Министерсво науки и образования молодежи и спорта Украины

Сумской государственный университет

Кафедра электроэнергетики

Расчетно-графическая работа

По мат. задачам

По теме:” Оценка и улучшение надежности энергосистемы.”

Студента группы ЕТ-01

Выполнил Ткаченко Виталий

Проверил Романовский В.И.

Сумы 2012

Расчетно-графическая работа.

Оценка и улучшение надежности энергосистемы.

Цель работы: Определить показатели надежности электроснабжения потребителей в энергосистеме, предложить мероприятия по улучшению надежности энергосистемы.

Задание.

Для энергосистемы, схема которой задана, выполнить следующее:

1. Составить модель надежности электроснабжения для каждого потребителя в системе.

2. Рассчитать вероятность безотказной работы (ВБР) каждого элемента системы с помощью статистических данных.

3. Рассчитать вероятность безотказной работы каждого потребителя энергосистемы по соответствующей модели надежности.

4. Рассчитать величину недоотпуска электроэнергии для каждого потребителя по известному графику нагрузки.

5. Предложить мероприятия по увеличению надежности электроснабжения каждого потребителя, рассчитать их эффективность.

Исходные данные.

Тип электростанции №1	Тип электростанции №2	Напряжение системы, кВ	Длина ЛЭП, Lл, км	Мощность потребителя №1, МВА	Мощность потребителя №2, МВА
КЭС	КЭС	110	300	150,а)	250,г)

Рис. 1. Схема энергосистемы.

График нагрузки потребителя №1 a)	График нагрузки потребителя №2 г)

Рис. 2. Графики нагрузки.

1. Составить модель надежности электроснабжения для каждого потребителя в системе.

В энергосистеме находится 2 потребителя. Каждый из них может получать электроэнергию от каждой из 2-х электростанций энергосистемы. Модель надежности электроснабжения потребителя S1 показана на рисунке 3, а модель надежности электроснабжения потребителя S2 показана на рисунке 4.

Рис. 3. Модель надежности электроснабжения потребителя S1.

Рис. 4. Модель надежности электроснабжения потребителя S2.

2. Рассчитать вероятность безотказной работы (вбр) каждого элемента системы с помощью статистических данных.

2.1. Надежность работы электростанции зависит от ее типа и мощности. Мощность каждой электростанции в системе должна быть достаточна для электроснабжения всех подключенных потребителей в том случае, если вторая электростанция в системе находится в ремонте. Определяем общую мощность потребителей в системе:

Sобщ = S1 + S2

Sобщ = 150 + 250 = 400 МВА

Рассчитываем ВБР электростанции №1, которая имеет тип “КЭС” и мощность 300 МВТ. Статистические данные такой электростанции приведены в таблице.

Тип	Частота отказов, ω, 1/год	Время восстановления после отказа, Tв, часов	Частота текущих ремонтов, μтек, 1/год	Продолжительность текущего ремонта, Ттек, часов	Частота капитальных ремонтов, μкап, 1/год	Продолжительность капитального ремонта, Ткап, часов
КЭС, 300МВт	6	90	2	0	0.2	1100

Время неработоспособности элемента рассчитаем по формуле

Тнэс1 =  Т_в + _тек T_тек + _кап T_кап

Тнэс1 = 3*50 + 2*30 + 0.5*1100 = 760 часов

Вероятность безотказной работы элемента рассчитаем по формуле

Pэс1 = 1 - Т_нэс2/8760

Pэс1 = 1 – 760/8760 = 0.913

Рассчитываем ВБР электростанции №2, которая имеет тип “КЭС” и мощность 500 МВТ. Статистические данные такой электростанции приведены в таблице.

Тип	Частота отказов, ω, 1/год	Время восстановления после отказа, Tв, часов	Частота текущих ремонтов, μтек, 1/год	Продолжительность текущего ремонта, Ттек, часов	Частота капитальных ремонтов, μкап, 1/год	Продолжительность капитального ремонта, Ткап, часов
ГЭС, 500МВт	8	100	2	50	0.5	1400

Время неработоспособности элемента рассчитаем по формуле

Тнэс2 =  Т_в + _тек T_тек + _кап T_кап

Тнэс2 = 8*100 + 2*50 + 0.5*1400 = 1600 часов

Вероятность безотказной работы элемента рассчитаем по формуле

Pэс2 = 1 - Т_нэс2/8760

Pэс2 = 1 – 1600/8760 = 0.817

2.2. Надежность работы трансформатора зависит от номинального напряжения. Оба трансформатора подключены к системе с одинаковым напряжением, поэтому ВБР обоих трансформаторов будет одинакова.

Рассчитываем ВБР трансформатора, который имеет номинальное напряжение 110кВ. Выбираем воздушный выключатель. Статистические данные такого трансформатора приведены в таблице.

Тип	Частота отказов, ω, 1/год	Время восстановления после отказа, Tв, часов	Частота текущих ремонтов, μтек, 1/год	Продолжительность текущего ремонта, Ттек, часов	Частота капитальных ремонтов, μкап, 1/год	Продолжительность капитального ремонта, Ткап, часов
110кВ	0.02	100	2	12	0.17	300

Время неработоспособности элемента рассчитаем по формуле

Тт1 =  Т_в + _тек T_тек + _кап T_кап

Тт1 = 0.02*100 + 2*12 + 0.17*300 = 77 часов

Вероятность безотказной работы элемента рассчитаем по формуле

Pт1 = 1 – Тт1/8760

Pт1 = 1 – 77/8760 = 0.9912

Pт1 = Pт2 = 0.9912

2.3. Надежность работы высоковольтного выключателя зависит от номинального напряжения. Все выключатели подключены к системе с одинаковым напряжением, поэтому ВБР всех выключателей будет одинакова.

Рассчитываем ВБР выключателя, который имеет номинальное напряжение 110кВ.

Статистические данные такого выключателя приведены в таблице.

Тип	Частота отказов, ω, 1/год	Время восстановления после отказа, Tв, часов	Частота текущих ремонтов, μтек, 1/год	Продолжительность текущего ремонта, Ттек, часов	Частота капитальных ремонтов, μкап, 1/год	Продолжительность капитального ремонта, Ткап, часов
110кВ	0.1	25	2	10	0.2	230

Время неработоспособности элемента рассчитаем по формуле

Тв =  Т_в + _тек T_тек + _кап T_кап

Тв = 0.1*25 + 2*10 + 0.2*230 = 68.5 часов

Вероятность безотказной работы элемента рассчитаем по формуле

Pв = 1 – Тв/8760

Pв = 1 – 68.5/8760 = 0.9922

2.4. Надежность работы высоковольтной линии электропередач зависит от ее типа, номинального напряжения и длины.

Рассчитываем ВБР двухцепной линии электропередач, которая имеет номинальное напряжение 110кВ.

Статистические данные такой линии приведены в таблице.

Тип	Частота отказов, ω, 1/год	Время восстановления после отказа, Tв, часов	Частота текущих ремонтов, μтек, 1/год	Продолжительность текущего ремонта, Ттек, часов
Двухцепная, 110кВ	0.2	27	8	12

Время неработоспособности элемента рассчитаем по формуле

Тл =  Т_в + _тек T_тек

Тл = 0.2*27 + 8*12 = 101,4 часов

Вероятность безотказной работы элемента рассчитаем по формуле

Pл = 1 – Тл/8760

Pл = 1 – 101,4/8760 = 0.9884