Контрольная работа: Расчёт и оценка надёжности электрических сетей
Название: Расчёт и оценка надёжности электрических сетей Раздел: Рефераты по физике Тип: контрольная работа | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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: 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: где - число сочетаний из n-элементов по r:. Приняв из задания 1 qэкв = 0,0087, pэкв = 0,91, получим значение для вероятности безотказной работы насосной станции: |