Содержание

Введение	4
Характеристики оборудования	5
Выбор схем распределительного устройства	5
Расчёт с использованием таблично-логического метода	5
Одиночная секционированная система шин с обходной (раздельные обходной и секционный выключатели)	5
Одиночная секционированная система шин с обходной (совмещённый обходной и секционный выключатель)	9
Двойная система шин с обходной	13
Расчёт надёжности графоаналитическим способом	17
Нормальный режим	17
Режимы 1 - 6 (плановые ремонты выключателей питающих и транзитных ЛЭП)	18
Режим 8 (плановый ремонт обходного выключателя)	19
Режимы 9, 10 (плановые ремонты выключателей трансформаторов)	20
Режимы 11, 12 (плановые ремонты шин)	22
Режимы 13 - 18 (аварийные ремонты выключателей питающих и транзитных ЛЭП)	23
Режим 20 (аварийный ремонт обходного выключателя)	24
Режимы 21, 22 (аварийные ремонты выключателей трансформаторов)	25
Режимы 23, 24 (аварийные ремонты шин)	26
Расчёт ущерба	28
Заключение	29
Библиография	30

Введение

Под надёжностью понимается свойство объекта – систем или элемента выполнять заданные функции, сохраняя показатели в заданных условиях эксплуатации. Мерой надёжности является вероятность. Надёжность системы обеспечивается такими её свойствами элементов, как работоспособность, безотказность, ремонтопригодность, долговечность. В настоящее время в технике и энергетике наибольшее распространение получили элементные методы расчёта надёжности систем, которые исходят из предположения, что система состоит из самостоятельных (в смысле анализа надёжности) элементов, при этом, как правило, функциональные зависимости между параметрами режимов отдельных элементов системы рассматриваются приближённо. Такими являются и используемые в данной работе таблично-логический и графоаналитический методы.

В качестве показателя надёжности используем ущерб, точнее его математическое ожидание.

Характеристики оборудования

Все высоковольтные выключатели на подстанции одного типа – ВГБУ-220. Шины и ЛЭП выполнены проводами 2×АС-240/39. На подстанции устанавливаются трансформаторы ТРДН-63000/220.

Ниже приведены надёжностные характеристики оборудования выбранного при проектировании подстанции в курсе «Производство электроэнергии»:

Таблица 1

Объект	, 1/год	ТВ, ч	, 1/год	Тпл, ч
Выключатели	0,02	24	0,05	24
Шины (на 1 присоединение)	0,013	5	0,166	3

Выбор схем распределительного устройства

Для имеющихся исходных данных о номинальном напряжении РУ и количестве присоединений выбираем следующие возможные схемы:

- одиночная секционированная система шин с обходной (раздельные секционный и обходной выключатели);

- одиночная секционированная система шин с обходной (совмещённые секционный и обходной выключатели);

- двойная система шин с обходной.

Рассчитаем приведённые затраты в каждый из вариантов с учётом надёжности.

Расчёт с использованием таблично-логического метода

При расчёте не будут использоваться расчётные аварии, так как из анализа характеристик оборудования следует, что не при всех видах аварий имеется недоотпуск электроэнергии, а значит и ущерб. Заполнению будут подвергаться лишь ячейки таблицы соответствующие ситуациям с ущербом.

Одиночная секционированная система шин с обходной (раздельные обходной и секционный выключатели)

На рисунке 1 представлена схема РУ с обозначенными на ней объектами.

Рисунок 1 – Схема РУ

На схеме номерами 1..10 обозначены ячейки выключателей ( 7 – включает ячейку ОВ и обходную шину) , а номерами 11,12 – сборные шины.

Имеем следующие расчётные режимы работы схемы:

0 – нормальный режим;

1..12 – режимы планового ремонта;

13..24 – режимы аварийного ремонта.

Определим относительные времена каждого из режимов:

, где j=0..24;

ч

,

,

,

,

Учитывая, что ущерб может быть как от недоотпуска на самой подстанции, так и от неоотпуска потребителям, питающимся по транзитам, составим две таблицы расчётных связей – таблицы 2 и 3.

При составлении таблиц учитывались следующие факторы:

1). Сечение питающей линии составляет 2×АС-240/39 с допустимым током I_доп=1220 А. При этом ток в линии при полной нагрузке – 402 МВА и отключенной второй питающей линии составляет 1055 А. Таким образом, даже при отключенной одной питающей линии подстанция не имеет ни каких ограничений по мощности.

2). Сечение транзитных линий составляет также 2×АС-240/39. Так как две транзитных линии питают одну подстанцию, а две других – другую, то каждый из транзитов должен пропустить по 160 МВА. При отключенной одной транзитной линии вторая должна будет пропустить ток 727 А, что при допустимом значении тока в 1220 А не вызовет ни каких ограничений в энергоснабжении.

3). Трансформаторы на подстанции имеют номинальную мощность 63 МВА. При отключении одного из них будет перегрузка второго в раза, подобную перегрузку трансформатор может выдержать в течении 6 часов.

Определим времена существования каждого из недоотпусков. Время оперативных переключений примем равным 0,5 часа.

ч;

ч;

ч;

ч;

ч;

ч.

Найдём математическое ожидание недоотпуска электроэнергии на самой подстанции:

.

Математическое ожидание недоотпуска электроэнергии в транзит:

.

Будем считать, что потребители, питающиеся в транзит являются предприятиями общего машиностроения.

Удельный ущерб в химической промышленности по производству искусственного волокна составляет 11 руб/кВт∙ч, а на предприятиях общего машиностроения 1,5 руб/кВт∙ч в ценах 1990 года. Для перевода в цены 2005 года используем коэффициент 35.

Нормативный коэффициент эффективности капиталовложений составляет 0,15. Амортизационные отчисления для РУ 220 кВ 6,4%. Затраты на эксплуатацию составляют 2% от капитальных вложений.

Цена ячейки РУ 220 кВ, выполненной по схеме ОСШ с обходной, с воздушным выключателем стоимостью 33700 руб составляет 86000 руб. Заменяем воздушный выключатель на элегазовый стоимостью 16500 руб, при этом стоимость монтажных и строительных работ не изменится. Цены приведены для 1985 года – используем коэффициент 35. Таким образом стоимость ячейки:

млн. руб.

Приведённые затраты в сооружение РУ на 1 год:

Одиночная секционированная система шин с обходной (совмещённый обходной и секционный выключатель)

На рисунке 2 представлена схема РУ с обозначенными на ней объектами.

Рисунок 2 – Схема РУ

На схеме номерами 1..9 обозначены ячейки выключателей ( 7 – включает ячейку ОВ и обходную шину) , а номерами 10,11 – сборные шины.

Имеем следующие расчётные режимы работы схемы:

0 – нормальный режим;

1..11 – режимы планового ремонта;

12..22 – режимы аварийного ремонта.

Определим относительные времена каждого из режимов:

, где j=0..22.

,

,

,

,

Составим две таблицы расчётных связей – таблицы 4 и 5.

Определим времена существования каждого из недоотпусков. Время оперативных переключений примем равным 0,5 часа.

ч;

ч;

ч;

ч;

ч;

ч;

ч;

ч;

ч;

ч;

ч;

ч;

ч;

ч.

Найдём математическое ожидание недоотпуска электроэнергии на самой подстанции:

.

Математическое ожидание недоотпуска электроэнергии в транзит:

.

Цена ячейки РУ 220 кВ, выполненной по схеме ОСШ с обходной (совмещённые ОВ и СВ), с воздушным выключателем стоимостью 33700 руб составляет 94000 руб. Заменяем воздушный выключатель на элегазовый стоимостью 16500 руб, при этом стоимость монтажных и строительных работ не изменится. Таким образом стоимость ячейки:

млн. руб.

Приведённые затраты в сооружение РУ на 1 год: