3 Основные режимы работы сэс. События

Рабочее состояние СЭС характеризуется определенными режимами ее функционирования (применения). Режим работы СЭС - некоторое её рабочее состояние, определяемое значениями переменных физических величин, называемых параметрами режима, характеризующих процесс производства, передачи и потребления электроэнергии. Основные параметры режима СЭС: частота, напряжение, ток, мощность, углы φ и θ. Основные режимы работы СЭС: нормальный, аварийный, послеаварийный (утяжеленный). Нормальный режим – рабочее состояние СЭС, при котором обеспечивается значение всех заданных параметров режима работы в установленных пределах. Аварийный режим – рабочее состояние СЭС, в котором она находится в результате отказа ее элементов от момента возникновения отказа до его локализации. Аварийный режим явл. кратковременным переходным режимом, после локализации, которого объект переходит либо в нормальный, либо в утяжеленный режимы, либо в нерабочее состояние. Утяжеленный режим - рабочее состояние СЭС, при котором хотя бы для одного параметра режима работы не обеспечивается значение в установленных пределах. События характеризуют переходы элементов или всей СЭС из одного состояния в другое. Следует отличать переходы из одного уровня работоспособного состояния в другой и переходы из одного уровня рабочего состояния в другой. Такие переходы могут происходить как в результате аварийных отказов, так и в результате управления объектом, например, вывод элемента в предупредительный ремонт или в резерв и обратные события. Событие, заключающееся в понижении уровня работоспособности или рабочего состояния, называется отказом. Событие, заключающееся в повышении уровня работоспособности или рабочего состояния, называется восстановлением. Следует различать отказы работоспособности и отказы функционирования объекта. На рис.2.2. приведены основные события, характеризующие надежность СЭС.

4 Основные показатели надежности

В соответствии с классификацией объектов большинство элементов СЭС относится к ремонтируемым изделиям, хотя имеются и неремонтируемые, например, неразборные предохранители типа НПН и др. Для ремонтируемых объектов основными показателями надежности являются: параметр потока отказов или частота отказов, время восстановления, частота профилактических ремонтов и их средняя длительность, а так же коэффициенты: готовности, вынужденного простоя и планового простоя. Параметр потока отказов – предел отношения вероятности отказа объекта на интервале времени или наработки непосредственно после данного момента времени к продолжительности этого интервала при его неограниченном уменьшении:

или ,

где - вероятность отказана интервале времени . Параметр потока отказов для одного и того же элемента обычно меняется в течение срока службы. Характерный график изменения параметра потока отказов в течение срока службы, который иногда называют кривой «вымирания», приведен на рис.2.3. На графике можно выделить три периода: 1 – период приработки; 2 – период нормальной эксплуатации; 3 – период старения. Для периода нормальной эксплуатации параметр потока отказов элемента практически не меняется с течением времени и может считаться постоянным, и поэтому для характеристики надежности элементов СЭС может применяться показатель – частота отказов:

для электрооборудования - ,

для сетевых элементов - ,

где n – число отказов элементов за период наблюдения; N – число однотипных элементов системы; T – период наблюдения, год или час; L – протяженность ЛЭП, км. Так как число отказов элемента является случайной величиной, для надежной оценки параметра потока отказов число элементов, протяженность электрических сетей и период наблюдения должны быть достаточно велики. Время восстановления – период времени от момента снижения уровня работоспособности или относительного уровня функционирования до момента восстановления требуемого уровня работоспособности или относительного уровня функционирования и для элементов СЭС обычно определяется из выражения

,

где n – число отказов элементов; t_i – время восстановления элемента при i-м отказе элемента.

При исследовании в расчете надежности СЭС используется ряд дополнительных показателей надежности элементов:

среднее время безотказной работы элемента , год или , ч;

средняя длительность межремонтного цикла , год или , ч;

где λ – частота вывода элемента в ремонт, 1/год или 1/ч. Коэффициент готовности – это вероятность того, что элемент будет работоспособен в произвольно выбранный момент времени в промежутках между плановыми ремонтами:

.

Коэффициент вынужденного простоя – это вероятность того, что элемент будет неработоспособен в произвольно выбранный момент времени в промежутках между плановыми ремонтами:

.

Коэффициент планового простоя – это вероятность того, что элемент будет находится в произвольно выбранный момент времени в плановом ремонте:

.

Очевидно, что . Вероятность появления того или иного числа отказов в заданный период времени для большинства элементов СЭС распределена по закону Пуассона:

,

где P_n – вероятность возникновения n отказов в течение времени t; w – параметр потока отказов элемента. Для СЭС обычно оценивается вероятность безотказной работы(n=0) в течение одного года (t=1), которая определяется из выражения . Тогда вероятность появления хотя бы одного отказа элемента в течение года будет определяться из выражения .