Количественные оценки показателей надёжности

 

Используются при расчёте необходимого резерва ЭС и других расчётах надёжности, базируются на статических показателях.

Таблица 3.3

 

Тип э/ст	Кв (вынужденного простоя)	tn (сумма продолжительности плановых ремонтов за 1 год),мес
ГЭС	0,005	0,5
ТЭС с поперечными связями	0,02	1,0
ТЭС с блоками мощностью, МВт. 100-200	0,045	1,2
	0,055	1,4
	0,065	1,6
	0,075	1,8
	0,085	2,0

 

Таблица 3.4

 

Наименование объекта	Частота отключений w, 1/год на 100 км	Время восстановления Тв, ч	Частота плановых ремонтов m, 1/год	Продолж. Планового ремонта Тп, ч
Тр-р с ВН 500кВ	0,03		1,0
	0,025		1,0
	0,02		1,0
	0,015		1,0	30(25)
35-20	0,02		1,0	30(20)
6-10, каб. сеть	0,005		0,5
6-10, возд. сеть	0,05		0,5
ВЛ с АПВ напряжением 500 кВ на мет. или ж/б опорах	0,4
	0,5
	0,7
	1,0
	2,0
110, на дер. опорах	0,5
	1,2
	2,0
Кабели 6-10 кВ, в грунте	3,0
6-10 кВ, в блоках	0,5

 

Для ЛЭП устойчивые отказы (неуспешные АПВ) составляют приблизительно 10-40 %.

Для ВЛ на двух цепных опорах или одно-цепных по 1-ой трассе, для кабельных линии в 1-ой траншее, надо выделять отказы для двух цепей.

 

Для отказов с простоем 2-х цепей составляет 10-30 % общего числа отказов одной цепи.

Таким образом для двух цепных ЛЭП:

1. частота отказов каждой из цепей

w’=(1-K_2л)w_л

2. частота отказов для двух цепей

w”=K_2лw_л

K_2л=0,1-0,3-доля отказов Ю приводящих к простою обеих цепей

Для новых серий турбоагрегатов показатели надёжности (табл.1) необходимо умножать на 1,5 в первые 3-4 года.

Для трех обмоточных трансформаторов, автотрансформаторов показатель частоты отключений (поток отказов0обычно увеличивается по сравнению с таб.2 на 20%.

Приведём характеристики основных элементов ЭС:

1. Характеристики надёжности агрегатов электростанций

Таблица 3.5

Показа- тели	ГЭС	ГЭС с поперечными связями	КЭС	АЭС
До 100 мвт	>100 мвт	До 100 мвт	>100 мвт	мвт	мвт	мвт	мвт	>550 мвт	мвт
w,1/год Тв,ч
mтек,1/год
Ттек,ч
mкап,1/год	0.2	0.2	0.25	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5
Ткап,ч

Примечание:m_тек,m_кап,Т_тек,Т_кап - частота и длительность текущего и капитального ремонтов.

2.Характеристика надёжности трансформаторов и автотрансформаторов

Таблица 3.6

Номинальное напряжение,кв	Показатели
w,1/год	Тв,ч	m,1/год	Ткап,ч	mкап,1/год	Ттек,ч
	0.005		0.17
	0.01		0.17
	0.02		0.17
	0.02		0.17
	0.02		0.17
	0.04		0.17
	0.03		0.1
<500	0.03		0.1

 

3.Характеристики надёжности выключателей

Таблица 3.7

 

ТИП	Номи-нальное напряже-ние,кв	Показатели
Воздушные		w, 1/год	wл, 1/год	Тв,ч	mкап,1/год	Ткап,ч	mтек,1/год	Ттек,ч
До 20	0.04	0.04		0.2
	0.04	0.08		0.2
	0.05	0.1		0.2
	0.06	0.13		0.2
	0.06	0.15		0.2
	0.07	0.2		0.2
	0.08	0.2		0.2
<500	0.12	0.3		0.12		0.5
Масляные		0.01	0.01		0.17
	0.01	0.02		0.17
	0.01	0.03		0.17
	0.01	0.07		0.17

 

Примечание:

w_л-в цепях ВЛ

w-в остальных случаях

4.Характеристики надёжности воздушных линий

Таблица 3.7

 

тип	Номинальное напряжение,кв	Показатели
w,1/(год100 км	Тв.ч	mтек,1/год	Ттек,ч
двухцепные		1.6/0.4	7/20	2/4	10/10
	1.1/0.3	7/20	3/6	12/12
	0.9/0.2	4/27	4/8	12/12
	0.5/0.1	2/36	5/10	12/12
Одноцепные
	1.4
	1.1
	0.6
	0.5
	0.4
<500	0.2-0.3	20-6

Примечание:

Значения в числителе для одной цепи,

В знаменателе – для двух,

m_тек-для средних длин ЛЭП.

 

5.Характеристики надёжности отделений и короткозамыкателей

 

Таблица 3.8

 

Номинальное напряжение,кв	Показатели
w, 1/год	Тв,ч	mкап, 1/год	Ткап,ч	mтек, 1/год	Ттек,ч
	0.02		0.33
	0.04		0.33

 

6.Характеристики надёжности сборных шин (на одно присоединение)

 

Таблица 3.9

 

Номинальное напряжение,кв	Показатели
w, 1/год	Тв,ч	mтек, 1/год	Ттек,ч
	0.005
	0.01
	0.01
	0.01			3.5

 

Глава IV Структурная надёжность работы основных элементов ЭС

 

Основные понятия и показатели надёжности воздушных линий электропередачи

Воздушным линиям (ВЛ) принадлежит важная роль в работе ЭС и надёжном электроснабжении потребителей. На долю ВЛ 35-750кВ приходится значительная часть отказов и отключений электрического оборудования (~ 35% -50 %)

Причины высокой повреждаемости ВЛ:

§ Влияние климатических воздействий (гололёдно-ветровые нагрузки, атмосферные перенапряжения и т. д.);

§ Доступность ВЛ посторонним вмешательствам (наезды на опоры, обрывы проводов, «расстрел» изоляторов);

§ Сложность контроля технического состояния элементов ВЛ.

 

Изучение надёжности ВЛ имеет цели:

§ Оценку надёжности схем развития ЭС, эл. сетей, систем электроснабжения отдельных потребителей;

§ Анализ конструкций, оборудования, сооружения ВЛ;

§ Технико-экономический анализ вариантов ВЛ сверхвысокого напряжения и выбор конструкций, опор, фундаментов, проводов, уровней изоляции;

§ Анализ и рационализацию системы ремонтов и технического обслуживания ВЛ;

§ Решение задач планирования, управления и производственно-хозяйственной деятельности при эксплуатации ВЛ;

§ Решение задач диспетчерского управления на разных уровнях;

§ Разработка нормативов аварийного запаса оборудования и запасных частей для ВЛ;

§ Разработка рекомендаций и указаний по эксплуатации ВЛ с учётом местных условий;

§ Определение необходимости и степени эффективности мероприятий по повышению надёжности ВЛ.

Надёжность ВЛ 35-750кВ оценивается комплексом показаний из 5-ти групп:

¨ Показатели безотказности;

¨ Ремонтопригодности;

¨ Долговечности;

¨ Комплексные показатели;

¨ Экономические показатели.

1) Под безотказностью ВЛ понимается её свойства непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение некоторого времени или наработки. ВЛ – восстанавливаемый объект и её показатель безотказности – параметр потока отказов – в общем случае w(t) – т.е функция времени. На величину «w» влияют: факторы старения и износа элементов, а также плановые ремонты (рис.4.1):

t₁, t₂, t₃, момент времени выполнения капитальных ремонтов;

t -окончание приработки (периода освоения).

 

(4.1)

где

M –математическое ожидание отказов ВЛ;

r(t) –число отказов за время t;

r (t+Dt) число отказов за время (t+Dt);

w (t) –среднее число отказов, ожидаемых в малом интервале времени.

w (t)

w (t)

w_ср (средний)

 

t

0 t₀ t₁ t₂ t₃

 

 

Рис. 4.1

Из анализа причин отказа ВЛ следует:

 

w=w₁(t)+ w₂, (4.2)

где

w –поток отказов ВЛ,

w cвязан с износом и старением ВЛ и зависит от срока службы ВЛ,

w - связан с внешними воздействиями на ВЛ,

Поток отказов «w » вызывается загниванием древесины, коррозией металлических опор, износом арматуры, проводов,тросов, разрушением изоляторов, составляющая потока «w » связана с гололёдно-ветровыми нагрузками, дефектами монтажа, обрывами проводов, ударами молний, ледоходом, пожарами и т.д.

Величина w =const и не зависит от длительной эксплуатации, капитальных ремонтов т.е. определяется случайными причинами.

В эксплуатационной и проектной практике ЭС для ВЛ в период нормативного срока службы пользуются значением среднего потока отказов «w_ср» не зависящего от срока службы ВЛ. Периодичность капитальных ремонтов ВЛ принимается 3-6 лет.

С вероятностью безотказной работы ВЛ связано понятие функции надёжности ВЛ – р(t).

р(t)=1-åр (t)q (t); (4.3)

где

i- возможные состояния ВЛ;

р_i (t) – вероятность нахождения ВЛ в момент времени “t” в состоянии “i”

q_i – вероятность нарушения надёжности ВЛ в момент времени “t” в состоянии “i”.

 

2) Ремонтопригодность ВЛ – свойство ВЛ, заключающееся в её приспособленности к обнаружению причин отказов, предупреждению отказов и восстановлению работоспособности путём технического обслуживания и ремонта. Ремонтопригодность ВЛ определяется следующими основными показателями:

§ средним временем восстановления линии при отказе (Т_в);

§ средней продолжительностью преднамеренных отключений ВЛ (Т_р);

§ средней периодичностью ремонтов (m);

§ cредними трудозатратами на капитальный ремонт и техническое обслуживание ВЛ (N_р).

Рассмотрим содержание отдельных показателей:

Величина «Т_в» - математическое ожидание времени для приведения ВЛ в работоспособное состояние после отказа.

Величина «N_р» для ВЛ 35-750кВ характеризует их потребность в плановых ремонтах и других видах обслуживания. Средние значения величины «N_р» для ВЛ представлены в таблице 4.1

Таблица 4.1