Надежность систем электроснабжения
Система электроснабжения как совокупность источников и систем преобразования, передачи и распределения электрической энергии. Коэффициент готовности, простоя и коэффициент технического использования для элемента схемы. Одноцепная воздушная линия.
Рубрика | Физика и энергетика |
Вид | контрольная работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 12.05.2015 |
Размер файла | 1,0 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Южно-Уральский Государственный университет»
(Национальный исследовательский университет)
в г. Миассе
Кафедра «Автоматика»
Контрольное задание
Надежность систем электроснабжения
Выполнил:
Студент группы ММЗ-349
С.И. Безмельницин
Проверил:
Л.М. Четошникова
Миасс 2013 г.
Расчет показателей надежности основных элементов СЭС
№ вар-та |
Элемент схемы |
t1 |
t2 |
l |
U1/U2 |
Отказ элемента (рис. 3) |
|
мес |
мес |
км |
кВ/кВ |
||||
4 |
2ВЛ110 |
6 |
5 |
38 |
35/10 |
Т1 |
1. Определить для элемента СЭС (табл. 1) следующие показатели надежности: а) вероятность безотказной работы. Появление отказа и частоту отказов для момента времени t1; б) среднюю наработку на отказ. Интенсивность отказов элемента взять из табл. 1.
Элемент |
Условное обозначение на схемах |
Интенсивность отказов, л, 1/год |
Среднее время восстановления, ТВ, ч |
Интенсив-ность преднаме-ренных отключений н, 1/год |
Среднее время обслуживания, ТО, ч |
|
Воздушная линия 35, 110 кВ двухцепная, на 1 км длины |
2Л |
0,008 |
10 |
0,01 |
8 |
Интенсивность отказов л(t), определяющая вероятность того, что элемент или объект, проработавший безотказно до момента времени t, откажет в момент t + Дt электроснабжение коэффициент схема
1. Вероятность безотказной работы
Закон изменения вероятности безотказной работы равен:
Вероятность появления отказов во время
Частота отказов во время
Средняя наработка на отказ элемента
2. Определить коэффициенты готовности, простоя и коэффициент технического использования для элемента схемы (табл. 1.).
Коэффициент готовности. Он представляет собой отношение времени исправной работы к сумме времен исправной работы и вынужденных простоев объекта, взятых за один и тот же календарный срок. Эта характеристика обозначается Кг.
,
Коэффициент вынужденного простоя. Он определяется отношением времени вынужденного простоя к сумме времен исправной работы и вынужденных простоев изделия, взятых за один и тот же календарный срок.
Коэффициент технического использования.
,
3. Для цепи (рис. 1) построить схему замещения, рассчитать вероятность безотказной работы в течение t2 месяцев, интенсивность отказов, среднюю наработку на отказ одноцепной воздушной линии длиной l вместе с понижающим трансформатором и коммутационной аппаратурой.
Рисунок 1 - Одноцепная воздушная линия СЭС
Схема замещения
Элемент |
Условное обозначение на схемах |
Интенсивность отказов, л, 1/год |
Среднее время восстановления, ТВ, ч |
Интенсивность преднамеренных отключений, н, 1/год |
Среднее время обслуживания, ТО, ч |
|
Воздушная линия 35, 110 кВ одноцепная, на 1 км длины |
Л |
0,08 |
8 |
0,15 |
8 |
|
Трансформатор с высшим напряжением 35, 110 кВ |
Т |
0,03 |
30 |
0,4 |
22 |
|
Ячейка выключателя 35, 110 кВ |
Q |
0,02 |
7 |
0,3 |
6 |
|
Ячейка отделителя (ОД) или короткозамыкателя (КЗ) 35, 110 кВ |
QR, (QK) |
0,05 |
4 |
0,3 |
5 |
|
Ячейка разъединителя 35, 110 кВ |
QS |
0,005 |
4 |
0,25 |
4 |
Поток отказов цепи, которая состоит из восьми последовательно соединенных элементов, будет равен:
Вероятность безотказной работы
Средняя наработка на отказ
4. Определить, насколько выше показатели надежности понизительной трансформаторной подстанции при постоянной совместной работе обоих трансформаторов в течение t2 месяцев по сравнению с однотрансформаторной подстанцией. Отказами коммутационных аппаратов и преднамеренными отключениями пренебречь.
Рисунок 2. Двухтрансформаторная подстанция
Резервированная система, т.к. один трансформатор резервирует другой.
U1/U2 = 35/10 кВ
По условию случайная величина Т распределяется по показательному закону с постоянной интенсивностью отказов трансформаторов
Определим параметры безотказной работы одного трансформатора
Вероятность безотказной работы одного трансформатора в течение 5 месяцев
Вероятность безотказной работы двухтрансформаторной подстанции
т.к.
найдем время безотказной работы одного трансформатора
Вывод: Срок работы двух трансформаторов больше, чем работа одного трансформатора.
Среднее время восстановления для трансформатора:
5. Используя формулу полной вероятности события, определить вероятность безотказной работы схемы (рис. 2). Элемент, относительно которого выдвигается гипотеза и значения вероятностей безотказной работы элементов схемы выбирается по таблице 3.
Рисунок 3. Структурная схема цепи передачи сигнала
Дано:
№ варианта |
Элемент схемы |
Вероятность безотказной работы элементов схемы |
|||||
РА |
РБ |
РВ |
РГ |
РД |
|||
4 |
Г |
0,84 |
0,91 |
0,74 |
0,59 |
0,83 |
Формула полной вероятности.
Рассмотрим на примере структурной схемы цепи передачи сигнала (см. рис. 3) применение формулы полной вероятности для определения показателей надежности сложных схем. Отказы узловых пунктов не учитываются. Относительно любого элемента схемы можно рассмотреть две несовместимые гипотезы:
работа с вероятностью Р и отказ его с вероятностью q.
Элемент, относительно которого выдвигается гипотеза Г.
Полная вероятность
Рассмотрим первую гипотезу: элемент Г работоспособен.
Мы его исключим из схемы, сигнал проходит.
1. - вероятность работы этого элемента.
2. - условная вероятность этой гипотезы
При параллельном соединении элементов вероятность их отказов перемножается.
Сделаем замену: и , получаем выражение
Обозначим
Найдем вероятность безотказной работы элементов Б и , которые соединены последовательно значит перемножим их и и обозначим .
Перемножим и и обозначим
, где
Следовательно:
Найдем условную вероятность гипотезы 1:
Вероятность первой гипотезы:
Рассмотрим вторую гипотезу: элемент Г не работоспособен.
Найдем вероятность безотказной работы элементов А и В, которые соединены последовательно значит перемножим их и
Элементы и , которые соединены параллельно, значит перемножим их
Найдем , которое состоит из элементов и соединенные последовательно, т.е.
, где
Вероятность второй гипотезы:
Найдем полную вероятность
6. Определить показатели надежности питания потребителей, подключенных к шинам подстанции С. Оперативная схема питания расчетного потребителя в нормальном режиме, когда в работе находится все предусмотренное оборудование, изображена на рис. 3. Составить структурную схему замещения для заданного аварийного режима в зависимости от состава работающего оборудования системы электроснабжения.
1. Определить для заданного режима коэффициенты простоя в аварийном и плановых ремонтах, суммарный коэффициент простоя.
2. Определить относительное время существования схемы аварийных и нормальном режиме.
Данные для расчетов взять из таблицы 4.
Рисунок 4 - Участок цепи системы электроснабжения потребителей от двухтрансформаторной подстанции
Таблица 4 Коэффициенты простоя элементов схемы
Элемент |
В1- В8 |
Л1- Л2 |
Ш1-Ш2 |
Т1-Т2 |
В-10-В-12 |
Ш3-Ш4 |
|
Напряжение, кВ |
110 |
110 |
110 |
110/10 |
10 |
10 |
|
Тип оборудования |
Воздуш-ный ВВН-110 |
На ж/б опорах |
Однопо-лостные |
ТДН-16 |
ВМП-10 |
Двухпо-лостные |
|
щ, 1/год |
0,19 |
0,41 |
0,011 |
0,009 |
0,005 |
0,01 |
|
Т, ч |
24 |
4,4 |
4 |
105 |
10 |
7 |
|
КВ•10-3 |
0,52 |
0,21 |
0,005 |
0,108 |
0,006 |
0,004 |
|
µ, 1/год |
2,2 |
14,5 |
2,8 |
6,3 |
0,3 |
1,6 |
|
ТПЛ, ч |
46 |
4,2 |
6,4 |
10,5 |
8 |
5,0 |
|
КПЛ•10-3 |
11,6 |
6,95 |
2,04 |
7,55 |
0,27 |
0,85 |
|
КП=(КВ+КПЛ)•10-3 |
12,1 |
7,2 |
2,1 |
7,7 |
0,28 |
2,45 |
Составим структурную схему замещения для нормального режима двухтрансформаторной подстанции.
Рисунок 5. Схема замещения нормального режима.
- доля отказов выключателя В-5, приводящая к отключению системы шин Ш-1;
- доля отказов выключателя В-6, приводящая к отключению системы шин Ш-2;
- доля отказов выключателя В-9, приводящая к отключению обоих систем шин Ш-1 и Ш-2;
- доля отказов выключателя В-9, приводящая к отключению системы шин Ш-1;
- доля отказов выключателя В-9, приводящая к отключению системы шин Ш-2;
- доля отказов выключателя В-10, приводящая к отключению системы шин Ш-3;
- доля отказов выключателя В-12, приводящая к отключению систем шин Ш-4.
Найдем вероятность безотказной работы элементов схемы.
1. Выключатель 35 кВ
2. Трансформатор с высшим напряжением 35 кВ
3. Выключатель 10 кВ внутренней установки
4. Выключатель 35 кВ
5. Выключатель 10 кВ
Выполним расчет по участкам цепи:
Найдем вероятность отказов , ,
Найдем
Найдем нормального режима
2. Составим структурную схему замещения для аварийного режима работы трансформатора, элемент Т1 отказал.
Рисунок 6. Схема замещения аварийного режима
Разобьем схему (рис. 6) на 4 участка.
Выполним расчет по участкам аварийной цепи:
- доля отказов выключателя В-4, приводящая к отключению системы шин Ш-2;
- доля отказов выключателя В-4, приводящая к отключению линии Л-2;
- доля отказов выключателя В-9, приводящая к отключению обоих систем шин Ш-1 и Ш-2;
- доля отказов выключателя В-9, приводящая к отключению системы шин Ш-1;
- доля отказов выключателя В-9, приводящая к отключению системы шин Ш-2;
- доля отказов выключателя В-6, приводящая к отключению системы шин Ш-2
Найдем вероятность отказов , ,
Найдем вероятность безотказной работы аварийного режима
Вывод: Вероятность безотказной работы СЭС для нормального режима (0,593) на 0,179 выше, чем для аварийного режима (0,302).
Вычислим коэффициент планового простоя Т1
Найдем коэффициент вынужденного простоя
Найдем суммарный коэффициент простоя
Найдем относительное время аварийного режима:
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Система электроснабжения как совокупность устройств для производства, передачи и распределения энергии. Составление схем районных сетей электроснабжения, обоснование оптимальной схемы и расчет ее характерных параметров. Выбор оборудования и аппаратуры.
дипломная работа [500,8 K], добавлен 02.06.2015Сущность понятий "система электроснабжения", "электроэнергетическая система". Электростанция, воздушная и кабельная линия. Приемный пункт электроэнергии. Комплектная трансформаторная подстанция. Основные задачи центрального распределительного пункта.
презентация [424,6 K], добавлен 24.10.2013Понятие системы электроснабжения как совокупности устройств для производства, передачи и распределения электроэнергии. Задача электроснабжения промышленных предприятий. Описание схемы электроснабжения. Критерии выбора электродвигателей и трансформаторов.
курсовая работа [73,5 K], добавлен 02.05.2013Характеристика объекта проектирования и существующей схемы электроснабжения. Расчёт распределения мощности по участкам сети схемы. Реконструкция схемы электроснабжения проектируемого села. Расчёт токов короткого замыкания. Выбор электрической аппаратуры.
курсовая работа [97,2 K], добавлен 07.05.2011Влияние отклонения показателей качества электрической энергии от установленных норм. Параметры качества электрической энергии. Анализ качества электрической энергии в системе электроснабжения городов-миллионников. Разработка мероприятий по ее повышению.
дипломная работа [2,8 M], добавлен 21.01.2017Расчёт распределения мощности по участкам сети электроснабжения поселка Б. Мурта. Расчет нагрузки трансформатора и потерь энергии в электрических сетях поселка. Выбор сечения проводов и расчет схемы по реконструкции системы электроснабжения посёлка.
курсовая работа [607,1 K], добавлен 24.09.2014Характеристика источников электроснабжения и потребителей электроэнергии. Определение расчетных нагрузок по предприятию и цехам. Расчет токов короткого замыкания. Определение потерь энергии в элементах систем электроснабжения. Выбор источника света.
дипломная работа [1,4 M], добавлен 29.07.2012Определение капитальных вложений, ежегодных издержек передачи и распределения электрической энергии. Материальные затраты на все виды ремонтов и техническое обслуживание электросетей и электрооборудования. Экономическая оценка инвестиционных проектов.
курсовая работа [566,2 K], добавлен 19.11.2012Общая характеристика систем электроснабжения, источники питания. Функционирование Кольской энергосистемы, годовая суммарная мощность электростанций. Система электроснабжения города Мурманска, ее структура. Требования надежности к тепловым станциям.
контрольная работа [27,1 K], добавлен 28.11.2012Краткая характеристика технологического процесса и определение расчетных электрических нагрузок. Выбор систем питания электроснабжения и распределения, основного оборудования, проверка систем по условиям короткого замыкания. Релейная защита и автоматика.
дипломная работа [1,6 M], добавлен 03.09.2010