Специальные вопросы электроснабжения промышленных предприятий
Контрольная работа - Физика
Другие контрольные работы по предмету Физика
50453210110
Допущения: при расчете принять вероятность отказа сборных шин равной 0; время оперативных переключений не учитывать; считать, что во время аварийного восстановления преднамеренных отключений не производится; принять, что вероятности отказов линий и подстанций не зависят от значений нагрузки; поток отказов простейший.
Расчеты выполнить для узла нагрузки А схемы (рис. 2). Элементами, подлежащими преднамеренному отключению для ремонта являются выключатель В3 и трансформатор Т1.
Требуется определить:
- параметр потока отказов системы электроснабжения для указанного узла нагрузки;
- среднее время безотказной работы;
- среднюю вероятность отказа;
- среднее время восстановления;
- недоотпуск электроэнергии заводу за год.
Параметры по п. 1-5 должны быть определены без учета и с учетом преднамеренных отключений. Результаты расчета сопоставить, проанализировать и сделать выводы.
Решение.
Из принципиальной схемы, приведенной на рис. 2, составляем схему электроснабжения, обеспечивающую питанием узел нагрузки А, которая будет иметь вид, показанный на рис. 3.
Полученную принципиальную схему заменяем на расчетную по надежности. Для узла нагрузки А она будет иметь вид, показанный на рис. 4. Для наглядности и удобства расчета группы последовательно соединенных элементов выделены на расчетной схеме пунктирными прямоугольниками в эквивалентные по надежности элементы I-IV. В последовательные цепи
Рис. 3. Схема электроснабжения, обеспечивающая питанием узел А.
расчётной схемы по надёжности, кроме элементов последовательной электрической цепи (линии, выключатель, трансформатор и т. д.), вводятся также смежные выключатели, отказ которых может привести к отказу рассматриваемой цепи (например, выключатели всех присоединений, секционные выключатели шин, к которым подключена анализируемая цепь).
Рис. 4. Расчетная схема.
Расчёт показателей надёжности системы электроснабжения проводим по средним значениям вероятностей состояния элементов.
Для всех элементов расчетной схемы (выключателей, трансформаторов и линий электропередачи) определяем вероятности отказового состояния (вероятности вынужденного простоя) q по формулам:
;;
где, 8760 - число часов в году; lо - параметры потоков отказа; tв - средние времена восстановления. Т. е. средняя вероятность отказа равна произведению параметра потока отказа на среднее время восстановления элемента после одного отказа. Параметр потока отказов представляет собой плотность вероятности отказа восстанавливаемого объекта, определяемую для рассматриваемого момента времени: , где Р(t,t+?t) - вероятность безотказной работы на интервале времени ?t после момента t.
Тогда вероятности отказового состояния для:
выключателей 110 кВ - ;
выключателей 10 кВ - ;
трансформаторов - ;
линий электропередач - ;
;
;
.
Последовательно включенные элементы на расчетной схеме заменяем эквивалентным с соответствующим определением параметров потока отказов и вероятностей отказового состояния.
параметры потоков отказов и вероятности отказовых состояний для эквивалентных элементов I, II, III, IV определяются соответственно:
год-1;
год-1;
год-1;
год-1;
;
;
;
.
В результате проведенных расчетов схема на рис. 4.8 свелась к схеме, приведенной на рис. 5 с четырьмя эквивалентами элементами.
Рис. 5. Упрощенная расчетная схема
Эта схема состоит из параллельно включенных элементов. При условии независимости отказов каждого элемента и пропускной способности каждого, достаточной для обеспечения всей мощности, необходимой потребителю, такая система будет в рабочем состоянии при условии работы хотя бы одного из параллельно соединённых элементов. Вероятность надёжной работы системы определим по вероятностям отказового состояния элементов. Система будет в отказовом состоянии при условии, если все параллельные элементы откажут. Вероятность отказового состояния определяется с использованием формулы для произведения (совмещения) независимых событий - отказов каждого элемента системы:
Схему с четырьмя эквивалентными элементами приводим к виду, показанному на рис. 6, с двумя последовательными эквивалентными элементами V и VI и параметрами lV, qV и lVI, qVI:
Рис. 6. Промежуточная схема
;
;
год-1;
год-1.
Эта схема сводится к итоговой схеме (рис. 7) для которой можно рассчитать параметры надежности системы в целом. Элементы V и VI объединяются в эквивалентный с параметрами потока отказов системы lс и вероятности отказового состояния системы qс.
Рис. 7. Итоговая схема.
Параметр потока отказов lс без учета преднамеренного отключения определится:
год-1.
Вероятность отказового состояния без учета преднамеренного отключения qс:
.
Среднее время восстановления системы без учета преднамеренного отключения:
час.
Среднее время безотказной работы:
лет.
Недоотпуск энергии по заводу:
МВ•А/ч.
Определим эквивалентный параметр потока отказов lVI, с учетом преднамеренных отключений двух последовательно соединенных элементов В3 и Т1, входящих в эквивалентный элемент III.
Расчетная формула будет иметь вид: