5 Оцінка очікуваного числа років безвідмовного (по грозі) електропостачання за заданою схемою й рекомендації з виконання грозозахисту повітряної лінії і підстанції
В електропостачанні споживачів бере участь ряд складних об'єктів, що виробляють, передають й розподіляють електроенергію. Сукупність взаємозалежних об'єктів (пристроїв), призначених для самостійного виконання певних функцій, по термінології теорії надійності й називається системою. Окремі об'єкти системи виконують певні функції, причому так названа працездатність об'єкта характеризується комплексом його параметрів і допусками на відхилення цих параметрів за умови збереження працездатності. Факт порушення працездатного стану об'єкта називається відмовою (ω). Відмова системи й відмова її об'єктів взаємозалежні. Підвищити надійність системи можна як шляхом збільшення надійності її окремих об'єктів, так і через резервування окремих об'єктів. Розширене використання резервування за умови забезпечення заданої надійності, тобто деякого числа відмов ω за розглянутий проміжок часу (наприклад, рік), і при обмеженні часу Т перерв електропостачання, дозволяє знизити вимоги до надійності окремих об'єктів системи. Розрахунок припускає одержання чисельних показників надійності (ω, Т) об'єкта або системи по показниках надійності складових, при відомій їхній функціонально-структурній взаємодії. Практично розрахунки надійності виконуються у два етапи. На першому етапі систему представляємо моделлю, що відбиває прийняті до обліку функціонально-структурні зв'язки елементів; модель відбиває можливі стани системи, тобто стан працездатності, стан повної непрацездатності (відмова) або збереження часткової працездатності (часткова відмова), на другому етапі для прийнятої моделі стану системи виконується розрахунок очікуваних показників надійності.
Оптимізацію по техніко-економічними показниками конкретного рішення робимо при зіставленні ряду можливих варіантів рішення, при цьому показники надійності порівнюваних варіантів припускаємо однаковими. Окремі елементи схеми електропостачання звичайно задовольняють стандартам, що представляють собою складний комплекс різних взаємозалежних норм і правил. Стандарти в часі як правило змінюються.
5.1 Модель структури мережі для оцінки очікуваного числа років
безвідмовного електропостачання споживачів Н3, Н6
Рисунок 9– Схема мережі 110/10 кВ
Рисунок 10 – Другий тракт схеми мережі 110/10 кВ
Схема мережі, розглянута в проекті для навантажень Н3 і Н6, що харчуються по двох повітряних
лініях Л1 і Л2 від незалежних джерел И1 й И2 показана на рис. 9.
Практично існуючі в реальній схемі роз'єднувачі на рис. 9 не показані: принципово збережений
роз'єднувач QS1 у ремонтній перемичці. При замиканнях в одному із трактів живлення відновлюється
АПВ вимикачів Q1 й Q4. При неуспішному АПВ живлення споживачів здійснюється АВР.
Протягом часу роботи мережі по одному тракті, відмова одного з елементів приведе до втрати електропостачання. Очікуваний час роботи в рік за схемою 3.8 для лінії довжиною L,км становить :
Т0=ТВЛ+ТQ+ТТР=10,4·L/100+7,4 (г/рік); (14)
де ТВЛ, ТQ, ТТР – відповідно час роботи елементів схеми 3.8 , через відмову ПЛ, вимикачів,
трансформаторів:
Т0=10,4·24,375/100+7,4=12,372(г/рік);
Відмова вимикачів і трансформаторів у рік розраховується по формулі [5]:
ωQ.тр=0.17·Тож/8760 (1/рік); (15)
ωQ.тр=0,17·12,372/8760=2,401·10-4 (1/рік); (16)
Число аварійних ситуацій при ушкодженні ВРП оцінюємо по формулі [5]:
ωПУБ = nПУБ· (1-Р) ·Т0/2160; (17)
де nПУБ - очікуване число ПУБ у блискавковідводи підстанції;
nПУБ=0.06·n·Sм; (18)
Знаходимо Sм:
(а+2·3.5·hm) · (b+2·3.5·hm)=0.021 км2,
де n=80 г/рік
nПУБ=0,06·80·0,021=0,064/рік;
ωПУБ=0.064 · (1-0.95) ·12,372/2160=1,841·10-5 1/рік;
Відмову ПЛ оцінюємо по формулі [5]:
ωПЛ =8,7·10-5·Т0+nотк· Т0·46,3·10-5, (19)
де nотк кількість відключень ПЛ у рік, у результаті атмосферних впливів.
Число перекриттів одночасно двох фаз становить 50% загального числа перекриттів на лінії, отже, кількість відмов за умови ремонту одного ланцюга відповідно до розрахунку у два рази менше, а з іншої сторони другі 50% поразок опори будуть давати одночасне відключення двох фаз у плині грозового періоду.
Очікуване число відключень ПЛ:
ωПЛ =8,7·10-5·12,372+0,054·12,372·46,3·10-5 =1,386·10-3 1/рік; (20)
Сумарний потік відмов:
ωΣ =2,401·10-4+1,841·10-5+1,386·10-3=1,6445·10-3 1/рік; (21)
Очікуване число без відмов роботи ПЛ і ПС
М=1/ωΣ=1/(1,67·10-3) =608,176 років; (22)