70. Ээс: надежность объектов. Критерии, параметры анализа и оценки.

В электроэнергетике можно выделить четыре группы характерных объектов:

-единая энергосистема;

-технологические объекты (ЛЭП,подстанции, электростанции и др.);

-энергетическое оборудование и технические средства управления (релейная защита, противоаварийная автоматика);

-субъекты электроэнергетики и рынка.

Для всех технических объектов в качестве базовых могут применяться показатели надежности, связанные с частотой отказов и временем восстановления.

Для технологических объектов и энергосистем дополнительно используются показатели, характеризующие глубину отказа (снижение уровня функционирования или работоспособности объекта, например, отключенная мощность).

Для энергосистем также используются интегральные показатели — недоотпуск электроэнергии, ущерб от недоотпуска и др.

Надежность объектов определяется надежностью оборудования, управляемостью процессов, надежностью системы управления.

Показатели безотказности:

-вероятность безотказной работы P(t);

-средняя наработка до отказа Тср;

-средняя наработка на отказ То;

-гамма-процентная наработка до отказа Тγ;

-интенсивность отказов.

71. Надежность системы. Устойчивость, живучесть, управляемость.

Надежность – способность сохранять во времени значения параметров характеризующих выполнение функциональных задач.

Надежность ЭЭС – функциональная надежность электроснабжения потребителей электроэнергии надлежащего качества. Надежность – есть внутреннее свойства системы. Н. – проявляется при выполнении функциональных задач.

Надежность Элементов – Безотказность; Долговечность (наработка на отказ); Ремонто-пригодность (способность к выявлению и устранению отказа); Надежность системы управления; Надежность Объектов; Срок Службы.

Режимная управляемость – свойство системы обеспечивать включение, отключение и изменение режима работы элементов по заданному алгоритму, это приспособленность системы к управлению с целью поддержания нормального режима.

Устойчивость – способность системы переходить от одного устойчивого режима к другому при различных возмущениях

Живучесть – способность к восстановлению после полного погашения. Ж - свойство ЭЭС, но не отдельных элементов.

Характеристики надежности:

1)Устойчивость ЭЭС:

- статическая (сохранение устойчивости нормальных режимов при сравнительно плавном изменении параметров).

- динамическая (сохранение устойчивости при аварийных возмущениях (КЗ).

2)Управляемость ЭЭС:

- обеспечивается надежностью энергосистемы

- восприимчивость среды управления, адекватное реагирование

- сохранение управляемости при развитии и усложнении ЭЭС

3)Живучесть.

72. Надёжность. Источники нарушения, способы управления надёжностью элемента, объекта, системы.

Автоматическое управление ЭС в темпе нормальных или аварийных процессов происходит с помощью автоматических систем и устройств поддерживающих параметры режима в допустимых пределах, помогающих избегать аварийных нарушений или ограничивающих развитие аварий. К ним относятся:

-Системы АРЧ и ограничение перетоков активной мощности по межсистемным и внутренним связям ЭС (АРЧМ);

-устройства АРН – трансформаторов;

-АРВ синхронных машин с форсировкой возбуждения при аварийных отклонений напряжения;

-устройства релейной защиты, отключающие поврежденные элементы ЭС и устройства АПВ, восстанавливающие схему при неустойчивых кз;

-устройства АВР (автоматического ввода резервного питания);

-системы и устройства противоаварийной автоматики,предотвращающие нарушение устойчивости, ликвидирующие асинхронные режимы и аварийные отклонения частоты и напряжения;

-устройства, обеспечивающие после устранения аварийных нарушений автоматическое обратное включение потребителей;

-устройства технологической автоматики электростанций и сетей, обеспечивающие устранение опасных для оборудования нарушений технологического процесса или его отключающие для предотвращения повреждений.

Причины отказов основных элементов ЭС

ЛЭП наиболее часто повреждаемые ЭС из-за территориальной

рассредоточенности и подверженности влиянию внешних неблагоприятных условий окружающей среды.

Причины повреждения ЛЭП:

-гололёдно-ветровые нагрузки;

-перекрытие изоляции вследствие грозовых разрядов;

-повреждение опор и проводов автотранспортом и другими механизмами;

-дефекты изготовления опор, проводов, изоляторов;

-перекрытие изоляции из-за птиц;

-несоответствие опор, проводов, изоляторов климату;

-неправильный монтаж опор и проводов, не соблюдение сроков ремонта и замены оборудования.

Причины отказов кабельных ЛЭП:

-нарушение механической прочности землеройными машинами и механизмами (до 70% всех повреждений);

-электрические пробои в кабельных муфтах и на концевых воронках;

-старение и износ изоляции;

-попадание влаги в кабельную линию;

-коррозия металлических частей.

Причины отказов силовых трансформаторов:

-нарушение изоляции обмоток из-за внешних и внутренних перенапряжений, сквозных токов к.з., дефектов изготовления;

-повреждение устройств, регулирующих напряжение;

-повреждение контактных соединений;

-повреждение вводов трансформаторов из-за перекрытия изоляции;

-понижение уровня масла.

Коммутационные аппараты (выключатели, разъединители,рубильники):

-обгорание контактов;

-износ дугогасительных камер;

-перекрытие изоляции при перенапряжениях;

-отказы из-за повреждения подшипников и подпятников;

-некачественный монтаж и ремонт;

-неудовлетворительная эксплуатация;

-дефекты конструкций и технологии изготовления;

-старение и износ изоляции;

-ошибочные действия персонала при переключениях.

Отказы устройств релейной защиты, автоматики, аппаратуры, вторичной коммуникации:

-неисправность электрических и механических частей реле;

-нарушения контактных соединений;

-обрывы жил контрольных кабелей и цепей управления;

-неправильный выбор или несвоевременное изменение установок и характеристик реле;

-ошибки монтажа и дефекты в схемах релейной защиты и автоматики;

-неправильные действия персонала при обслуживании.

Источники нарушения надёжности:

1. старение и износ элементов;

2. ненадлежащие условия эксплуатации;

3. потеря управляемости, неисправность РЗиА, нарушение связи, ошибки персонала;

4. ошибки планирования, проектирования, прогнозирования;

5. отсутствие или недостаток резерва;

6. запроектное внешнее воздействие;

7. развитие энергосистемы: рост связанностей и числа ступеней трансформации;

8. рост мощности энергоблоков;

9. рост потока мощности;

10. усложнение динамических характеристик и рост опасности развития системных аварий.

Способы управления надёжностью:

1. контроль качества ( проектирования, изготовления, монтажа);

2. резервирование: функциональное или режимное(запас по режиму); структурное; временное. Виды резервов: оперативный или нагрузочный, аварийный, холодный или горячий, ремонтный.

3. поддержание оборудования в исправном состоянии: тех. ремонт и обслуживание, замена элементов оборудования и модернизация, текущая диагностика и наладка;

4. контроль эффективности и адекватности системы управления, включая технические, организационные и квалификационные характеристики оборудования и персонала;

5. изучение и анализ уровня надёжности;

6. противоаварийное управление и противоаварийные тренировки;

7. исключение источников нарушения надёжности или снижение степени воздействия;

8. развитие теории и методологии анализа и управления надёжностью - выбор и совершенствование критериев надёжности, формирование системы требований и моделей расчёта надёжности, экономическое обоснование уровня надёжности.