6.2. Расчет ущерба.
Расчет показателей надежности структурных схем.
При проектировании структурной схемы варьируемыми элементами являются только трансформаторы (автотрансформаторы) блоков и связей между РУ. Поэтому рассматривают отказы этих элементов и их расчетные последствия. На данном этапе принимают, что схемы всех РУ одинаковы. Так как число элементов структурной схемы относительно невелико, то таблицу расчетных связей можно не составлять.
Отказ трансформатора блока приводит к аварийной потере мощности генератора на время восстановительного ремонта трансформатора. Такие последствия будут иметь место при всех состояниях структурной схемы, за исключением ремонтного состояния блока. Соответственно среднегодовой недоотпуск электроэнергии в систему из-за отказов трансформатора единичного блока определяют следующим образом (если нет генераторного выключателя):
,
где
- учитывает график работы генератора
(
- число часов использования установленной
мощности генератора);
,
- частота отказов и среднее время
восстановления трансформатора
(автотрансформатора);
- вероятность ремонтного состояния
блока, определяемая следующим выражением:
,
где
,
,
,
- показатели ремонтируемого элемента
(в данном случае энергоблока).
Т.к. известны характерные графики нагрузки генератора в зимние и летние сутки, то число часов использования установленной мощности, ч/год, будет:
- электроэнергия, вырабатываемая
генератором за зимние и летние сутки,
кВт·ч
NЗ, NЛ – число рабочих суток в зимнем и летнем периоде соответственно
Если генераторный выключатель есть, среднегодовой недоотпуск электроэнергии определяется, как:
,
где
и
- частота отказов и среднее время
восстановления генераторного выключателя.
Для АТБ и АТС необходимо также учитывать потерю транзитной мощности, но при условии, что при выходе из строя элемента (АТБ, АТС или ВГ) происходит аварийное снижение генерирующей мощности других энергоблоков.
Показатели надежности электрооборудования:
Параметр
потока отказов
,
;
Среднее
время восстановления
,
;
Частота
текущих ремонтов
,
;
Продолжительность текущего ремонта , .
По [1], стр. 487-499:
Таблица 4.
Оборудование |
, |
, |
, |
, |
Трансформаторы с
|
0.053 |
45 |
1.0 |
30 |
Трансформаторы с
|
|
220 |
1.0 |
50 |
Воздушные выключатели
|
0.04 |
20 |
0.2 |
40 |
Произведём расчёт ущерба из-за отказа оборудования для каждого варианта.
Вариант 1
Определим вероятность ремонтных режимов трансформаторов с :
Вероятность ремонтных режимов трансформаторов :
.
Вероятность ремонтного состояния АТБ:
.
Среднегодовая потеря генерирующей мощности от блока 300МВт, подключенного к РУ 500 кВ, из – за отказа ТБ или ВГ:
Среднегодовая потеря генерирующей мощности от блока 300МВт, подключенного к РУ 220 кВ, из – за отказа ТБ или ВГ:
Среднегодовая потеря генерирующей мощности от блока 200МВт, подключенного к РУ 500 кВ, из – за отказа ТБ или ВГ:
Среднегодовая потеря генерирующей мощности от блока 200МВт, подключенного к РУ 500 кВ, из – за отказа АТБ или ВГ:
При выборе автотрансформаторов блоков было проверено, что выход из строя одного автотрансформатора не приведет к нарушению связи между РУ и вся необходимая мощность может быть передана на РУ 220 кВ. Таким образом, отказ одного автотрансформатора не вызовет недоотпуска электроэнергии нагрузке.
При всех вариантах потери генерирующей мощности дефицита мощности на шинах связи с системой не будет. По этой причине ущерб от изменения частоты равен нулю. Энергоснабжение потребителей промышленного района на РУ 220 кВ очень надежно, поскольку во всех аварийных и ремонтных режимах передается достаточное количество электроэнергии. Таким образом, математическим ожиданием недоотпуска электроэнергии местной нагрузке можно пренебречь.
За счёт отказа выключателей возможна потеря цепи в двухцепных линиях. Однако каждая цепь рассчитывается на передачу в послеаварийном режиме мощности, приходящейся на обе цепи в нормальном режиме. Поэтому недоотпуска электроэнергии потребителю не будет. При передаче электроэнергии по одной цепи вместо двух увеличиваются потери мощности и напряжения, однако этими факторами в курсовом проектировании пренебрегают.
Определим суммарный среднегодовой недоотпуск электрической энергии для варианта 1:
Вариант 3
При выборе автотрансформаторов связи было проверено, что выход из строя одного автотрансформатора не приведет к нарушению связи между РУ и вся необходимая мощность может быть передана на РУ 220 кВ. Таким образом, отказ одного автотрансформатора не вызовет потери генерирующей мощности и недоотпуска электроэнергии.
Потери генерирующей мощности и недоотпуска электроэнергии потребителям при отказе прочих элементов не будет по тем же причинам, что приведены в предыдущем варианте.
Определим суммарный среднегодовой недоотпуск электрической энергии для варианта 3:
Приняв
по [2], стр. 97 удельный ущерб
,
определим среднегодовой ущерб. Ущерб
будет только от потери генерирующей
мощности, так как ущерб потребителям
(промышленному району на РУ 220 кВ) равен
нулю, ущерб от изменения частоты также
равен нулю, а косвенный ущерб (экологический,
социальный и т. п.) в учебном проектировании
не учитывается.
Для Схемы №1 :
.
Для Схемы №3 :
.