Методы анализа и надежности в электроэнергетике

Размещено на http://www.allbest.ru/

Некоммерческое акционерное общество

«АЛМАТИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ»

Кафедра «Электроснабжения и возобновляемых источников энергии»

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 1

Методы анализа и надежности в электроэнергетике

Выполнила: Чиняева А.Ж.

Специальность: 6М071800 «Электроэнергетика»

Алматы 2021

1. Задание РГР

Система электроснабжения включает две одинаковые цепи, каждая из которых рассчитана на полную нагрузку. Переход на резервное питание обеспечивается автоматически (АВР). Секционный выключатель при повреждении одной из цепей автоматически подключает потребителя на исправную цепь. Такую схему назовем дублированной (рисунок 1.1). Цепь состоит из распределительного устройства с масляным выключателем в начале цепи - 1, воздушной линии передачи (ЛЭП) - 2, распределительного устройства с отделителем и короткозамыкателем - 3, двухобмоточного трансформатора ГПП - 4, распределительного устройства с масляным выключателем 6 кВ - 5, кабельной линии КЛ-6, цеховой подстанции ТП-7.

Рисунок 1.1 Схема электроснабжения

Исходными данными для каждого элемента являются следующие показатели (таблица 1.1):

интенсивность отказов _i, 1/год;

среднее время восстановления t_вi, час;

интенсивность плановых ремонтов _р, 1/год;

продолжительность плановых ремонтов t_р, 1/год.

Таблица 1.1- Исходные данные

Таблица 1.2 - Интенсивность отказов элементов системы электроснабжения _i, 1/год

Таблица 1.3 - Среднее время восстановления элементов системы электроснабжения taвi, час

Определить показатели надежности дублированной системы

интенсивность отказов (_д);

вероятность безотказной работы Р_д(t);

среднее время восстановления t_вд дублированной системы электроснабжения;

коэффициент простоя К_nд.

2 Выполнение работы

Определение показателей надежности дублированной системы электроснабжения. Отказы элементов систем электроснабжения обычно происходят по экспоненциальному закону распределения, для которого интенсивность отказов () и параметр потока отказов () совпадают.

Прежде чем определить показатели надежности дублированной системы необходимо определить показатели для одной цепи:

Интенсивность отказов для последовательного соединения:

Средняя наработка на отказ:

Вероятность безотказной работы цепи:

Вероятность отказов:

Таблица 2.1 - Данные вероятностей отказов и безотказной работы цепи

Рис. 1. Вероятность безотказной работы цепи

Рис. 2. Вероятность отказов работы цепи

Коэффициент простоя:

Время аварийного простоя в течение года (t = 1 год = 8760 часов):

Среднее время восстановления на один отказ:

При переводе в часы необходимо учесть 1год = 8760 часов. Длительность планового ремонта цепи принимается по элементу с наибольшей продолжительностью ремонта t_р. Параметр плановых ремонтов принимается в зависимости от местных условий.

В данном случае принимаем один плановый ремонт в течение года:

Коэффициент простоя цепи в плановом ремонте:

Вероятность не отключенной цепи на плановый ремонт:

Вероятность не отключенной цепи:

Таблица 2.2 - Данные вероятностей не отключенной цепи на плановый ремонт и вероятностей не отключенной цепи

Рис.3. Вероятность не отключенной цепи на плановый ремонт

Рис.4. Вероятность не отключенной цепи

Расчет показателей надежности дублированной системы электроснабжения:

Вероятность безотказной работы:

где -вероятность отказа дублированной системы.

Отказ дублированной системы определяется следующими ситуациями:

- одна цепь отказала и за время восстановления отказывает другая цепь;

- одна цепь находится в плановом ремонте, а в другой цепи происходит отказ.

Таким образом, для отказа дублированной системы необходимо наступление двух событий.

Первое событие: одна цепь должна быть в отключенном состоянии либо из-за аварийного отказа, либо из-за планового ремонта:

Второе событие: отказ другой цепи за время восстановления отказа либо планового ремонта первой цепи:

Q_ц(t_{вц t}+ t_{pц t}) = 1 - Р_ц2(t_{вц t}+ t_{pц t}) = 1 - е^{-2ц(Кпц + Кр)t}= 1- e^{-2цКпцоt} .

иженных расчетах с учетом:

принимаем

т.е. получается формула экспоненциального закона распределения.

Таблица 2.3 - Показатели надежности дублированной системы

Средняя наработка на отказ:

Интенсивность отказов:

Отсюда видно, что для снижения необходимо снижение , , .

коэффициент простоя дублированной схемы учитывает следующие случаи:

- одновременный отказ двух цепей ;

- плановый ремонт одной и отказ другой цепи; одновременный плановый ремонт обеих цепей :

где -коэффициент , учитывающий несовпадение моментов начала восстановления аварийных отказов ;

- коэффициент, учитывающий несовпадение начала планового ремонта одной цепи и начала времени восстановления другой цепи.

- коэффициент, учитывающий несовпадение начала плановых ремонтов цепей. На практике недопустимо одновременное планирование ремонта двух цепей , тогда

1,00992E-05

время простоя дублированной системы в течение одного года

где = 1 год.

В дальнейшем такие показатели надежности как интенсивность отказов и ожидаемое время восстановления отказа являются исходными данными для определения ущерба от перерывов электроснабжения.

Заключение

В данной расчетно-графической работе были проведены расчеты по определению показателей надежности.

Определили показатели надежности дублированной системы, для этого рассчитали: интенсивность отказов, вероятность безотказной работы, среднее время восстановления t_вд дублированной системы электроснабжения, коэффициент простоя. По полученным данным построили показательные графики.

Отказ дублированной системы определяется следующими ситуациями:

- одна цепь отказала и за время восстановления отказывает другая цепь;

- одна цепь находится в плановом ремонте, а в другой цепи происходит отказ.

Таким образом, для отказа дублированной системы необходимо наступление двух событий. Первое событие: одна цепь должна быть в отключенном состоянии либо из-за аварийного отказа, либо из-за планового ремонта. Второе событие: отказ другой цепи за время восстановления отказа либо планового ремонта первой цепи.

Список литературы

электроснабжение цепь надежность

1. Копытов Ю.В., Чуланов Б.А. Экономия электроэнергии в промышленности. Справочник. - М.: Энергия, 1978.

2. Справочник по электропотреблению в промышленности. Под общей ред. Г.П.Минина, Ю.В.Копытова. -М.: Энергия, 1978.

3. Анчарова Т.В., Гамазин С.И., Шевченко В.В. Экономия электроэнергии на промышленных предприятиях. -М.: Высшая школа, 1990.

4. Справочник по проектированию электроснабжения /Под ред. Ю.Г. Барыбина. -М.: Энергоатомиздат, 1990.

5. Трофимов А.С. Проблемы эффективности и надежности электроснабжения территорий Республики Казахстан. - Алматы: ОФППИ «Интерлигал», 2009.

Размещено на Allbest.ru