Главная Учебники - Разные Лекции (разные) - часть 28
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Амурский государственный университет» (ГОУВПО «АмГУ») Кафедра энергетики РАСЧЁТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА на тему: "Расчёт и оценка надёжности электрических сетей" по дисциплине "Надежность электроэнергетических систем и сетей" Благовещенск 2006 Задание 1 Рассчитать надёжность схемы внутреннего электроснабжения насосной станции двумя методами.
Рисунок 1 – Исходная схема к расчёту надёжности 1) Определим расчётные случаи по надёжности, предварительно составив расчётную схему для рассматриваемой сети (рис. 2). Разъединители учитываем в модели выключателя. В данной сети расчётными будут являться случаи: полное погашение подстанции и потеря трансформатора. 2) Определим показатели надёжности каждого элемента. Элементы Тв
, ч Тр
, ч акз
ао.п.
Выключатели 0,009 20 0,14 8 0,005 0,003 Разъединители 0,01 7 0,166 3,7 - - Шины 0,03 7 0,166 5 - - Силовые трансформаторы 0,014 70 0,75 28 - - Трансформаторы 0,016 50 0,25 6 - - Кабельная линия 0,075 16 1 2 - - Насосы 1,2 МВт 0,1 90 0,25 164 - - 4 МВт 0,2 140 0,25 384 - - - для ВЛ-10: дистанционная ПЗ 2, т. к. не имеем данных для токовой трёхступенчатой защиты; - для СТ: дифференциальная и газовая защиты; - на схеме «мостик» со стороны 10 кВ введено АВР; - шины 10 кВ защищены дифференциальной защитой шин. Укажем показатели надёжности для релейных защит в таблице 2. Таблица 2 – Показатели надёжности для выделенных защит Релейная защита q Дистанционная ПЗ2 0,018 ДЗТ 0,0044 Газовая защита 0,00525 ДЗШ 0,0096 3) Составляем схему замещения согласно правилам: 1 Нерезервируемые элементы соединяются последовательно; 2 Резервируемые элементы соединяются параллельно. Первый вариант – полное погашение подстанции.
Рисунок 3 Второй вариант – потеря трансформатора (частичное ограничение мощности).
Рисунок 4 4) Рассмотрим первый вариант. Находим вероятности отказа для различных элементов: Выключатели: где акз
– относительная частота отказа выключателя при отключении КЗ; а – коэффициент, учитывающий наличие (а = 1), отсутствие АПВ (а = 0); КАПВ
– коэффициент успешного действия АПВ; qi
– вероятность отказа смежных элементов; аоп
– частота отказов при оперативном отключении; Nоп
число оперативных отключений: Топ
– время оперативных переключений. Принимаем его равным 1 часу. Разъединители: Шины: Силовые трансформаторы: Трансформаторы: Кабельная линия: Насосы: Эквивалентирование схемы показано в приложении А. Как видно из него, qэкв
= 0,0087, pэкв
= 0,91. Вероятность отказа схемы с учетом средств автоматики рассмотрим для участка схемы, показанного на рисунке 5.
Рисунок 5 Вероятность отказа рассчитываем по формуле полной вероятности: где зов средств автоматики или qэкв
; q(A1) – вероятность отказа работы при автоматическом отключении поврежденного элемента q(A2) – вероятность отказа работы при автоматическом включении резервного элемента; Получаем вероятность отказа схемы с учетом РЗиА: Задание 2 Записать систему дифференциальных уравнений на основе графа перехода из состояния в состояние для трёх параллельно соединённых элементов и показать чему равны стационарные КГ
, КП
.
Рисунок 6 Решение
: Сэквивалентируем элементы во второй и третьей ветвях до одного элемента (рис. 7). На этом же рисунке покажем все возможные состояния, в которых могут находиться элементы схемы (р – работа, о – отказ).
Рисунок 7 Составим граф перехода со всеми возможными переходами из одного состояния в другое (рис. 8). Интенсивность восстановления μ на рисунке не показываем для того, чтобы его не загромождать. μ будут иметь обратные направления по отношению к параметру потока отказов ω, индекс у них будет тот же, что и у ω.
Рисунок 8 - Граф перехода Система дифференциальных уравнений для полученного графа будет иметь вид: Для стационарного состояния эта система имеет следующее решение: Для стационарного состояния коэффициенты готовности КГ
и простоя КП
находятся по формулам: Для нашего случая: Из полученных выражений для вероятностей состояний системы определяются коэффициент готовности системы КГ.С
и коэффициент вынужденного простоя КП.С
. КГ.С
= P1
+P2
+P3
+P4
+P5
+P6
+P7
КП.С
= P8
Задание 3
Определить кратность резервирования для схемы при условии, что есть резервные насосы 4 МВт и 1,2 МВт и определить при этом вероятность безотказной работы насосной станции. Решение
: Из условия видим, общее число насосов равно n = 6, в работе находятся четыре, r = 4. Число резервных элементов – (n-r) = 2. Кратность резервирования в этом случае определится по формуле: Как видим из формулы, чем большая кратность резервирования, тем лучше, т. к. чем больший резерв имеется в системе, тем безопасней её работа, а значит и надёжность работы такой системы выше. Вероятность безотказной работы системы с постоянным резервом при заданных условиях рассчитывается по формуле: Приняв из задания 1 qэкв
= 0,0087, pэкв
= 0,91, получим значение для вероятности безотказной работы насосной станции:
|