2.1.2. Выбор вида блоков 220 кВ

При выборе оптимального варианта структурной схемы ГЭС в рамках курсового проекта учитываем ненадёжность только «отличающихся» элементов, к которым относятся:

• выключатели;

• разъединители;

При этом в сравнении не учитываем одинаковые по вариантам элементы (генераторы с генераторными коммутационными аппаратами и трансформаторы собственных нужд).

Сравниваемые варианты блоков 220 кВ представлены на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1 - Вариант структурной схемы ГЭС с единичными и укрупненными блоками:

а, в) принципиальная схема; б, г) расчетная схема.

Рассмотрим экономическую целесообразность укрупнения блоков 220 кВ. Определим вероятность отказа, или средний коэффициент вынужденного простоя элементов электрической схемы ГЭС в течение года, по формуле:

,

(2.8)

где – параметр потока отказов, 1/год;

– среднее время восстановления, лет.

Аварийная составляющая показателей надёжности элементов блока 220 кВ и искомые вероятности отказа представлены в табл. 2.1. Показатели надёжности приняты по данным таблиц П9.3–П9.4 [1].

Таблица 2.1. Показатели надежности работы элементов блока 220 кВ.

Аварийная составляющая

Элементы блока	Параметр потока отказов , 1/год	Среднее время восстановления , лет	Вероятность отказа , о.е.
Выключатель 220 кВ	0,01	10,27∙10–3	10,27∙10–5
Разъединитель 220 кВ	0,01	0,799∙10–3	0,799∙10–5

Определим вероятности простоя элементов схемы станции вследствие ремонтов (плановых, средних, капитальных) по формуле:

,

(2.9)

где – частота ремонтов (плановых, средних, капитальных), 1/год;

– продолжительность ремонтов, лет/рем.

Плановая составляющая показателей надёжности элементов блока 220 кВ и искомые вероятности простоя элементов схемы станции вследствие ремонтов представлены в табл. 2.2.

Таблица 2.2 – Показатели надёжности работы элементов блока 220 кВ.

Плановая составляющая

Элемент блока	Частота ремонтов , 1/год	Продолжительность ремонтов , лет/рем	Вероятность простоя , о.е.
Выключатель 220 кВ	0,067	1,89∙10–3	12,66∙10–5
Разъединитель 220 кВ	0,166	1,48∙10–3	24,57∙10–5

2.1.3. Оценка надёжности элементов схемы единичного блока

Вероятность недоотпуска электроэнергии при применении в схеме ГЭС единичных блоков 220 кВ в случае полного отключения генерирующей мощности генераторов блока может быть определена как произведение вероятностей простоя элементов, составляющих схему:

,

(2.10)

А так как вероятность простоя элемента схемы определяется суммой вероятностей событий, состоящих в наступлении аварийного или планового ремонтов, то перепишем выражение (2.10) в следующем виде:

,

(2.11)

Исключим из последнего выражения события, состоящие в наступлении планово-предупредительных ремонтов обоих блоков 220 кВ:

	(2.12)

Значение вероятности, полученное в последнем расчёте, не включает в себя составляющую отключения одного из двух единичных блоков. Следовательно, полученное значение не в полной мере характеризует надежность схемы и, очевидно, является заниженным из-за неучёта всей совокупности возможных событий.

Вероятность события, имеющего место при аварийном или плановом простое одного из последовательных элементов единичных блоков:

,

(2.13)

.

Математическое ожидание среднегодового недоотпуска электроэнергии в связи с прекращением электроснабжения в результате простоя обоих блоков 220 кВ или аварийного простоя одного при плановом ремонте другого составит:

,

(2.14)

где – вероятность перерыва электроснабжения, о.е.;

– максимальная активная мощность генераторов блока, МВт;

– продолжительность использования установленной мощности генераторов ГЭС, ч.

Максимальная активная мощность генераторов блока:

,

(2.15)

где – число генераторов блока;

– номинальная мощность генератора, МВт.

;

.

Математическое ожидание среднегодового недоотпуска электроэнергии:

;

.

Математическое ожидание ущерба вследствие ненадежности схемы:

,

(2.16)

где УН – ущерб (или недополученная прибыль) от недовыработки электроэнергии, руб./год;

– удельный ущерб, .

;

.

Тогда значение ущерба от ненадёжности для схемы единичного блока с учётом двух составляющих будет:

.