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.
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.
Таблица 1-Показатели надёжности элементов сети
Релейные защиты, отключающие выключатели расчётной схемы:
- 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
3) Составляем схему замещения согласно правилам:
1 Нерезервируемые элементы соединяются последовательно;
2 Резервируемые элементы соединяются параллельно.
Укажем варианты схемы в соответствии с расчётными случаями, найденными ранее:
Первый вариант – полное погашение подстанции.
Второй вариант – потеря трансформатора (частичное ограничение мощности).
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.
Вероятность отказа рассчитываем по формуле полной вероятности:
где
- условная вероятность отказа системы, при отсутствии отка-зов средств автоматики или qэкв;
- условная вероятность при условии неуспешного автоматического отключения повреждённого элемента и отсутствии отказа во включении резервного, = 0,5; - условная вероятность при условии успешного автоматического отключения повреждённого элемента и отказа во включении резервного =0,5; - условная вероятность при условии неуспешного автоматического отключения повреждённого элемента и отказа во включении резервного = 0,5; – вероятность безотказной работы при автоматическом отключении поврежденного элемента; – вероятность безотказной работы при автоматическом включении резервного элемента; 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.
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).
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.
Система дифференциальных уравнений для полученного графа будет иметь вид:
Для стационарного состояния эта система имеет следующее решение: