Надёжность электроэнергетических сетей и систем

2 Аналитический метод расчёта надёжности электроустановок

Для определения показателей надёжности электроустановок аналитическим методом составляем расчётную схему соединения элементов ЭЭС. Расчётная схема отражает логику связей элементов с точки зрения надёжности работы всей установки или с точки зрения отказа всей установки. Расчётная схема ЭЭС часто не совпадает с электрической схемой. Иногда последовательно соединённые в электрической схеме элементы на логической схеме должны быть изображены параллельным соединением и наоборот. Расчёт проводится путём замены параллельных и последовательных цепей эквивалентными элементами, для чего используются формулы, определяющие общее число аварийных отключений, длительность аварийных простоев для эквивалентного элемента.

Длительность планового ремонта для каждого случая приняты исходя из существующих закономерностей ремонтных работ.

При составлении расчётной схемы сделаны некоторые допущения:

- одновременные отключения цепи из двух параллельных элементов в плановый период не допускаются;

- за время отключения элемента с большой длительностью ремонта может быть произведен ремонт других элементов (с относительно меньшей длительностью ремонта).

- перерывы электроснабжения, ликвидируемые работой автоматики (АПВ, АВР), не учитываются. Устройства релейной защиты считаются действующими безотказно.

- кратковременные отключения (производство переключений вручную) подсчитываются отдельно. Длительность перерывов электроснабжения при кратковременных отключениях принимается 20...30 мин. Расчетная схема для кратковременных отключений содержит только элементы, соединенные последовательно; параллельные ветви не учитываются.

- для длительных отключений (ремонт элементов) рассматриваются также отказы параллельных цепей, вызванные наложениями повреждений одного элемента на аварийное восстановление другого и аварийных повреждений на плановые отключения.

- расчетные схемы для всех видов отключений составляются отдельно для каждого потребителя или (и) групп потребителей.

- поток отказов элементов на расчетном промежутке – простейший, пуассоновский, а закон распределения вероятности восстановления – экспоненциальный.

При сделанных допущениях для показателей надёжности элементов электроустановок справедливы следующие формулы теории надёжности. Для коэффициентов простоя

, (2.1)

для среднего числа отказов за время ,

где и – коэффициенты аварийного и планового простоя;

– интенсивность случайного события (отказа);

– время восстановления системы;

– удельная длительность планового ремонта (за 1 год);

Для последовательного соединения элементов

, (2.2)

где – интенсивность отказов i-го элемента;

Тогда при последовательном соединении i элементов

коэффициент аварийного простоя

(2.3)

На рисунке 1 приведена схема питания упрощенных подстанций 110 кВ, предназначенных для глубокого ввода на территорию промышленного предприятия.

Расчётные значения показателей надёжности элементов этой схемы даны в таблице 2.1.

Таблица 2.1