности для расчетного случая – ≪состояния частичных отказов≫.
Под дефицитом мощности понимается разность между требуемой мощностью ипропускной способностью элемента. Пропускная способность элементасоответствует максимально возможной мощности, которая может бытьпередана через элемент с учетом его перегрузочной способности и статическойустойчивости системы. Определяется вероятность возможных дефицитовмощности, т.е. вероятность частичных отказов схемы с помощью теоремумножения вероятностей. При этом безотказное состояние эквивалентногоэлемента в цепочке обозначается К Г С ., а отказ - К П С . .
8. Параллельно соединенные цепочки эквивалентируются до одногоэлемента, для которого находятся показатели надежности, перечисленные в п.5. Отказ этого элемента и соответствует полному отказу схемы длярассматриваемого расчетного случая.
9. Учитывается АВР по формуле полной вероятности.
10. Определяется расчетное время безотказной работы схемы и времяее восстановления (см. табл. 16.1).
11. Определяются недоотпуски электроэнергии и ограничениямощности для состояний частичных и полного отказов:
12. Рассчитываются ущербы от частичных и полного отказов схемы, иопределяется суммарный ущерб.
Суммарный ущерб от перерывов электроснабжения состоит извнезапного и основного ущербов. Ущерб, связанный с самим фактомвнезапного перерыва электроснабжения – фактом внезапности отключения УВН,
приводит к повреждению основного оборудования и инструментов, порчесырья и материалов, браку продукции, расстройству сложноготехнологического процесса. Основной ущерб У0определяется величинойнедоданной потребителю электроэнергии, в результате чего наблюдаетсянедовыпуск продукции, простой рабочей силы.
Основной ущерб определяется по выражению:
где У0- средняя величина удельного основного ущерба, руб./кВт•ч,
Ущерб внезапностиУвнрассчитывается по формуле:
где У0вн- удельный ущерб внезапности при полном отключении схемыпри расчетной продолжительности отключения;
Р- треб максимальная мощность потребителя.Суммарный ущерб равен:
Таблица 16.1. Расчетные формулы для аналитического метода
В качестве примера на рис. 16.1 показано как составляются схемызамещения по расчетным схемам подстанций с примыкающими к ним линиямидля расчетного случая ≪полное погашение подстанции,≫ т.е. состояние полногоотказа.
Схема подстанции ≪Два блока трансформатор - линия≫
Рисунок16.1. Расчетные схемы подстанций и распределительных устройств
станций и их схемы замещения
Рассмотрим примеры, интерпретирующие аналитический метод расчета
надежности (примеры рассматриваются на практических занятиях)
Дата добавления: 2016-04-11; просмотров: 1733;