ГСП-41, г. Нижний Новгород, ул. Минина, 24

Типография НГТУ.

Уч.-изд. л. 13,0. Тираж 250 экз. Заказ 557.

Бумага офсетная. Печать офсетная. Усл. п. л. 13,25.

Подписано в печать 30.07.2007. Формат 60 х 84 1/16.

Нижний Новгород 2007

КОМПЛЕКС УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

НАДЕЖНОСТЬ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

Б.В. ПАПКОВ

ИМ. Р.Е. АЛЕКСЕЕВА

Рекомендовано Ученым советом Нижегородского государственного технического университета им. Р.Е. Алексеева в качестве учебно-методического пособия для студентов заочной и дистанционной форм обучения специальностей 140205 «Электроэнергетические системы и сети» и 140211 «Электроснабжение»

УДК 621.316.3.003.13

ББК 31.27

Папков Б.В. Надежность электроснабжения: комплекс учебно-методических материалов / Б.В. Папков; Нижегород. гос. техн. ун-т. Н. Новгород, 2007, - 210 с.

Излагаются основы классической и специальной теории надежности, методы ее учета при проектировании и эксплуатации систем электроэнергетики. Рассмотрен математический аппарат, необходимый для решения задач надежности электроснабжения. Даны предложения по технико-экономической оценке последствий нарушений электроснабжения потребителей и основам принятия инженерных решений по управлению электропотреблением в условиях аварийных ситуаций в энергосистемах. Материалы пособия отражают современное состояние проблемы надежности электроэнергетических систем и систем электроснабжения потребителей, иллюстрируются наглядными практическими примерами, решение которых доведено до численного результата.

Учебное пособие соответствует требованиям Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по направлению 140200 «Электроэнергетика» и предназначено для студентов специальностей 140205 «Электроэнергетические системы и сети» и 140211 «Электроснабже­ние» дневной, заочной и дистанционной форм обучения.

Рецензенты:

Н.И. Воропай, член-корреспондент РАН, проф., д-р техн. наук,

Г.Б. Усынин, засл. деятель науки РФ, проф., д-р техн. наук.

Редактор О.В. Пугина

Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева.

Адрес университета и полиграфического предприятия:

© Нижегородский государственный технический университет, 2007

© Папков Б.В., 2007

СОДЕРЖАНИЕ

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ПО ДИСЦИПЛИНЕ СДС.Р.01 «НАДЕЖНОСТЬ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ» 4

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИИ.. 6

ВВЕДЕНИЕ. 7

1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ НАДЕЖНОСТИ В ЭНЕРГЕТИКЕ. 12

1.1. Надежность и ее теория. 12

1.2. Задачи обеспечения надежного электроснабжения. 13

1.3. Термины и определения из области надежности. 21

1.4. Система основных понятий надежности. 28

2. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ В ТЕОРИИ НАДЕЖНОСТИ.. 31

2.1. Роль математических методов при оценке и обеспечении надежности систем энергетики 31

2.2. Элементы теории множеств. 31

2.4. Элементы теории вероятностей. 66

2.5. Общие сведения о случайных функциях, случайных процессах и потоках случайных событий в задачах надежности 86

2.6. Элементы математической логики. 98

3. СТАТИСТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОЦЕНКИ, АНАЛИЗА И КОНТРОЛЯ НАДЕЖНОСТИ 101

3.1 Количественная оценка показателей надежности. 101

3.2. Сбор информации об отказе элементов технических систем.. 109

3.3. Состав фиксируемой информации. 110

3.4. Особенности обработки статистических данных о надежности. 112

3.5 Проверка однородности статистического материала и гипотез о законе распределения случайной величины 115

3.6. Точность оценки. Доверительная вероятность (надежность). Доверительный интервал 119

3.7. Практические методы статистической оценки надежности. 121

4. МОДЕЛИ ОЦЕНКИ НАДЕЖНОСТИ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКИ.. 125

4.1. Модели отказов невосстанавливаемых систем.. 125

4.2. Модели надежности установок с восстановлением. 138

4.3. Модели надежности электроустановок с профилактикой. 143

4.4. Модели надежности установок с восстановлением и профилактикой. 145

5. МЕТОДЫ ОЦЕНКИ НАДЕЖНОСТИ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКИ.. 148

5.1 Логико-вероятностный метод. 148

5.2. Расчет надежности электрической сети на основе построения дерева отказов. 149

5.3. Аналитический метод расчета надежности электроустановок. 152

5.4. Таблично-логические методы расчета надежности. 155

5.5. Метод статистического (имитационного) моделирования. 163

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ПО ДИСЦИПЛИНЕ СДС.Р.01 «НАДЕЖНОСТЬ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ»

Направление подготовки 140200 «Электроэнергетика». Специальности 140205 «Электроэнергетические системы и сети» 140211 «Электроснабжение».

1. Пояснительная записка

Цель курса «Надежность электроснабжения» состоит в систематизиро­ванном изложении основных вопросов общей теории надежности и надежности электрических систем, включающих методы ее учета при проектировании и эксплуатации систем электроэнергетики.

В результате изучения курса студент получает знания по существу мате­матических методов, используемых в теории надежности, методам оценки ее показателей, оценки технико-экономических последствий ненадежного элек­троснабжения, основам принятия инженерных решений в условиях нормальных режимов функционирования электрических систем и в аварийных ситуациях.

Особенности рабочей программы отражают имеющиеся научные разра­ботки известных специалистов в области теории надежности и опыт автора ра­бочей программы в этой области.

2. Описание содержания тем по разделам курса

2.1. Введение. Проблема надежности в технике и энергетике. Задачи ко­личественного определения и расчета надёжности при конструировании и про­изводстве электрооборудования, проектировании систем энергетики и их экс­плуатации. Современные подходы к обеспечению надёжности.

2.2. Основные понятия теории надежности в энергетике. Основные оп­ределения теории надежности. Задачи надежности электроснабжения. Необхо­димые сведения из теории множеств и теории графов. Случайные события, случайные величины и законы их распределения. Потоки отказов и восстанов­лений. Статистическая оценка показателей надежности.

2.3. Статистические методы оценки, анализа и контроля надежности. Системы сбора информации об отказах оборудования и его элементов в систе­мах электроэнергетики. Особенности состава информации. Порядок ее обра­ботки. Проверка статистических гипотез. Проверка однородности статистиче­ского материала. Проверка гипотез о законах распределения случайных вели­чин. Точность оценки, доверительная вероятность (надежность). Доверитель­ный интервал. Контроль качества и надежности.

2.4. Модели для оценки надежности в электроэнергетике. Модели отка­зов электроустановок. Модели надежности установок с восстановлением. Мо­дели надежности установок с профилактикой. Модели надежности установок с восстановлением и профилактикой. Основы аналитических методов надежно­сти электроустановок. Логико-вероятностный метод расчета надежности элек­троснабжения с помощью дерева отказов. Таблично – логический метод расчета. Применение основ метода имитационного моделирования.

2.5. Экономическая оценка последствий нарушения электроснабжения. Общие принципы определения ущерба от нарушений электроснабжения. Технико-экономическая оценка возможных последствий от нарушений электроснабжения объектов производственных систем. Модель поведения участка производства при нарушениях его электроснабжения. Технико-экономическая оценка последствий нарушения нормального режима электроснабжения объектов производственных систем. Оценка средних значений ущерба от единичных нарушений электроснабжения. Учет возможностей производственных систем в задачах режимной управляемости систем электроэнергетики. Составляющие ущерба от нарушений электроснабжения и их технико-экономическая оценка.

2.6. Нормирование надежности электроснабжения. Предпосылки к разработке нормативов надежности электроснабжения потребителей. Принципы нормирования и рекомендации по составу нормативов надежности. Методический подход к исследованию и уточнению предельных нормативов надежности электроснабжения. Метода выявления особо ответственных электроприемников и нормативные требования к их надежности. Эксплуатационные решения по рациональному управлению электропотреблением. Основы принятия решений по ограничению потребителей при дефицитах мощности в электроэнергетической системе.

3. Сетка распределения часов лекционных и практических занятий по темам дисциплины СДС.Р.01 «Надежность электроснабжения»

Наименование темы	Лекции, час	Практические занятия, час
1. Введение
2. Основные понятия теории надежности в энергетике
3. Математические методы теории надежности
4. Статистические методы оценки, анализа и контроля надежности
5. Модели для оценки надежности в электроэнергетике
6. Экономическая оценка последствий нарушения электроснабжения
7. Нормирование надежности электроснабжения
8. Эксплуатационные решения по рациональному управлению электропотреблением
9. Информационная база задач рационального управления электропотреблением
Всего:

4. Организация самостоятельной работы студентов

Самостоятельная работа студентов строится по принципу углубленной проработки отдельных вопросов на этапе подготовки к практическим занятиям и зачету по курсу.

5. Литература

Основная, дополнительная, специальная и справочно-нормативная литература приведена в библиографическом списке настоящего пособия.

Дата добавления: 2015-04-30