1.1. Составление таблицы отказов (табл. 5.2).

Согласно разделу 5.2.2 к учитываемым элементам относятся как элементы, входящие в состав схемы распределительного устройства (восемь выключателей Q1-Q8 и две системы шин A1 и A2), так и внешние элементы (три линии W1-W3), к ремонтным – выключатели Q1-Q8 и системы шин A1 и A2, к расчетным – генератор G, который входит в состав блока «генератор-трансформатор. Линии можно не рассматривать в качестве расчетных элементов, так как по одной линии, может передаваться вся генерирующая мощность электростанции.

В первый столбец таблицы помещаются те элементы, которые могут отказать. К ним относятся выше перечисленные учитываемые элементы (в разделе 5.2.5. они обозначены как i-ые элементы), во второй заносятся параметры потоков отказов соответствующего учитываемого элемента. Далее идет столбец, ячейки которого относятся к нормальному режиму работы схемы, когда все ее элементы (сборные шины A1 и A2 и выключатели Q1-Q8) находятся в работе, то есть не выведены в ремонт. Последующие колонки относятся к режимам работы схемы, когда один из ремонтных элементов выведен в аварийный или планово-предупредительный ремонт (в разделе 5.2.5. ремонтные элементы обозначены как j-ые элементы).

В результате каждая из ячеек таблицы может быть проиндексирована, как клетки на шахматной доске. В то же время каждая ячейка характеризует определенное аварийное событие, заключающееся в наложении отказа учитываемого элемента на нормальный или ремонтные режимы схемы распределительного устройства. Например, индекс ячейки Q1НР (НР – нормальный режим) обозначает наложение отказа выключателя Q1 на нормальный режим работы схемы, индекс Q1Q5 – наложение отказа выключателя Q1 на ремонтный режим схемы, когда в ней производятся ремонтные работы над выключателем Q5, индекс Q1A1 – наложение отказа выключателя Q1 на ремонтный режим схемы, когда в ней выведена в ремонт система шин A1, индекс A2Q3 – наложение отказа системы шин A2 на ремонтный режим схемы, когда в ней выведен в ремонт выключатель Q3 и т.д.

Особо следует выделить аварийные события, заключающиеся в наложении короткого замыкания на одной из линий (например, W1) на отказ одного из смежных с ней выключателя (например, Q6) в нормальном режиме работы схемы. Ячейка такого конкретного события обозначается как (W1+Q6)НР Ремонтные режимы в данном случае не рассматриваются по причине малой вероятности таких аварийных событий. Здесь под отказом выключателя понимается его несрабатывание при автоматическом отключении линий, на которых произошло короткое замыкания (см. раздел 5.2.3). Во всех остальных случаях отказом является возникновение на выводах выключателя короткого замыкания в обе стороны в его статическом положении и при произведении на нем оперативных переключений.

Все аварийные события можно подразделить на три типа. При возникновении событий первого типа происходит отключение блока, а значит возникает ущерб. В этом случае в соответствующую клетку заносятся три величины:

– мощность отключившегося блока в аварийной расчетной ij-й ситуации ∆P_ij;

– частота аварийного события _ij;

– время, необходимое для ввода в работу отключившегося блока T_вij.

К таким событиям относятся события Q1НР, Q1Q2 и т.д.

При возникновении событий второго типа не происходит отключение блока от системы, а значит, ущерб не возникает и в соответствующей ячейке таблицы ставиться прочерк (Q2НР, Q3Q4 и т.д.).

К третьему типу относятся события, которые произойти не могут (Q1Q1, Q2Q2 и т.д.).

Рассмотрим более подробно процесс возникновения и ликвидации аварийных событий каждого типа (для этого необходимо знать раздел 5.2.3).

События третьего типа.

Событие Q1Q1. До возникновения аварийного события Q1Q1 выключатель Q1 был выведен в ремонт, при этом с обеих его сторон разъединители отключены. Выключатель находится без напряжения, поэтому на нем не может возникнуть короткое замыкание. Данное аварийное событие произойти не может, поэтому в соответствующую ячейку таблицы ставим крест. Аналогичные события – Q2Q2, Q3Q3, Q4Q4, Q5Q5, Q6Q6, Q7Q7, Q8Q8.

Событие Q1A1. До возникновения аварийного события Q1A1 система шин A1 была выведена в ремонт, при этом выключатели Q1-Q4 и их разъединители, отключены. Выключатель Q1 находится без напряжения, поэтому на нем не может возникнуть короткое замыкание. Данное аварийное событие произойти не может, поэтому в соответствующую ячейку ставим крест. Аналогичные события – Q2A1, Q3A1, Q4A1, Q5A2, Q6A2, Q7A2, Q8A2.

Таблица 5.2. Таблица отказов для схемы «Американка»

Учитыв. элементы

ω , год-1

Нормальн. режим

Ремонтный режим

Формулы для ij

Q1

Q2

Q3

Q4

Q5

Q6

Q7

Q8

A1

A2

qp0= =0,97

qpQ1= =4,510-3

qpQ2= =3,110-3

qpQ3= =3,110-3

qpQ4= =3,110-3

qpQ5= =4,510-3

qpQ6= =3,110-3

qpQ7= =3,110-3

qpQ8= =3,110-3

qpA1= =0,9410-3

qpA2= =0,9410-3

Q1

ω Q1соб=0,268

ΔPQ1НР=PG; Q1НР= =0,26; TвQ1НР=1,5 ч

ΔPQ1Q2=PG; Q1Q2= =0,8310-3; TвQ1Q2=1,5 ч

ΔPQ1Q3=PG; Q1Q3= =0,8310-3; TвQ1Q3=1,5 ч

ΔPQ1Q4=PG; Q1Q4= =0,8310-3; TвQ1Q4=1,5 ч

ΔPQ1Q5=PG; Q1Q5= =1,210-3; TвQ1Q5=43,6 ч

ΔPQ1Q6=PG; Q1Q6= =0,8310-3; TвQ1Q6=1,5 ч

ΔPQ1Q7=PG; Q1Q7= =0,8310-3; TвQ1Q7=1,5 ч

ΔPQ1Q8=PG; Q1Q8= =0,8310-3; TвQ1Q8=1,5 ч

ΔPQ1A2=PG; Q1A2= =0,2510-3; TвQ1A2=5 ч

ωij= ωiqp,j

Q2

ω Q2соб=0,047

–––

–––

–––

–––

ΔPQ2Q5=PG; Q2Q5= =0,2110-3; TвQ2Q5=1,5 ч

–––

–––

–––

ΔPQ2A2=PG; Q2A2= =0,0410-3; TвQ2A2=1,5 ч

Q3

ω Q3соб=0,047

–––

–––

–––

–––

ΔPQ3Q5=PG; Q3Q5= =0,2110-3; TвQ3Q5=1,5 ч

–––

–––

–––

ΔPQ3A2=PG; Q3A2= =0,0410-3; TвQ3A2=1,5 ч

Q4

ωQ4соб=0,047

–––

–––

–––

–––

ΔPQ4Q5=PG; Q4Q5= =0,2110-3; TвQ4Q5=1,5 ч

–––

–––

–––

ΔPQ4A2=PG; Q4A2= =0,0410-3; TвQ4A2=1,5 ч

Q5

ω Q5соб=0,268

ΔPQ5НР=PG; Q5НР= =0,26; TвQ5НР=1,5 ч

ΔPQ5Q1=PG; Q5Q1= =1,210-3; TвQ5Q1=43,6 ч

ΔPQ5Q2=PG; Q5Q2= =0,8310-3; TвQ5Q2=1,5 ч

ΔPQ5Q3=PG; Q5Q3= =0,8310-3; TвQ5Q3=1,5 ч

ΔPQ5Q4=PG; Q5Q4= =0,8310-3; TвQ5Q4=1,5 ч

ΔPQ5Q6=PG; Q5Q6= =0,8310-3; TвQ5Q6=1,5 ч

ΔPQ5Q7=PG; Q5Q7= =0,8310-3; TвQ5Q7=1,5 ч

ΔPQ5Q8=PG; Q5Q8= =0,8310-3; TвQ5Q48=1,5 ч

ΔPQ5A1=PG; Q5A1= =0,2510-3; TвQ5A1=5 ч

Продолжение табл. 5.2

Учитыв. элементы

ω , год-1

Нормальн. режим

Ремонтный режим

Формулы для ij

Q1

Q2

Q3

Q4

Q5

Q6

Q7

Q8

A1

A2

qp0= =0,97

qpQ1= =4,510-3

qpQ2= =3,110-3

qpQ3= =3,110-3

qpQ4= =3,110-3

qpQ5= =4,510-3

qpQ6= =3,110-3

qpQ5= =3,110-3

qpQ6= =3,110-3

qpA1= =0,9410-3

qpA2= =0,9410-3

Q6

ω Q6соб=0,047

–––

ΔPQ6Q1=PG; Q6Q1= =0,2110-3; TвQ6Q1=1,5 ч

–––

–––

–––

–––

–––

–––

ΔPQ6A1=PG; Q6A1= =0,0410-3; TвQ6A1=1,5 ч

ωij= ωiqp,j

Q7

ω Q7соб=0,047

–––

ΔPQ7Q1=PG; Q7Q1= =0,2110-3; TвQ7Q1=1,5 ч

–––

–––

–––

–––

–––

–––

ΔPQ7A1=PG; Q7A1= =0,0410-3; TвQ7A1=1,5 ч

Q8

ω Q8соб=0,047

–––

ΔPQ8Q1=PG; Q8Q1= =0,2110-3; TвQ8Q1=1,5 ч

–––

–––

–––

–––

–––

–––

ΔPQ8A1=PG; Q8A1= =0,0410-3; TвQ8A1=1,5 ч

A1

ω A1соб= =0,052

–––

–––

–––

–––

–––

ΔPA1Q5=PG; A1Q5= =0,2310-3; TвA1Q5=5,9 ч

–––

–––

–––

ΔPA1A2=PG;  A1A21= =0,0510-3; Tв A1A2=5 ч

A2

ω A2соб= =0,052

–––

ΔPA2Q1=PG; A2Q1= =0,2310-3; TвA2Q1=5,9 ч

–––

–––

–––

–––

–––

–––

–––

ΔPA2A1=PG;  A2A1= =0,0510-3; Tв A2A1=5 ч

Продолжение табл. 5.2

Учитыв. элементы

ω , год-1

Нормальн. режим

Ремонтный режим

Формулы для ij

Q1

Q2

Q3

Q4

Q5

Q6

Q7

Q8

A1

A2

qp0= =0,97

qpQ1= =4,510-3

qpQ2= =3,110-3

qpQ3= =3,110-3

qpQ4= =3,110-3

qpQ5= =4,510-3

qpQ6= =3,110-3

qpQ5= =3,110-3

qpQ6= =3,110-3

qpA1= =0,9410-3

qpA2= =0,9410-3

W1+Q2

ω W1=0,72

–––

ω(W+Q)НР=ωWqp0aQКЗ

W1+Q6

ω W1=0,72

–––

W2+Q3

ω W2=0,72

–––

W2+Q7

ω W2=0,72

–––

W3+Q4

ω W3=0,72

–––

W3+Q8

ω W3=0,72

–––

События второго типа.

Событие Q2НР. До возникновения аварийного события Q2НР схема находилась в нормальном режиме работы, когда все выключатели и разъединители включены. При возникновении двухстороннего короткого замыкания на выключателе Q2 автоматически отключаются ближайшие к месту короткого замыкания выключатели Q1, Q3, Q4 и Q6, но блок G-T продолжает выдавать мощность в сеть по следующим путям: Q5-Q7-W2 и Q5-Q8-W3. Следовательно, ущерба не возникает, и в клетке с индексом Q2НР ставится прочерк. Аналогичные события – Q3НР, Q4НР, Q6НР, Q7НР, Q8НР.

Событие Q7Q4. До возникновения аварийного события Q7Q4 выключатель Q4 был выведен в ремонт, при этом с обеих его сторон разъединители отключены. При возникновении двухстороннего короткого замыкания на выключателе Q7 автоматически отключаются ближайшие к месту короткого замыкания выключатели Q3, Q5, Q6, Q8, но блок G-T продолжает выдавать мощность в сеть по следующему пути: Q1-Q2-W1. Следовательно, ущерба не возникает, и в клетке с индексом Q7Q4 ставится прочерк. Аналогичные события – Q2Q1, Q2Q3, Q2Q4, Q2Q6, Q2Q7, Q2Q8, Q3Q1, Q3Q2, Q3Q4, Q3Q6, Q3Q7, Q3Q8, Q4Q1, Q4Q2, Q4Q3, Q4Q6, Q4Q7, Q4Q8, Q6Q2, Q6Q3, Q6Q4, Q6Q7, Q6Q8, Q7Q2, Q7Q3, Q7Q6, Q7Q8, Q8Q2, Q8Q3, Q8Q4, Q8Q6, Q8Q7.

Событие A1НР. До возникновения аварийного события A1НР схема находилась в нормальном режиме работы, когда все выключатели и разъединители включены. При возникновении двухстороннего короткого замыкания на системе шин A1 автоматически отключаются ближайшие к месту короткого замыкания выключатели Q1-Q4, но блок G-T продолжает выдавать мощность в сеть по следующим путям: Q5-Q6-W1, Q5-Q7-W2 и Q5-Q8-W3. Следовательно, ущерба не возникает, и в клетке с индексом A1НР ставится прочерк. Аналогичное событие – A2НР.

Событие A1Q8. До возникновения аварийного события A1Q8 выключатель Q8 был выведен в ремонт, при этом с обеих его сторон разъединители отключены. При возникновении двухстороннего короткого замыкания на системе шин A1 автоматически отключаются ближайшие к месту короткого замыкания выключатели Q1-Q4, но блок G-T продолжает выдавать мощность в сеть по следующим путям: Q5-Q6-W1, Q5-Q7-W2. Следовательно, ущерба не возникает, и в клетке с индексом A1Q8 ставится прочерк. Аналогичные события – A1Q1, A1Q2, A1Q3, A1Q4, A1Q6, A1Q7, A2Q2, A2Q3, A2Q4, A2Q5, A2Q6, A2Q7, A2Q8.

Событие (W2+Q3)НР. До возникновения аварийного события (W2+Q3)НР схема находилась в нормальном режиме работы, когда все выключатели и разъединители включены. При возникновении короткого замыкания на линии W2 автоматически должны отключиться два ближайших к месту короткого замыкания выключателя Q3 и Q7. Так как выключатель Q3 не сработал, то в итоге отключаться выключатели Q7, Q1, Q2 и Q4, но блок G-T продолжает выдавать мощность в сеть по следующим путям: Q5-Q6-W1 и Q5-Q8-W3. Следовательно, ущерба не возникает, и в клетке с индексом (W2+Q3)НР ставится прочерк. Аналогичные события – (W2+Q7)НР, (W1+Q2)НР, (W1+Q6)НР, (W3+Q4)НР, (W3+Q8)НР.

События первого типа.

Событие Q1НР. До возникновения аварийного события Q1НР схема находилась в нормальном режиме работы, когда все выключатели и разъединители включены. При возникновении двухстороннего короткого замыкания на выключателе Q1 автоматически отключаются ближайшие к месту короткого замыкания выключатели Q2-Q5 и Q9, и блок G-T оказывается отсоединенным от сети. Появляется ущерб, поэтому в соответствующую клетку заносятся мощность отключившегося блока ∆P_Q1НР, частота аварийного события _Q1НР и время, необходимое для ввода в работу отключившегося блока T_вQ1НР. Аналогичное событие – Q5НР.

Событие Q1Q2. До появления аварийного события Q1Q2 выключатель Q2 был выведен в ремонт, при этом с обеих его сторон разъединители отключены. При возникновении двухстороннего короткого замыкания на выключателе Q1 автоматически отключаются ближайшие к месту короткого замыкания выключатели Q3-Q5, Q9, и блок G-T оказывается отсоединенным от сети. Появляется ущерб, поэтому в соответствующую клетку заносятся мощность отключившегося блока ∆P_Q1Q2, частота аварийного события _Q1Q2 и время, необходимое для ввода в работу отключившегося блока T_вQ1Q2. Аналогичные события – Q1Q2, Q1Q3, Q1Q4, Q1Q5, Q1Q6, Q1Q7, Q1Q8, Q2Q5, Q3Q5, Q4Q5, Q5Q1, Q5Q2, Q5Q3, Q5Q4, Q5Q6, Q5Q7, Q5Q8, Q6Q1, Q7Q1, Q8Q1.

Событие Q1A2. До появления аварийного события Q1A2 система шин A2 была выведена в ремонт, при этом выключатели Q5-Q8 и их разъединители, отключены. При возникновении двухстороннего короткого замыкания на выключателе Q1 автоматически отключаются ближайшие к месту короткого замыкания выключатели Q2-Q4, Q9, и блок G-T оказывается отсоединенным от сети. Появляется ущерб, поэтому в соответствующую клетку заносятся мощность отключившегося блока ∆P_Q1A2, частота аварийного события _Q1A2 и время, необходимое для ввода в работу отключившегося блока T_вQ1A2. Аналогичное событие – Q5A1.

Событие A1Q5. До возникновения аварийного события A1Q5 выключатель Q5 был выведен в ремонт, при этом с обеих его сторон разъединители отключены. При возникновении двухстороннего короткого замыкания на системе шин A1 автоматически отключаются ближайшие к месту короткого замыкания выключатели Q1-Q4, и блок G-T оказывается отсоединенным от сети. Появляется ущерб, поэтому в соответствующую клетку заносятся мощность отключившегося блока ∆P_A1Q5, частота аварийного события _A1Q5 и время, необходимое для ввода в работу отключившегося блока T_вA1Q5. Аналогичное событие – A2Q1.

Событие A1A2. До возникновения аварийного события A1A2 система шин A2 была выведена в ремонт, при этом выключатели Q5-Q8 и их разъединители, отключены. При возникновении короткого замыкания на системе шин A1 автоматически отключаются ближайшие к месту короткого замыкания выключатели Q1-Q4, и блок G-T оказывается отсоединенным от сети. Появляется ущерб, поэтому в соответствующую клетку заносятся мощность отключившегося блока ∆P_A1A2, частота аварийного события _A1A2 и время, необходимое для ввода в работу отключившегося блока T_вA1A2. Аналогичное событие – A2 A1.

При составлении таблицы значения параметров ∆P_ij известны и равны 200 МВт (их нужно указывать в соответствующих ячейках сразу по ходу составления таблицы), а значения параметров _ij можно определить лишь после выполнения раздела «1.2. Определение показателей надежности элементов РУ». В этом разделе определяются собственные параметры потока отказов учитываемых элементов _iсоб и вероятности нахождения схемы в нормальном режиме q_р0 и в ремонтных режимах q_рQ1- q_рQ8, q_рA1, q_рA2. Значения параметров _ij вычисляются по формулам 5.29 и 5.30, которые приведены в последнем столбце таблицы 5.2.

Значения одних параметров T_ij сразу заносятся в соответствующую ячейку по ходу составления таблицы (оно всегда равно 1,5 ч), других можно рассчитать толь в разделе «1.2. Определение показателей надежности элементов РУ» применив формулы 5.34-5.37. Разберем два случая. В первом после наступления аварийного события Q1Q2 и автоматического отключения выключателей Q3-Q5 и Q9 разъединители с обеих сторон поврежденного выключателя Q1 размыкаются, а сам выключатель выводится в аварийный ремонт. Далее включаются отключившиеся выключатели Q3-Q5 и Q9 и генератор начинает снова отдавать мощность в систему. Согласно разделу 5.2.5 на производство оперативных переключений требуется 0,5 часа, а время пуска блока из горячего состояния составит 1 час. Таким образом, время восстановления нормального режима работы блока составит 1,5 часа. Во втором случае после наступления аварийного события Q1Q5 и автоматического отключения выключателей Q3-Q4 и Q9 также как и в первом, разъединители с обеих сторон поврежденного выключателя Q1 размыкаются, а сам выключатель выводится в аварийный ремонт. Но включить блок в работу после производства каких-либо оперативных переключений не возможно, так как его присоединение находится между двумя ремонтируемыми выключателями Q1 и Q2. Поэтому определить время, необходимое для ввода в работу отключившегося блока T_Q1Q5, сразу по ходу составления таблицы нельзя.

В итоге после составления таблицы отказов мы будем иметь ряд неизвестных параметров, которым относятся:

- собственные параметры потока отказов учитываемых элементов, которые располагаются во втором столбце;

- вероятности нахождения схемы в нормальном режиме q_р0 и в ремонтных режимах q_рQ1- q_рQ8, q_рA1, q_рA2, которые располагаются вверху таблицы;

- параметры T_вQ1Q5, T_вQ5Q1, T_вQ1A2, T_вQ5A1, T_вA1Q5, T_вA2Q1, T_вA1A2, T_вA2A1.