2.4 Анализ надежности применения нового выключателя

Надежность - свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, ремонтов, хранения и транспортирования (ГОСТ 27.002-83).

Надежность является одной из важнейших характеристик качества объекта совокупности свойств, определяющих пригодность его использования по назна­чению.

Надежность - это сложное свойство, включающее в себя более простые свой­ства объекта, которые называются сторонами надежности.

Сторонами надежности являются:

1. Безотказность - свойство объекта непрерывно сохранять работоспособ­ность в течение некоторого времени или некоторой наработки. Наработка - время работы объекта до первого отказа.

2. Ремонтопригодность - свойство объекта, заключающееся в приспособ­ленности его к предупреждению и обнаружению отказов и восстановлению рабо­тоспособности объекта либо путем проведения ремонта, либо путем замены отка­завших элементов.

3. Долговечность - свойство объекта сохранять работоспособность до насту­пления предельного состояния при установленном режиме технического обслу­живания и ремонта.

4. Сохраняемость - свойство объекта сохранять работоспособность в течение и после его хранения и (или) транспортирования.

5. Работоспособность - такое состояние объекта, при котором он способен выполнять заданные функции, удовлетворяя требованиям нормативно-технической документации. Работоспособность - это характеристика состояния объекта в некоторый момент времени.

Таблица 2.4

Факторы, влияющие на надёжность источников электроснабжения

Факторы, влияющие на надёжность источников электроснабжения
Аппаратурные (технические)		Неаппаратурные
Конструктивные (технические)	Производственные	Программное обеспечение	Влияние человека-оператора	Влияние условий работы

Для определения показателей надёжности электроустановок аналитическим методом составляем расчётную схему соединения элементов ЭЭС. Расчётная схема отражает логику связей элементов с точки зрения надёжности работы всей установки или с точки зрения отказа всей установки. Расчётная схема ЭЭС часто не совпадает с электрической схемой. Иногда последовательно соединённые в электрической схеме элементы на логической схеме должны быть изображены параллельным соединением и наоборот. Расчёт проводится путём замены параллельных и последовательных цепей эквивалентными элементами, для чего используются формулы, определяющие общее число аварийных отключений, длительность аварийных простоев для эквивалентного элемента.

Длительность планового ремонта для каждого случая приняты исходя из существующих закономерностей ремонтных работ.

При сделанных допущениях для показателей надёжности элементов электроустановок справедливы следующие формулы теории надёжности. Для коэффициентов простоя:

. (2.8)

Для среднего числа отказов за время .

где:

и – коэффициенты аварийного и планового простоя;

– интенсивность случайного события (отказа);

– время восстановления системы;

– удельная длительность планового ремонта (за 1 год);

Рис. 2.3 Схема питания подстанции «Глумилино» 110 кВ

На рисунке 2.3 приведена упрощенная схема подстанций 110 кВ. В данной курсовой работе ведем расчет для выключателей, поэтому остальными параметрами пренебрегаем. Данные для расчетов принимаем из таблицы 2.5.

Таблица 2.5

Расчётные значения показателей надёжности элементов схемы

Элемент	, ч	, 1/год	, час/год
Трансформатор Короткозамыка-тель с отделителем Участок ВЛ Масляный выключатель (базисный вариант) Вакуумный Выключатель (новый вариант)	0,02 0,0004 0,001 0,003 0,003	0,02 0,04 0,5 0,03 0,03	0,007 0,001 0,005 0,006 0,0001

Показателями надёжности для схем питания потребителей являются частоты аварийных отключений выключателей и коэффициенты аварийного простоя. Найдем коэффициент аварийного простоя для каждого выключателя базисного варианта:

q₃=q₄=q₅=q₆= 0,03*0,003+0,006=0,00609;

В соответствии с расчетной схемой найдем вероятность отключения выключателей для базового варианта:

_баз=q₁+q₂+q₃+q₄+q₅+q₆=0,036 откл/год;

Найдем коэффициент аварийного простоя (время восстановления схемы Т примем 8 часов), тогда получим:

q_{авп\стбаз}= *Т_ав/8760=0,036*8/8760=0,000033;

Определим ущерб для предприятия при аварийном отключении:

[МВт·ч] (2.9)

где – количество энергии, получаемой в течении года потребителями, присоединенными к данной линии.

На данной подстанции установлены трансформаторы номинальной мощностью 2х40 МВт, поэтому W_год принимаем 700800 МВт, тогда получим:

W_ндбаз=700800*0,000033=23,2 МВт

Определение ущерба получаемый при аварийном отключении линии определяется из формулы (4.3):

, (2.10)

где – удельная стоимость 1МВт·ч недоотпущенной энергии физ.лицам принимаем равным 1620 тогда получим для базового варианта:

У=23,2*1620=37584 руб/год

Для всего срока эксплуатации базового варианта получим:

У=37584х30=1127520 руб

Для нового варианта расчет аналогичен. Получившиеся данные сведем в таблицу 2.6

Таблица 2.6

Показатели надежности

Показатели надежности	Базовый вариант	Новый вариант
Коэффициент аварийного простоя	0,000033	0,00000027
Время восстановления системы	8	4
Недоотпуск мощности, МВт	23,2	0,18
Ущерб в год, руб	37584	306,5
Ущерб за весь срок эксплуатации, руб	1127520	12261

2.5 Затраты на амортизацию нового оборудования

Затраты на амортизацию рассчитываем по линейному способу:

З=С_и*H_А (2.11)

где С_И – стоимость инвестиций, тыс.руб.;

Н_А – норма амортизации (на оборудование технологическое, энергетическое равна 18 %).

З=22230*0,18=4001,4 тыс.руб./год

Амортизационный период:

, (2.12)