Введение

Проблема надежности электрических станций, подстанций, линий электропередачи, электрических сетей и систем - одна из первоочередных задач энергетики. Общим показателем, характеризующим надежность энергосистем, считают суммарный недоотпуск электроэнергии за год, а следовательно, надежность электроснабжения потребителей. По данным, приведенным в [8], суммарный учтенный недоотпуск (от аварий и отказов в работе) электроэнергии находится в пределах 100...300 млн. кВт*ч в год. Преобладающая часть (80...90 %) всего недоотпуска электроэнергии приходится на аварии в электрических сетях. При анализе надежности энергосистем необходимо учитывать все неплановые автоматические отключения их элементов, вызванные отказами оборудования, а также неправильными действиями релейной защиты и автоматики.

Учитывая, что показатели надежности электрооборудования на современном этапе имеют недостаточно высокий уровень, например, трансформаторы мощностью 10...80 МВ*А на номинальное напряжение 110...150 кВ имеют интенсивность отказов 0.035 1/год (3.99*10^-6 1/ч), а ВЛ 110 кВ - 1.28 1/год (146.7*10^-6 1/ч) на 100 км, поиск путей повышения надежности ЭС как в ходе эксплуатации, так и при проектировании становится первоочередной задачей.

С другой стороны, оценив ущерб, нанесенный потребителям перерывом электроснабжения, убытки, связанные с аварийным ремонтом, а также расходы на повышение надежности, можно ставить вопрос об оптимальном уровне надежности электроэнергетического оборудования, установок и систем.

Проблема надежности систем электропотребления – одна из первоочередных задач энергетики. Создание новых, уникальных машин, аппаратов и комплексов требуют применения таких методов расчета надежности, которые позволили бы при проектировании и эксплуатации объективно учесть предыдущий опыт, рассчитать надежность, проанализировать варианты решений по обеспечению надежности СЭП, обосновать ее уровень, прогнозировать надежность, исключить возможность катастрофического исхода аварий для людей и окружающей среды.

На современном, третьем этапе развития теории надежности решается проблема планирования и управления надежностью при создании и эксплуатации технических систем, развивается количественный подход в отличие от качественной оценки надежности системы, существовавшей ранее. Общая проблема надежности ЭС охватывает весьма широкий круг вопросов, направленных на обеспечение и поддержание высокой надежности, как отдельных элементов, так и всей системы в целом.

Для объективного ответа на ряд вопросов, выдвигаемых практикой проектирования и эксплуатации, нужны новые знания, новые теории, новые математические модели. К таким вопросам относятся, например, научно обоснованный выбор структуры системы, установление необходимого числа связей между основными элементами системы, расположение коммутационных и защитных аппаратов, степень резервирования отдельных элементов, оценка восстанавливаемости ряда элементов, расчет ЗИПа, определение оптимальных сроков профилактики, прогнозирование надежности оборудования, установок и системы в целом.

Относясь к инженерным дисциплинам, теория надежности тесно связана с современной прикладной математикой. Математический аппарат теории надежности основан на таких разделах математики, как теория случайных процессов, теория массового обслуживания, математическая логика, теория графов, теория оптимизации, теория экспертных оценок, а также теория вероятностей и математическая статистика.