Voprosy_i_otvety_k_gosam / 49

1.4. Надёжность ЭЭС, её составные свойства. Основные показатели. Ущерб от недоотпуска электроэнергии и его определение.

Под надежностью понимается способность выполнять заданные функции, сохраняя эксплуатационные показатели в условиях, оговоренных в нормативных документах. Требования к надежности электроснабжения определяются «Правилами устройств электроустановок» (ПУЭ) в зависимости от категорий электроприемников. В соответствии с ПУЭ все электроприемники по требуемой степени надежности разделены на три категории.

К I категории относятся электроприемники, нарушение электроснабжения которых может повлечь за собой опас­ность для жизни людей, значительный ущерб народному хозяйству, повреждение дорогостоящего основного оборудования, массовый брак продукции, расстройство сложно­го технологического процесса, нарушение функционирова­ния особо важных элементов коммунального хозяйства. Эти электроприемники должны обеспечиваться электро­энергией от двух независимых взаимно резервирующих ис­точников питания. Электроснабжение при аварийном от­ключении одного из них должно обеспечиваться вторым. В качестве таких независимых источников могут быть, в ча­стности, две системы или две секции шин одной подстан­ции, пытающейся от двух источников. Перерыв в электро­снабжении потребителей I категории может быть допущен только на время автоматического ввода резервного пита­ния.

Из состава электроприемников I категории выделяется особая группа таких, внезапные перерывы электроснабже­ния которых угрожают жизни людей или могут привести к взрывам и разрушениям основного технологического обо­рудования. Для электроснабжения потребителей этой груп­пы должен предусматриваться третий (аварийный) взаим­но резервирующий независимый источник, мощность кото­рого достаточна для безаварийной остановки производства и который автоматически включается при исчезновении на­пряжения на основных источниках.

Электропрвемники II категории — электроприемники, перерыв электроснабжения которых связан с массовым недоотпуском продукции, простоем рабочих, механизмов и промышленного транспорта, нарушением нормальной де­ятельности значительного количества городских и сельских жителей. Эти электроприемники рекомендуется обеспечи­вать электроэнергией от двух независимых взаимно резер­вирующих источников питания, при этом допустим перерыв электроснабжения на время, необходимое для включения резервного питания дежурным персоналом или выездной бригадой. Допускается питание электроприемников II ка­тегории по одной воздушной линии, а также по одной ка­бельной линии, состоящей не менее чем из двух кабелей, присоединенных к одному аппарату, или от одного транс­форматора, если обеспечена возможность проведения ре­монта линии или замены поврежденного трансформатора в течение суток.

Электроприемники III категории — все остальные элек­троприемники. Электроснабжение этих электроприемников может выполняться от одного источника питания при ус­ловии, что перерыв электроснабжения, необходимый для ремонта или замены поврежденного элемента сети, не пре­вышает суток.

Требования к надежности питающих и распределитель­ных сетей энергосистем, а также распределительных про­мышленных, городских и сельских сетей регламентированы в нормативных документах. В этих до­кументах приведены требования по резервированию, коли­честву цепей и трансформаторов на подстанциях, схемам присоединения подстанций к сети, допустимости использо­вания двухцепных воздушных линий.

Для потребителей I категории перерыв в электроснаб­жении связан с последствиями, ущерб от которых не мо­жет быть выражен в виде экономического эквивалента. В качестве критериев оценки надежности схемы сетей, пи­тающих потребителей I и II категорий, принимаются сле­дующие технические показатели надежности:

• параметр потока отказов (среднее количество отказов в год) ω, отказов/год;

• среднее время восстановления электроснабжения Т_в, лет/отказ;

• вероятность безотказной работы в течение года р, отн. ед.

Поясним подробнее указанные выше технические пока­затели надежности. В теории надежности используются следующие понятия:

• работоспособность — способность системы выполнять заданные функции с требуемыми ре­жимными параметрами;

• отказ — нарушение работоспособ­ности;

• безотказность — свойство системы сохранять рабо­тоспособность в течение заданного интервала времени без вынужденных перерывов.

Важное значение имеет вероятностный показатель надежности p(t)— вероятность безотказной работы. Если обозначить время безотказной работы t_p, то p(t)=p(t_p>t)—вероятность того, что время безотказной работы больше, чем t. Зависимость p(t) называют законом надеж­ности.

Параметр потока отказов восстанавливаемого элемента ω(t)— это среднее количество отказов элемента в едини­цу времени.

Процессы восстановления (аварийного простоя) отка­завших элементов для практических расчетов наиболее ча­сто характеризуются средним временем восстановления (временем аварийного простоя), которое обозначим Т_в.

Для потребителей II категории перерыв в электроснабжении приводит к последствиям, которые могут быть вы­ражены в виде экономического эквивалента — ожидаемого среднегодового народнохозяйственного ущерба от нарушения электроснабжения У, тыс. руб/год.

Среднегодовой ущерб из-за аварийного (вынужденного) нарушения электроснабжения определяется так:

(1)

где: - параметр потока отказов (среднее количество отказов в год) ,отказов/год;

- среднее время восстановления электроснабжения , лет/отказ;

- суммарная наибольшая нагрузка нормального режима, кВт;

- коэффициент ограничения нагрузки потребителя;

- расчетный удельный годовой ущерб из-за вынужденного перерыва электроснабжения,, тыс. руб / (кВт*год).

Параметр потока отказов и среднее время восстанов­ления элементов электрических сетей определяются из справочной литературы.

Коэффициент ограничения нагрузки потребителей ра­вен отношению нагрузки, которую необходимо отключить в данном режиме при данном отказе, к суммарной наиболь­шей нагрузке нормального режима. При полном прекращении электроснабжения =l. B сети с полным резерви­рованием при отказе любого ее элемента потребитель может получить всю необходимую ему мощность. В этом слу­чае потребитель не испытывает перерыва в электроснабжении и = 0.

Величина равна мощности нагрузки, отключаемой при отказе. Среднее количество энергии, не отпущенной за год потребителю, равно произведению первых четырех сомножителей в (1).

Удельные показатели ущерба определяются по кривым, приведенным в справочной литературе, в зависимости от состава нагруз­ки и коэффициента ограничения нагрузки .