- •1. Системы эс. Способы производства электроэнергии.
- •2. Категории потребителей надёжности электроснабжения.
- •3. Методы расчета электрических нагрузок потребителей.
- •4. Суточные и годовые графики электрических нагрузок.
- •5. Выбор числа и мощности трансформаторов.
- •6. Мероприятия для компенсации реактивной мощности. Выбор типа и конструкции, схемы присоединения и размещения, особенности компенсирующих устройств.
- •7. Расчет токов короткого замыкания.
- •8. Выбор и проверка высоковольтных выключателей и разъединителей.
- •9. Схемы и конструкции зру.
- •10. Проверка шин на электродинамическую и термическую устойчивость.
- •11. Схемы и конструкции ору.
- •12. Выбор реакторов.
- •13. Выбор высоковольтных предохранителей.
- •14. Схемы присоединения и размещения конденсаторных установок.
- •15. Выбор разрядников и опн.
- •16. Выбор трансформаторов тока и напряжения.
- •17. Защитная аппаратура до 1 кВ.
- •18. Показатели качества электроэнергии. Влияние качества электроэнергии на работу электроприемников.
- •19. Схемы и конструктивное исполнение внешних и внутренних электрических сетей промышленных предприятий.
- •20. Расчет и проверка воздушных и кабельных линий.
- •21. Расчет потерь и падения напряжения в электрических сетях
- •22. Основные показатели надежности сетей электроснабжения.
- •23. Методы моделирования и виды отказов в сетях электроснабжения .
- •24. Расчеты интенсивности отказов и вероятности безотказной работы в системах электроснабжения.
- •25. Способы резервирования в системах электроснабжения.
- •26. Расчеты вероятностей отказа и безотказной работы при различных видах резервирования.
- •27. Экономические аспекты надежности электроснабжения.
23. Методы моделирования и виды отказов в сетях электроснабжения .
Отказ- событe, заключающиеся в нарушении работоспособности объекта.
Разделяют отказ работоспособности и отказ функционирования.
tв- время восстановления работоспособности; τ-время восстановления функционирования; τ≥ tв.
Классификация отказов:1.Частичные (некоторые функции объекта могут сохраняться); 2.Полные (объект не выполняет ни одну из предписанных функций).
Отказы:1.Простые (устранение требует восстановления, или замены отказавшего элемента, но не требует перенастройки системы); 2.Сложные (требуется перенастройка системы).
Отказы приработочные - брак продукции, могут быть исключены путем отбраковки при испытании(наладке). Отказы износовые (постепенные) – износ отдельных частей (всего объекта). Предотвращаются периодической заменой, ТО, ППР. Отказы внезапные(случайные) – обусловлены случайным сочетанием нескольких внешних факторов.
Отказы: 1. Устойчивые (для восстановления требуется вмешательство обслуживающего персонала); 2. Неустойчивые (самоустраняется либо устраняется автоматически.
Отказ ЭС – событие приводящее к недоотпуску электроэнергии при прекращении(ограничении) электроснабжения. Отказом ЭС может быть снижение частоты (напряжения) ниже допустимых значений по действующим нормам.
Причины: повреждения (разрушение оборудования, нарушение целостности электрических и механических цепей, порча изоляции) и неисправности (разрегулировка механизма прибора).
Причины повреждений и неисправностей: 1.Дефекты оборудования (брак продукции);
2. Аварийные (нерасчетные) воздействие окружающей среды; 3. Несоблюдение требований при проектировании, технологии при изготовлении, не соблюдение норм и правил эксплуатации, транспортировки, монтажа, ремонта и хранения.
М
Рис.1
На рис. Error: Reference source not found.1 показана типичная кривая изменения интенсивности отказов в течение эксплуатации. I – «период выжигания дефектных изделий». II –период нормальной работы.III –периодом старения
Задача эксплуатационной организации: сократить I и III периоды. Есть оборудование, у которого вводный контроль отсеивает практически все дефектные элементы (доэксплуатационная отбраковка). Есть элементы, которые практически не стареют (обмотки реле и пластины конденсаторов). Период приработки можно рассматривать как нормальную эксплуатацию, также можно выводить оборудование в профилактику раньше, чем начнётся заметное старение.
Штриховой линией на рис. Error: Reference source not found.1 показана идеальная кривая интенсивности отказов, для которой в течение практически всего рабочего времени при этом условии вероятность безотказной работы: ;
Вероятность отказов: ; Среднее время безотказной работы: ;
Дисперсия среднего времени безотказной работы: .
Г
Рис.2
Закон, выражаемый формулой , называется экспоненциальным. Основное свойство: вероятность безотказной работы не зависит от времени предшествующей работы, а зависит только от интервала наблюдения. Это значит, что будущее поведение объекта не зависит от прошлого, если в настоящий момент времени он работоспособен. Это свойство является характеристическим, то есть для объектов с таким свойством закон распределения времени безотказной работы – экспоненциальный, а поток отказов – простейший.
Простейший поток определяется как ординарный, стационарный и без последействия.
1. Ординарный - вероятность совпадения 2 и более отказов во времени бесконечно мала:
.
2. Стационарный - вероятность возникновения k отказов на интервале (t, t+t) зависит только от ширины t. Для стационарного потока tconst.
3. Без последействия- для любых неперекрывающихся интервалов времени число событий, появляющихся в одном из них не зависит от числа событий, появляющихся в предшествующих интервалах.
Закон распределения Пуассона. Ординарные потоки без последействия называются пуассоновскими. Применяется для оборудования или установок из большого числа элементов. Каждый элемент может отказать с малой вероятностью и эти отказы взаимонезависимы. ;
Вероятность безотказной работы (m=0): ;
Вероятность одного отказа: ;
Нестационарность потока отказов у отдельных элементов электрооборудования и электроэнергетических установок вызывается наличием приработочного периода, старением изоляции, износом и разрегулировкой механических частей. Высоковольтное оборудование, воздушные ЛЭП имеют сезонную нестационарность потока отказов, связанную с воздействием гроз, гололёда, оползней, миграцией крупных птиц и животных.
Для нестационарного пуассоновского потока математическое ожидание числа отказов в интервале времени (t1, t2): ; Для стационарного ;
Закон Пуассона для нестационарного потока ;
где n = t = t для стационарного потока ;
– вероятность безотказной работы.
На практике для более сложных потоков отказов применяется распределение Вейбулла.
где параметр Вейбулла.
Вероятность безотказной работы в этом случае: ;
Вероятность отказа: ;
И нтенсивность отказов: - может быть постоянной лишь при одном условии, когда 1. В этом случае закон Вейбулла превращается в экспоненциальный, а поток отказов считается простейшим. В других случаях () интенсивность отказов непостоянна во времени, анализируется оборудование, у которого весь период работы состоит из периода приработки, это новое оборудование, ещё не испытанное на производстве или уже совершенно негодное оборудование.