ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО РЫБОЛОВСТВУ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

МУРМАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра энергетики и транспорта

Курсовая работа

Надежность схемы электроснабжения

Эл(б)-421.000.005.084.КР

Мурманск

2015

СОДЕРЖАНИЕ

Y

ВВЕДЕНИЕ 3

2. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ 4

3. АНАЛИТИЧЕСКИЙ МЕТОД РАСЧЕТА НАДЕЖНОСТИ ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК 6

3.1 СХЕМЫ НАДЕЖНОСТИ СЕТИ ПРИ КРАТКОВРЕМЕННЫХ И ДЛИТЕЛЬНЫХ ОТКЛЮЧЕНИЯХ 8

3.1.1 СХЕМЫ НАДЕЖНОСТИ ПРИ ВКЛЮЧЕННОМ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕ 19 8

3.1.2 СХЕМЫ НАДЕЖНОСТИ ПРИ ОТКЛЮЧЕННОМ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕ 19 9

3.2 РАСЧЕТ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ ПРИ ВКЛЮЧЕННОМ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕ 19 10

3.2.1 КРАТКОВРЕМЕННОЕ ОТКЛЮЧЕНИЕ ПОДСТАНЦИЙ 10

3.2.2 ДЛИТЕЛЬНОЕ ОТКЛЮЧЕНИЕ ПОДСТАНЦИЙ 10

3.3 РАСЧЕТ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ ПРИ ОТКЛЮЧЕННОМ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕ 19 11

3.3.1 КРАТКОВРЕМЕННОЕ ОТКЛЮЧЕНИЕ ПОДСТАНЦИЙ 11

3.3.2 ДЛИТЕЛЬНОЕ ОТКЛЮЧЕНИЕ ПОДСТАНЦИЙ 12

4. РАСЧЕТ УЩЕРБА ОТ НЕДООТПУСКА ЭНЕРГИИ 13

4.1 РАСЧЕТ УЩЕРБА ОТ НЕДООТПУСКА ЭНЕРГИИ ПРИ ВКЛЮЧЕННОМ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕ 19 14

4.2 РАСЧЕТ УЩЕРБА ОТ НЕДООТПУСКА ЭНЕРГИИ ПРИ ОТКЛЮЧЕННОМ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕ 19 14

6. ПОВЫШЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ СХЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ 16

6.1 РАСЧЕТ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ ДЛЯ ИСХОДНОЙ СХЕМЫ ПРИ ВКЛЮЧЕННОМ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕ 19 16

6.1.1 КРАТКОВРЕМЕННОЕ ОТКЛЮЧЕНИЕ ПОДСТАНЦИЙ 16

6.1.2 ДЛИТЕЛЬНОЕ ОТКЛЮЧЕНИЕ ПОДСТАНЦИЙ 16

6.2 РАСЧЕТ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ ДЛЯ ИСХОДНОЙ СХЕМЫ ПРИ ОТКЛЮЧЕННОМ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕ 19 17

6.2.1 КРАТКОВРЕМЕННОЕ ОТКЛЮЧЕНИЕ ПОДСТАНЦИЙ 17

6.2.2 ДЛИТЕЛЬНОЕ ОТКЛЮЧЕНИЕ ПОДСТАНЦИЙ 17

7. РАСЧЕТ УЩЕРБА ОТ НЕДООТПУСКА ЭНЕРГИИ ДЛЯ ИСХОДНОЙ СХЕМЫ 18

7.1 РАСЧЕТ УЩЕРБА ОТ НЕДООТПУСКА ЭНЕРГИИ ПРИ ВКЛЮЧЕННОМ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕ 19 18

7.2 РАСЧЕТ УЩЕРБА ОТ НЕДООТПУСКА ЭНЕРГИИ ПРИ ОТКЛЮЧЕННОМ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕ 19 18

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 20

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 21

Введение

Проблема обоснования целесообразного уровня надежности систем электроснабжения на современном этапе развития имеет большое значение. Аварийные и внезапные перерывы электроснабжения потребителей вызывают большой народнохозяйственный ущерб, обусловленный поломкой оборудования, порчей сырья и материалов, затратами на ремонты, недовыпуском продукции, простоями технологического оборудования и рабочей силы, а также издержками связанными с другими факторами.

Методы анализа надежности используются во многих отраслях техники. Однако проблема надежности в ее количественной постановке при проектировании и эксплуатации систем электроснабжения сложна.

Целью данной работы является расчет надежности электроснабжения потребителей подстанций при кратковременных и длительных отключениях.

2. Исходные данные

Согласно варианту 84 задания необходимо:

• заменить короткозамыкатели и отделители на современное, с точки зрения надежности, оборудование (обосновать свой выбор);

• аналитическим методом рассчитать надежность электроснабжения потребителей для всех трех подстанций при кратковременном и длительном отключении;

Расчет ведется для напряжения, равного 110 кВ.

На рисунке 10 представлена исходная схема электрической сети.

Рисунок 10 - Исходная схема

На рисунке 11 представлена преобразованная схема электрической сети.

Рисунок 11 – Расчетная схема

Таблица 2 – Расчетные значения показателей надежности элементов схемы

Элемент	№ на схеме	, 1/год	, год
Трансформатор	1 - 6	0,02	0,02	0,007
Короткозамыкатель с отделителем	7-12	0,04	0,0004	0,001
Участок одноцепной ВЛ	13-16	0,5	0,001	0,005
Выключатель масляный	17-21	0,03	0,003	0,006

Данные для расчета ущерба:

W_год=12*10⁴ МВт*ч

y₀=1,5 тыс.руб/(МВт*ч)

3. Аналитический метод расчета надежности электроустановок

Для определения показателей надёжности электроустановок аналитическим методом необходимо составить расчётную схему соединения их элементов. Расчётная схема отражает логику связей элементов с точки зрения надёжности работы всей установки или с точки зрения отказа всей установки.

Основные допущения аналитического расчета заключаются в следующем:

1. перерывы электроснабжения, ликвидируемые работой автоматики (АПВ, АВР), не учитываются;

2. кратковременные отключения (производство переключений вручную) подсчитываются отдельно. Длительность перерывов электроснабжения при кратковременных отключениях принимается 20...30 мин. Расчетная схема для кратковременных отключений должна содержать только элементы, соединенные последовательно; параллельные ветви учитывать не следует;

3. для длительных отключений (ремонт элементов) рассматриваются также отказы параллельных цепей, вызванные наложениями повреждений одного элемента на аварийное восстановление другого и аварийных повреждений на плановые отключения;

4. расчетные схемы для всех видов отключений составляются отдельно для каждого потребителя или (и) групп потребителей;

5. если параллельные цепи имеют перемычку (линии, секционные или шиносоединительные выключатели), расчетные схемы для кратковременных и длительных отключений приходится составлять для режимов с включенной перемычкой (считая её абсолютно надежной) и с отключённой перемычкой (считая её находящейся в плановом или аварийном ремонте);

6. аналитические расчёты основываются на предположении, что поток отказов элементов на расчетном промежутке – простейший, пуассоновский, а закон распределения вероятности восстановления – экспоненциальный.

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

где и – коэффициенты аварийного и планового простоя;

– интенсивность случайного события (отказа);

– время восстановления системы;

– удельная длительность планового ремонта (за 1 год).

Для последовательного соединения элементов:

где – интенсивность отказов i-го элемента.

Время восстановления системы при последовательном соединении элементов:

где – время восстановления i-го элемента.

Тогда при последовательном соединении i элементов коэффициент аварийного простоя:

Среднее время одного планового ремонта последовательной цепи:

где – количество плановых ремонтов в течение, ремонтного цикла;

– длительность планового ремонта элемента, максимальная из всех отключаемых в j-м простое.

Коэффициент планового простоя последовательной цепи:

где – частота плановых ремонтов последовательной цепи.