Успенский М.И. Основы эксплуатации электрооборудования: Учебное пособие - файл n1.doc

Успенский М.И. Основы эксплуатации электрооборудования: Учебное пособие
скачать (1311.5 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc1312kb.19.11.2012 22:55скачать

n1.doc

1   2   3   4   5   6   7   8   9

Применение теории надежности для проектирования

систем электроснабжения



Оптимальный вариант схемы можно выбрать на основе годовых приведенных затрат по каждому из сравниваемых вариантов , где – капитальные затраты, – годовые эксплуатационные расходы на схему, – нормативный коэффициент эффективности, – ущерб от самого факта перерыва электроснабжения, – число перерывов электроснабжения за год, – ущерб на единицу длительности перерыва электроснабжения, – суммарная продолжительность перерывов электроснабжения в течение года по i–му варианту. С ростом затрат увеличивается надежность схемы за счет снижения годового ущерба. Увеличение надежности систем электроснабжения предприятий часто достигается дублированием цепей с автоматическим переходом на резервное питание.

Вероятность безотказной работы одной цепи за время t , где – параметр потока отказов i–го элемента цепи 1/ч. Обозначим для цепи . Вероятность работы цепи без планового ремонта , где – параметр потока плановых ремонтов цепи 1/ч. Тогда вероятность отказа цепи , а вероятность планового ремонта . Вероятность работы цепи без отключений определяется по теореме умножения вероятностей независимых событий , а вероятность отключения . Для двух взаимно нерезервируемых цепей вероятность работы без отключений .

Для восстанавливаемых цепей важными показателями являются также коэффициент аварийного простоя цепи , и коэффициент планового простоя , где – среднее время восстановления после отказа i–го элемента. По смыслу эти коэффициенты представляют вероятности простоев аварийного и планового ремонта, соответственно. Тогда суммарное время восстановления цепи из-за отказа i–го элемента за время t , а суммарное время простоя цепи в плановом ремонте за t . Общая длительность нахождения цепи в отключенном состоянии за время t

.

Полученные зависимости позволяют получить вероятность безотказной работы , вероятность отказа и коэффициент простоя для дублирования цепей системы электроснабжения.

Отказ дублированной системы определяется следующими парами событий: одна цепь отказала, и за время ее восстановления отказывает другая цепь; одна цепь находится в плановом ремонте, а в другой цепи происходит отказ. Перегруппируем эти события. Первое – одна цепь отключена из-за аварийного отказа или планового ремонта (). Второе – отказ другой цепи за время восстановления отказа или планового ремонта (). При этом



Вероятность отказа дублированной системы , а.

Средняя наработка на отказ . Обычно для систем электроснабжения , поэтому практически без погрешности можно записать , а . Параметр потока отказов дублированной системы , откуда очевидно, что для его уменьшения в равной степени эффективны как снижение параметра потока отказов одной цепи, так и сокращение времени восстановления и плановых ремонтов.

По аналогии с одной цепью получаем . Вероятность одновременного простоя двух цепей по теореме умножения независимых событий .Вероятность простоя при отказе одной и плановом ремонте второй цепи определяется условиями: 1) первая цепь находится в ремонте и происходит отказ второй цепи; 2) вторая цепь находится в ремонте и происходит отказ первой цепи. Для одинаковых цепей . Вероятность простоя из-за совпадения плановых ремонтов . Вероятность простоя дублированной системы определяют как сумму вероятностей рассмотренных событий .Эта формула справедлива для условий: 1) аварийный отказ обеих цепей происходит одновременно, и среднее время восстановления цепей при каждом отказе одинаково; 2) при совпадении планового ремонта одной с отказом другой цепи, время отказа совпадает с началом планового ремонта; 3) в плановый ремонт обе цепи переводят одновременно, т.е. совпадают начало и конец ремонта. В действительности отказы одной цепи при отказавшем или ремонтном состоянии другой происходят по определенным закономерностям, характерным для случайных событий. Поэтому в общем случае справедливо , где – коэффициент, учитывающий несовпадение моментов начала восстановления аварийных отказов цепей дублированной системы; – коэффициент, учитывающий несовпадение начала планового ремонта одной и начала времени восстановления другой цепи; – коэффициент, учитывающий несовпадение начала плановых ремонтов цепей дублированной системы. На практике недопустимо планирование одновременного ремонта двух цепей, поэтому . Поскольку длительность восстановления цепи после каждого отказа можно оценить , то , где время восстановления дублированной системы определяется в зависимости от плотности распределения вероятности появления отказов одной цепи за время аварийного ремонта другой. При равномерной плотности распределения вероятности . При , что характерно для систем электроснабжения, . Тогда коэффициент простоя дублированной системы примет вид . Время ее простоя .




Пример расчета надежности дублированной системы



Определить параметр потока отказов, вероятность безотказной работы и время восстановления дублированной системы электроснабжения, представленной на рис. 7. Сравнить их с теми же параметрами для одноцепной линии. Задано: 1/год, ч, ч, 1/год, ч, 1/год, ч,1/год, ч, ч, 1/год, ч, ч.

1. Вычислим показатели для одной цепи дублированной системы.

1/год. Наработка на отказ года. Вероятность безотказной работы цепи . Коэффициент простоя

. Коэффициент необходим для перевода времени простоя из часов в год. Время аварийного простоя в течение года ч. Среднее время восстановления цепи на один отказ

ч. Длительность планового ремонта цепи принимаем по элементу с наибольшей продолжительностью ремонта, т.е. 25 ч. Параметр потока плановых ремонтов принимают в зависимости от местных условий. В примере 1/год. Соответственно, год, т.е. один плановый ремонт в год. Коэффициент простоя в плановом ремонте . Общий коэффициент простоя . Вероятность неотключения цепи на плановый ремонт . Вероятность суммарного неотключения цепи .

2. Рассчитаем показатели дублированной системы электроснабжения.

Вероятность безотказной работы системы . Средняя наработка на отказ определится как года. Параметр потока отказов 1/год. Коэффициент простоя . Время простоя дублированной системы в год ч.

3. Вычислим показатели для цепи недублированной системы аналогично одной цепи дублированной системы электроснабжения. Отличие в отсутствии масляного выключателя на стороне 110 кВ.

1/год;

года;

.

ч.

Сведем результаты в табл.7.

Таблица 7

Сравнение показателей надежности электроснабжения по различным схемам (рис.7)


Вид схемы

Вероятность безотказной работы

Средняя наработка на отказ, год

Коэффициент простоя

Время простоя за год, ч

Схема одной цепи (а)

e-0.718t

1.4

0.9.10-3

7.9

Одна цепь схемы (б)

e-0.748t

1.34

10-3

8.76

Дублированная система, схема (б)

e-0.0058t

175

3.35.10-6

0.043



Планирование технического обслуживания электрооборудования



Повышение надежности электроустановок и систем электроснабжения может обеспечиваться не только резервированием, но и рациональной организацией технического обслуживания на основе рационального планирования периодичности проведения и объемов таких мероприятий. Для планирования технического обслуживания (главным образом ремонта) оборудования энергосистем разработаны методы оперативного планирования и управления энергоремонтом, в основу которых положены сетевые модели, позволяющие достаточно точно отразить основные особенности энергоремонтного производства. Вершины сетевых графиков при этом моделируют события, т.е. факт завершения работы или комплекса работ, а дуги или отрезки между вершинами моделируют работы.

В основу планирования сроков ремонтов положены средние значения продолжительности ремонтного цикла, межремонтных периодов и сроков проведения операций регламентированного технического обслуживания. Эта система имеет один существенный недостаток: при наличии ряда уточняющих коэффициентов они не дают полной объективной оценки потребности в ремонте конкретной электроустановки или участка сети. Обычно при планировании сроков и объемов ремонтов и технического обслуживания не учитывают неравноценность отказов, а именно, последствий отказов с точки зрения затрат на восстановление работоспособности отказавшей электроустановки. При некоторых видах отказа возникает необходимость заменять электроустановку полностью, а в других случаях аварийный ремонт на месте позволяет относительно быстро возобновить ее работу.

Опыт показывает, что затраты на ремонт на месте установки и на замену отказавшего оборудования существенно различаются. По этой причине затраты удобно разделить на две группы: затраты на восстанавливаемые отказы, т.е. когда восстановление отказавшего оборудования ведется на месте установки, и затраты на невосстанавливаемые отказы, когда при отказе необходимо произвести замену оборудования полностью. Такое разделение позволяет разработать математическую модель для планирования сроков проведения замены оборудования, учитывающую, что затраты в этом случае значительно превышают затраты на восстановление оборудования после отказов на месте установки. При своевременном проведении замены оборудования существенно снижаются частота отказов и их экономические последствия. Это возможно, если процесс эксплуатации характеризуется монотонно возрастающей во времени интенсивностью отказов из-за старения, что может быть описано законом Вейсбулла , где – параметры, позволяющие перерождать закон от нормального до экспоненциального. Основное его достоинство – универсальность.

Список литературы





  1. Васильева В.Я., Дробиков Г.А., Лагутин В.А. Эксплуатация электрооборудования электрических станций и подстанций. - Чебоксары: Изд-во Чуваш. ун-та, 2000. – 864 с.

  2. Ерошенко Г.П., Пястолов А.А. Эксплуатация электрооборудования. - М.: Агропромиздат, 1990. – 360 с.

  3. Кисаримов Р.А. Справочник электрика. - М.: ИП РадиоСофт, 2002. – 512 с.

  4. Манов Н.А. Обеспечение надежности электроснабжения в условиях конкурентного рынка электроэнергии / Проблемы обеспечения надежности систем энергетики и методы их решения. – Иркутск, 2004.

  5. Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей. – СПб.: Изд-во ДЕАН, 2003.- 304 с.

  6. Правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок.– Сосновый Бор: Изд-во Полиграфия, 2000.– 270 с.

  7. Правила устройства электроустановок. – М.: Энергоатомиздат, 1986. – 640 с.

  8. Справочник по электрическим установкам высокого напряжения/ Под ред. И.А. Баумштейна, С.А. Бажанова. – М.: Энергоатомиздат, 1989. – 768 с.

  9. Справочник по электроснабжению и электрооборудованию/ Под ред. А.А.Федорова.Т.1. Электроснабжение –М.: Энергоатомиздат, 1986. – 598 с. Т.2. Электрооборудование –М.: Энергоатомиздат, 1987. – 592 с.

  10. Сырых Н.Н. Эксплуатация сельских электроустановок. – М.: Агропромиздат, 1986. – 255 с.

  11. Федоров А.А., Попов Ю.П. Эксплуатация электрооборудования промышленных предприятий. – М.:Энергоиздат, 1986. – 290 с.

  12. Хорольский А.Я. Эксплуатация электрооборудования сельскохозяйственных предприятий. – Ставрополь, 1996. – 264 с.

  13. Электрическая часть элктростанций/ Под ред. С.В. Усова.–Л.:Энергия, 1977. – 556 с.

  14. Электроснабжение сельскохозяйственного производства. Справочник. Под ред. И.А. Будзко. – М.:Колос,1977. – 352 с.

  15. Янукович Г. Эксплуатация и ремонт сельскохозяйственного электрооборудования. – Ураджат, 2000. – 397 с.



1   2   3   4   5   6   7   8   9


Учебный материал
© bib.convdocs.org
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации