Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Национальный минерально–сырьевой университет «Горный»

НАДЕЖНОСТЬ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

Учебное пособие

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ

2012

УДК 621.3 (075)

ББК 31.29-5:30.14

Б766

Учебное пособие посвящено изучению основ теории надежности применительно к электроснабжению, рассмотрены основные показатели и свойства надежности элементов и систем электроснабжения, методы расчета надежности систем, определения недоотпуска электроэнергии вследствие недостаточной надежности и методы расчета ущерба от недоотпуска электроэнергии.

Учебное пособие по дисциплине «Надежность электроснабжения» предназначено для студентов специальности 140211.65 «Злектроснабжение». Оно рекомендуется также магистрантам специальности 140211.62 и бакалаврам направления 140200 «Электроэнергетика».

Рецензенты: д-р техн. наук. проф. В.И. Маслов (Санкт-Петербургский государственный политехнический университет), Городской центр экспертиз «Энергетика».

Божков М.И., Минакова Т.Е.

Б766 . Надежность электроснабжения: Учеб. пособие / М.И.Божков, Т.Е.Минакова. Национальный минерально-сырьевой университет «Горный». СПб, 2012. 81 с.

ISBN 5-978-5-94211-572-2

ISBN 5-978-5-94211-572-2 УДК 621.3 (075)

ББК 31.29-5:30.14

ISBN 5-978-5-94211-572-2

  Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»,2012

Введение

Обеспечение надежной работы электростанций и подстанций, электрических сетей и систем, бесперебойное снабжение потребителей электрической энергией являются важнейшими задачами проектирования и эксплуатации электрических систем, сетей и электроустановок (ЭУ). Развитие электроэнергетики базируется на методах проектирования и эксплуатации, обеспечивающих минимальный расход материальных ресурсов и затрат труда при обеспечении заданной степени надежности электроснабжения.

Надежность электроснабжения определяется надежностью элементов электрических сетей и систем, схемами распределительных устройств электрических станций и трансформаторных подстанций, работой сетевой автоматики и релейной защиты, а также квалификацией обслуживающего персонала. Задача обеспечения надежности систем электроснабжения включает в себя целый комплекс технических, экономических и организационных мероприятий, направленных на сокращение ущерба от нарушения нормального режима работы потребителей электроэнергии, таких как:

- выбор критериев и количественных характеристик надежности;

- испытания на надежность и прогнозирование надежности действующего оборудования;

- выбор оптимальной структуры проектируемых (реконструируемых) систем электроснабжения по критерию надежности;

- обеспечение заданных технических и эксплуатационных характеристик работы потребителей;

- разработка наиболее рациональной, с точки зрения обеспечения надежности, программы эксплуатации системы (обоснование режимов профилактических работ, норм запасных элементов и методов отыскания неисправностей).

Надежность электроснабжения неразрывно связана с экономическими показателями и энергетической безопасностью промышленных предприятий.

Основные задачи теории надежности сводятся к следующему:

• изучение закономерностей возникновения отказов и восстановления работоспособности изделий;

• разработка методов определения количественных показателей и сравнительной оценки надежности;

• разработка мероприятий по повышению надежности;

• изучение взаимосвязей между внешними воздействиями и процессами, происходящими в изделии.

В этой связи целью изучения дисциплины «Надежность электроснабжения» является формирование у будущих инженеров-электриков знаний в области теории и практики надежности систем электроснабжения и приобретение навыков самостоятельного решения инженерных задач по расчету и выбору схем электроснабжения с учетом надежности.

Все электроприемники в соответствии с [10] по надежности электроснабжения подразделяются на три категории:

1. К I категории относят электроприемники, перерыв электроснабжения которых может повлечь за собой опасность для жизни людей, значительный материальный ущерб, повреждение дорогостоящего оборудования, массовый брак продукции, расстройство сложного технологического процесса, нарушение функционирования особо важных элементов коммунального хозяйства.

Из их состава выделяется особая группа электроприемников, бесперебойная работа которых необходима для безаварийного останова производства с целью предотвращения угрозы жизни людей, взрывов, пожаров и повреждения дорогостоящего основного оборудования. В качестве примеров электроприемников особой группы для черной металлургии можно привести электродвигатели насосов водоохлаждения доменных печей и электродвигатели механизмов поворота конвертеров.

2. Во II категорию входят электроприемники, перерыв электроснабжения которых приводит к массовому недоотпуску продукции, массовым простоям рабочих, механизмов и промышленного транспорта, нарушению нормальной деятельности значительного количества городских и сельских жителей.

3. К III категории относят все остальные электроприемники, не подходящие под определения I и II категорий.

Надежность электроснабжения определяется числом независимых источников питания и схемой электроснабжения потребителей, поэтому обеспечение надежности электроснабжения, как правило, связано с дополнительными экономическими затратами. Так, электроприемники I категории должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых взаимно резервируемых источников питания, а для сокращения перерывов их электроснабжения используются быстродействующие устройства релейной защиты и автоматики (АПВ и АВР). Для особой группы электроприемников I категории должно предусматриваться дополнительное питание от третьего независимого источника (местной электростанции, аккумуляторных батарей и т.п.), что приводит к дополнительному усложнению и удорожанию схемы электроснабжения