* Данная работа не является научным трудом, не является выпускной квалификационной работой и представляет собой результат обработки, структурирования и форматирования собранной информации, предназначенной для использования в качестве источника материала при самостоятельной подготовки учебных работ.
Задание 1
Рассчитать надёжность схемы внутреннего электро снабжения насосной станции двумя методами.
1) Определим расчётные случаи по надёжности, предва рительно составив расчётную схему для рассматриваемой сети (рис. 2 ). Разъединители учитываем в модели выключат еля.
В данной сети расчётными будут являться случаи: полно е погашение подстанции и потеря трансф орматора.
2) Определим показатели надёжности каждого элемент а.
Таблица 1 - П оказатели надёжности элементов сети
Элементы , 1/год Т в , ч , 1/год Т р , ч а кз а о.п. Выключатели 0,009 20 0, 0,005 0,003 Разъединители 0,01 7 0,166 3,7 - - Шины 0,03 7 0,166 5 - - Силовые трансформаторы 0,014 70 0,75 28 - - Трансформаторы 0,016 50 0,25 6 - - Кабельная линия 0,075 16 1 2 - - Насосы 1,2 МВт 0,1 90 0,25 164 - - 4 МВт 0,2 140 0,25 384 - -
Релейные защиты, отключающие выключа тели расчётной схемы:
ь для ВЛ - 1 0: дистанционная ПЗ 2, т . к . не имеем данных для токовой трёхступ енчатой защиты;
ь для СТ: дифференциальная и газ овая защиты;
ь на схеме « мостик » со стороны 10 кВ введено АВР;
ь шины 10 кВ защищены дифференциа льной защитой шин.
Укажем показатели надёжности для релейных защит в та блице 2.
Таблица 2 – Показатели надёжности для выделенных защит
Релейная защита q Дистанционная ПЗ2 0,018 ДЗТ 0,0044 Газовая защита 0,00525 ДЗШ 0,0096
3) Составляем схему замещения согласно правилам:
1 Нерезервируемые элем енты соединяются последовательно;
2 Резервируемые элементы соединя ются параллельно.
Укажем варианты схемы в соответствии с расчётными случаями, найденными ранее:
Первый вариант – полное погашение подстанции.
Второй вариант – потеря трансформатора (частичное ограничение мощнос ти).
4) Рассмотрим первый вариант.
Находим вероятности отказа для различных элемент ов:
Выключатели:
,
где а кз – относительная частота отказа выкл ючателя при отключении КЗ;
а – коэфф ициент, учитывающий наличие (а = 1), отсутствие АПВ (а = 0);
К АПВ – коэффициент успешного дейс твия АПВ;
q i – вероятность отказа смежных элементов;
а оп – ч астота отказов при операти вном отключении;
N оп число оперативных отключений: ;
Т оп – время оперативных п ереключений. Принимаем его равным 1 часу.
Разъединители:
Шины:
Силовые трансформаторы:
Трансформаторы:
Кабельная линия:
Насосы:
Эквивалентирование схемы показано в приложении А.
Как видно из него, q экв = 0,0087, p эк в = 0,91.
Вероятность отказа схемы с учетом средств автомат ики 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 q экв ;
- условная вер оятность при условии неуспешного автоматического отключения повреждё нного элемента и отсутствии отказа во включении резервного,
= 0,5;
- условная вероятность при условии успешного автом атического отключения повреждённого элемента и отказа во включении ре зервного =0,5;
- условная вероятность при условии неуспешного автоматичес кого отключения повреждённого элемента и отказа во включении резервно го = 0,5;
– вероятност ь безотказной работы при автоматическом отключении поврежденного элем ента;
– вероятност ь безотказной работы при автоматическом включении резервного элемента ;
q ( A 1) – вероятность отказа работы при авт оматическом отключении поврежденного элемента
;
q ( A 2) – вероятность отказа работы при авт оматическом включении резервного элемента;
Получаем вероятность отказа схемы с учетом РЗиА:
Задание 2
Записать систему дифференциальных уравнений на осно ве графа перехода из состояния в состояние для трёх параллельно соединё нных элементов и показать чему равны стационарные К Г , К П .
Решение :
Сэквивалентируем элементы во второй и третьей ветвях до одного элемент а (рис. 7 ). На этом же ри сунке покажем все возможные состояния, в которых могут находиться элеме нты схемы (р – работ а , о – отказ).
Составим граф перехода со всем и возможными переходами из одного состояния в другое (рис. 8 ). Интенсивность вос становления м на рисунке не показываем для того, чтобы его не загроможда ть. м будут иметь обратные направления по отношению к параметру потока о тказов щ , индекс у них будет т от же, что и у щ .
Система дифференциальных уравнений для полученн ого графа будет иметь вид:
Для стационарного состояния эта система имеет следу ющее решение:
Для стационарного состояния коэффициенты готовност и К Г и простоя К П находятся по формулам:
Для нашего случая:
Из полученных выражений для вероятностей состоян ий системы определяются коэффициент готовности системы К Г.С и коэффициент вынужденного прост оя К П.С .
К Г.С = P 1 + P 2 + P 3 + P 4 + P 5 + P 6 + P 7
К П.С = P 8
Задание 3
Определить кратность резервирования для схемы при у словии, что есть резервные насосы 4 МВт и 1,2 МВт и определить при этом вероят ность 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 резерви рования, тем лучше, т . к . чем больший резерв имеется в системе, тем безопасней её работ а, а значит и надёжность работы такой системы выше.
Вероятность безотказной работы системы с постоянным резервом при зада нных условиях рассчитывается по формуле:
где - число соч етаний из n - э лементов по r : .
Приняв из задания 1 q экв = 0,0087, p экв = 0,91, получим значение для вероятности безотказной работы насосной станции: