Математическая модель для оценки показателей надежности замкнутой распределительной электрической сети
Показатели надежности элементов замкнутой сети. Разработка математической модели, описывающей состояние распределительной районной сети Ивановской области, основанной на теории марковских процессов. Вероятность полного отказа электрических сетей.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 31.08.2018 |
| Размер файла | 78,2 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Математическая модель для оценки показателей надежности замкнутой распределительной электрической сети
Г.В. Чекан Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина
Аннотация
Разработана математическая модель для оценки показателей надежности замкнутой распределительной электрической сети. Проведены расчеты для участка районной сети Ивановской области.
Ключевые слова: надежность, замкнутая распределительная электрическая сеть, коэффициент готовности, вероятность отказа.
В статье рассматривается замкнутая распределительная районная сеть с номинальным напряжением 35 кВ. Сеть располагается в Ильинском районе Ивановской области и включает в себя четыре подстанции (ПС): Аньково, Игрищи, Северная и Крапивново, связанные воздушными линиями электропередачи.
Рассматриваемую замкнутую сеть, с точки зрения оценки надежности, можно условно разделить на три участка:
1) ПС Аньково - ПС Игрищи, связанные ЛЭП, выполненной проводом АС-70/11 общей длиной 14,6 км;
2) ПС Аньково - ПС Северная, связанные ЛЭП, выполненной проводом АС-70/11 и АС-95/16 общей длиной 26 км;
3) ПС Игрищи - ПС Крапивново, связанные ЛЭП, выполненной проводом АС-50/8 общей длиной 22,8 км, и ПС Крапивново - ПС Северная, связанные ЛЭП, выполненной проводом АС-95/16 общей длиной 8,27 км. Этот участок для наглядности и удобства расчетов рассматривается как единое целое. Это допущение не повлияет на точность и достоверность результатов.
Для определения показателей надежности рассматриваемой сети была выбрана инженерная методика, использующая теорию Марковских процессов [1]. Эта методика обладает большой универсальностью, легко реализуется на ЭВМ и оценивает состояния системы наглядным графом.
В таблице представлены показатели надежности элементов замкнутой сети, полученные из [2].
Из анализа данных показателей следует, что частоты отказов для участков воздушных линий на порядок больше частот отказов для коммутационного оборудования. Поэтому при определении параметров надежности замкнутой распределительной сети параметрами коммутационного оборудования можно пренебречь.
На рисунке представлен граф, который характеризует состояния рассматриваемой сети.
Таблица 1 Показатели надежности элементов замкнутой сети
|
Наименование оборудования |
Частота отказов л, год-1 |
Восстановления ТВ, ч м, год-1 |
||
|
ВЛ 35 кВ (14,6 км) |
0,1168 |
2,12 |
4132,08 |
|
|
ВЛ 35 кВ (26 км) |
0,208 |
3,77 |
2323,6 |
|
|
ВЛ 35 кВ (31,07 км) |
0,2486 |
4,51 |
1942,35 |
|
|
Автоматический выключатель 35 кВ |
0,012 |
12 |
730 |
|
|
Разъединитель 35 кВ |
0,01 |
9 |
973,33 |
|
|
Сборные шины 35 кВ |
0,002 |
7 |
1251,43 |
Рис. 1 Граф переходов и состояний замкнутой распределительной сети
Этот граф показывает систему с кратностью резервирования Ѕ и обратным приоритетом обслуживания. В связи со сложностью графа профилактические ремонты элементов сети не рассматриваются.
Условные обозначения на графе, характеризующие режимы сети, следующие:
(0) - все три участка в работе;
(1) - отказ первого участка;
(2) - отказ второго участка;
(3) - отказ третьего участка;
(1,2) - отказ первого и второго участков;
(1,3) - отказ первого и третьего участков;
(2,1) - отказ второго и первого участков;
(2,3) - отказ второго и третьего участков;
(3,1) - отказ третьего и первого участков;
(3,2) - отказ третьего и второго участков.
Учитывая кратность резервирования Ѕ, следует отметить, что при отказе какого-то одного участка система остается работоспособной. Это состояния (0), (1), (2) и (3). Все остальные состояния - аварийные.
Математическая модель, описывающая состояния сети по данному графу, представлена системой дифференциальных уравнений (1).
(1)
Система уравнений (1) решается с использованием условий полноты состояний системы:
.
Данная математическая модель реализована с использованием программного комплекса MathCAD.
Результатом решения системы уравнений (1) являются следующие показатели надежности.
Коэффициент готовности. Он соответствует работоспособному состоянию всей рассматриваемой сети:
Вероятность полного отказа данной сети
.
Среднее время наработки до первого отказа. В данном случае принят .
,
где - среднее время восстановления рассматриваемой сети.
Разработана математическая модель для оценки надежности замкнутой электрической сети, основанная на теории марковских процессов.
Проведены расчеты показателей надежности районной электрической сети Ивановской области. Полученные результаты подтверждают высокую надежность замкнутой сети.
Предложенная математическая модель может быть использована для оценки надежности электрических сетей с использованием ЭВМ.
электрический сеть надежность математический
Библиографический список
1. Половко А.М. Основы теории надежности. - 2-е изд., перераб. и доп./ Половко А..М., Гуров С.В. - СПб.: БХВ-Петербург, 2006. - 704 с.: ил.
2. Электротехнический справочник: В 4 т. Т. 3. Производство, передача и распределение электрической энергии / Под общ. ред. проф. МЭИ В.Г. Герасимова [и др.]. - 9-е изд., стер. - М.: Изд-во МЭИ, 2004. - 964 с.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Выбор силовых трансформаторов подстанции, сечения проводов варианта электрической сети. Схема замещения варианта электрической сети. Расчёт рабочих режимов электрической сети в послеаварийном режиме. Регулирование напряжения сети в нормальном режиме.
курсовая работа [694,7 K], добавлен 04.10.2015Расчет районной электрической сети, особенности ее построения и основные режимы работы. Электронно-оптическое оборудование при контроле технического состояния элементов сетей и подстанций на рабочем напряжении. Типы конфигурации электрических сетей.
дипломная работа [2,0 M], добавлен 17.06.2012Выбор вариантов схем соединений распределительной сети 220/110 кВ. Выбор номинальных напряжений сети и сечений проводов. Составление полных схем электрических соединений. Точный электрический расчет режимов и минимальных нагрузок выбранного варианта.
курсовая работа [952,5 K], добавлен 22.01.2015Разработка вариантов конфигурации электрической сети. Выбор номинального напряжения сети, сечения проводов и трансформаторов. Формирование однолинейной схемы электрической сети. Выбор средств регулирования напряжений. Расчет характерных режимов сети.
контрольная работа [616,0 K], добавлен 16.03.2012Характеристика потребителей, сведения о климате, особенности внешнего электроснабжения. Систематизация и расчет электрических нагрузок. Выбор напряжения распределительной сети, трансформаторных подстанций и трансформаторов, схем электроснабжения.
дипломная работа [2,4 M], добавлен 06.10.2012Определение сечения проводов сети 0,4 кВ по допустимым потерям. Выбор количества и мощности трансформаторов подстанции. Расчет потерь мощности и электрической энергии в элементах сети. Сравнительная эффективность вариантов развития электрической сети.
курсовая работа [413,9 K], добавлен 25.10.2012Разработка конфигураций электрических сетей. Расчет электрической сети схемы. Определение параметров для линии 10 кВ. Расчет мощности и потерь напряжения на участках сети при аварийном режиме. Точка потокораздела при минимальных нагрузках сети.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 14.04.2011Составление балансов активных и реактивных мощностей. Выбор числа и мощности силовых трансформаторов, сечений проводников. Конструктивное исполнение электрической сети. Расчет максимального и послеаварийного режимов. Регулирование напряжения в сети.
курсовая работа [242,4 K], добавлен 17.06.2015Баланс мощности в проектируемой сети, методика расчета мощности компенсирующих устройств. Приведенные затраты электрической сети. Регулирование напряжения. Технико-экономические показатели проектируемой сети. Компоновка Жигулевской гидроэлектростанции.
дипломная работа [935,9 K], добавлен 18.07.2014Расчет параметров заданной электрической сети и одной из выбранных трансформаторных подстанций. Составление схемы замещения сети. Расчет электрической части подстанции, электромагнитных переходных процессов в электрической сети и релейной защиты.
дипломная работа [1,0 M], добавлен 29.10.2010Анализ разработки блок-схемы определения вида междуфазных замыканий в сети с резистивным заземлением нейтрали. Исследование конструкций распределительных электрических сетей. Обзор технического решения и вариантов заземления нейтрали через резистор.
дипломная работа [4,3 M], добавлен 15.03.2012Характеристика района проектирования электрической сети. Анализ источников питания, потребителей, климатических условий. Разработка возможных вариантов конфигураций электрической сети. Алгоритм расчета приведенных затрат. Методы регулирования напряжения.
курсовая работа [377,2 K], добавлен 16.04.2011Характеристика проектируемого цеха и потребителей электроэнергии. Выбор электродвигателей, их коммутационных и защитных аппаратов. Определение электрических нагрузок. Выбор схемы и расчет внутрицеховой электрической сети. Релейная защита и автоматика.
дипломная работа [1,0 M], добавлен 16.04.2012Проектирование электрической сети, напряжением 35–110 кВ, предназначенной для электроснабжения промышленного района содержащего 6 предприятий или населенных пунктов. Воздушные линии электропередачи на железобетонных опорах. Выбор напряжения сети.
курсовая работа [442,8 K], добавлен 12.01.2013Определение электрических нагрузок, проверка трансформатора. Компенсация реактивной мощности. Выбор автоматических выключателей. Разработка защитного заземления. Расчет распределительной сети, токов короткого замыкания и надежности электроснабжения.
дипломная работа [591,4 K], добавлен 14.02.2015Характеристика электрифицируемого района, потребителей и источника питания. Потребление активной и баланс реактивной мощности в проектируемой сети. Конфигурация, номинальное напряжение, схема электрических соединений, параметры электрооборудования сети.
курсовая работа [981,2 K], добавлен 05.04.2010Особенности выбора рациональной схемы и номинального напряжения сети. Анализ технико-экономических показателей районной сети. Значение напряжения в узловых точках в максимальном режиме, его регулирование в электрической сети в послеаварийном режиме.
курсовая работа [568,3 K], добавлен 20.06.2010Этапы и методы проектирования районной электрической сети. Анализ нагрузок, выбор оптимального напряжения сети, типа и мощности силовых трансформаторов. Электрический расчёт варианта сети при максимальных нагрузках. Способы регулирования напряжения.
методичка [271,9 K], добавлен 27.04.2010Расчетные электрические нагрузки жилых домов, общественных зданий и коммунально-бытовых предприятий, располагающихся на территории микрорайона. Загрузка трансформаторов в распределительной сети, проверка сечений питающих кабелей распределительной сети.
дипломная работа [156,3 K], добавлен 02.04.2011Оптимальная схема развития районной электрической сети. Выбор номинальных напряжений и оптимальной конструкции сети. Расчет сечений проводов, мощности компенсирующих устройств. Выбор оборудования подстанций. Расчет максимального режима энергосистемы.
курсовая работа [202,3 K], добавлен 24.03.2012
