Расчёт эквивалентных характеристик надёжности работы электрических сетей при оценке ущерба

Последовательное соединение. Параметр потоков отказов блока, эквивалентного “n” последовательно соединённых элементов, расчитывается по формуле:

(4.109)

где

w_в- параметр потока отказов (средняя частота отказов), отказ /год.

Согласно выражению (4.109) отказ цепи наступает при отказе одного из элементов. Коэффициент вынужденного простоя (восстановления) эквивалентного блока:

(4.110)

где

К_вi=w_вiТ_вi- коэффициент вынужденного простоя i-го элемента сети;

Т_вi – среднее время восстановления, (Т_вi10^-3лет/отказ) i-го элемента.

Среднее время вынужденного простоя эквивалентного блока

Т_вэ=К_вэ / w_вэ (4.111)

Показатели плановых ремонтов для цепи из “n” последовательно включённых элементов определяются на основе графика плановых ремонтов, учитывающего совмещение ремонтов элементов.При этом средняя частота плановых простоев –“w_nэ”, коэффициент планового простоя –К_пэ, среднее время планового простоя для эквивалентного блока –Т_пэ, определяются из выражений:

; (4.112)

; (4.113)

, (4.114)

где

К_пi – коэффициент планового простоя i-го элемента сети, К_п 10^-3, отн.ед., К_пi =w_пiТ_пi;

w_пi – параметр потока отказов (частота) плановых элементов i-го элемента сети, простой/год;

Т_п – средняя длительность планового ремонта(простоя) i-го элемента сети, год/простой.

Параллельное соединение. Эквивалентные показатели надёжности м.б. установлены только для двух параллельно соединённых элементов ЭС “i” и “j”:

(4.115)

(4.116)

Т_вэ=К_вэ/ w_вэ (4.117)

где

К_w - коэффициент учитывающий снижение вероятности накладки аварийного отказа на плановый ремонт в период сниженной интенсивности отказов, К_w =0,5;

KвiKвj – произведение коэффициентов учитывающее наложение отказов i-го и j-го элементов;

К_bi,n_j - коэффициент учитывающий наложение отказов i-го элемента на плановый простой j-го элемента:

0.5w_вiK_njTnj,при T_Вi ³ Tnj

K _Вi ,n_j= (4.118)

K_Вi (Knj-0.5Tвi w_ni)при T_Вi £ Tnj

К_Вi,n_j - коэффициент учитывающий наложение отказов j-го элемента на плановый простой i-го:

0.5w_ВiK_njTni,при T_Вi³Tnj

K_Вi,n_j= (4.119)

Kвj (Kni-0.5 Tвj w_nj) при Tвj £ Tni

При эквивалентировании блоков показатели плановых ремонтов исключаются, поскольку два блока одновременно в плановый ремонт не выводятся.

Если после нескольких эквивалентированных цепей с последовательными и параллельными элементами расчётная схема сводится к одному результирующему блоку, то его показатели надёжности ω_вэ,К_вэ,Т_вэ и плановых ремонтов ω_nэ,К_nэ,Т_nэ-показатели надёжности питания потребителя и позволяют расчитать ущерб по формуле (4.107).Показатели плановых ремонтов будут лишь тогда, когда потребитель связан с сетью одноцепной линией.

Глава 5. Функциональная надёжность электрических систем.

5.1. Функциональная надёжность в схеме станция-система

Достигается при противоаварийном управлении отключением генераторов и быстрой разгрузкой паровых турбин. Рассмотрим схему (рис.1)

Х_с Е_с

рис.5.1

Здесь при отсутствии средств повышения устойчивости имеем при кз её нарушение (рис.5.2) Отключение генераторов. Если при отключении кз отключить часть генераторов (рис.5.3) устойчивость сохранится.

S_T, S_У – площадки торможения и Р1, Р2, Р3, - характеристики мощности,

ускорения. выдаваемой в систему при нормальном,

послеаварийном и аварийном режимах.

Р Р1 Р

Р3 Р₁^/

Ро=Рт Ро=Рт

Р2

Ро^/

Ъ\=74

d₀ d d₀ d

рис.2 рис.3

р_о^/=Pо, (5.1)

где

n-число работающих генераторов станции

n-число отключённых генераторов

Pо’- мощность генераторов после отключения n.

При этом снижается и характеристика мощности послеаварийного режима:

, (5.2)

где

Х^/_d, Х_Т, Х_Л, Х_С – соответственно, переходное синхронное сопротивление эквивалентного генератора, сопротивление трансформатора, линии, системы.

На рис. 5.3 видим, что снижение характеристики выдачи мощности в систему меньше уменьшения мощности турбины P₁< P_T, при этом происходит увеличение площади торможения (S_T). Кроме этого при отключении части генераторов теряется и часть W_кин (кинетической энергии запасённой роторами генераторов в процессе ускорения W_кин оставшихся генераторов прапорциональна площади ускорения (S_У).

S_уи условия правило площадей:

S_у< F_T (5.3)

Т.о.имеем S_T, S_у - тоесть отключение генератора является эффективным средством увеличения устойчивости при к.з.

Разгрузка турбин:

Для быстрой разгрузки паровых турбин используются электрогидравлические преобразователи и электроприставки (электрическая часть системы регулирования частоты), куда входят усилители и элементы для улучшения регулирования частоты и снижения максимальной частоты вращения турбины после сброса нагрузки. Мощность турбины успевает снизиться во время первого вылета угла генератора(рис.5.4), что приходит к увеличению площади торможения и повышению динамической устойчивости.

Деление системы:

Используются в отдельных случаях, когда станция выдаёт мощность в ЭС малой мощности и связана с большой системой, разгрузка станции для устойчивости связи с малой системой – не эффективна. Применяется деление системы. Рассмотрим деление системы для схемы станция – ЭС малой мощности – ОЭС (объединённая мощная энергосистема) рис. 5.5

Р

Р1

Р3

Ро =Рт

Р2

d₀ d_0ТК d

Рис. 5.4. Характеристика мощности турбины.

Рис.5.5

В нормальном режиме нагрузка линий соответствует нормированному запасу статической устойчивости. При отключении Л1 или Л2 Р₃max<Р₁max исходного режима, происходит нарушение устойчивости (рис.5.6). Разгрузкой станции обеспечить сохранение устойчивости невозможно т.к. при этом уменьшается только мощность, выдаваемая в ОЭС. Уменьшить поток мощности, выдаваемый в ЭС можно ¯ Рн_эс или при делении станции. В этом случае (деление станции) Р_т=Ри устойчивость ЛЭП (Л1,Л2) м.б. сохранена, (после аварийного режима); Р₀ ¯ до Римеем дефицит мощности в ЭС и f ¯. При недостаточном вращающемся резерве в ЭС может действовать АЧР, на мощность отключённых потребителей меньше чем при применении САОН. Деление выполняется отключением выключателя «В» при отключении –Л1 или Л2 и передаваемой мощности, превышающей пропускную способность в после аварийном режиме.

Рис. 5.6

Дата добавления: 2015-04-30