СД.3 Переходные процессы в электрических системах

Разновидности максимальной токовой защиты

Максимальные токовые защиты выполняются на электромеханических и статических реле прямого и косвенного действия по трех- и двухфазным схемам. По способу питания оперативных цепей МТЗ косвенного действия делятся на РЗ с постоянным и переменным оперативным током. По характеру зависимости времени действия от тока МТЗ подразделяются на РЗ с независимой и зависимой характеристиками

Для повышения чувствительности МТЗ дополняется измерительным органом (блокировкой) напряжения (ОН), который, разрешая РЗ действовать при КЗ, запрещает ей срабатывать (блокирует) в режиме максимальной нагрузки и при самозапуске электродвигателей.

Структурная схема МТЗ с дополнительным органом напряжения показана на рис.4.13. Измерительный орган напряжения (ИОН) выполняется с помощью реле минимального напряжения KV и действует совместно с реле КА измерительного органа тока (ИОТ) по логической схеме И на пуск реле времени.

Во время КЗ, когда возрастает ток и уменьшается напряжение, срабатывают оба измерительных органа ИОН и ИОТ и с заданной выдержкой времени МТЗ действует на отключение. Если же в результате перегрузки защищаемого элемента токовые реле КА приходят в действие, ИОН блокирует РЗ, так как реле напряжения не действуют. Недействие ИОН при перегрузке обеспечивается выбором уставки срабатывания реле KV такой, чтобы оно не срабатывало при минимальном рабочем напряжении U _{p min}.Благодаря этому ток срабатывания КА отстраивается не от I _{н mах}, а от тока нагрузки нормального режима I _p.норм:

СД.3 Переходные процессы в электрических системах

1. Переходный процесс при трехфазном КЗ в простейшей электрической цепи, питаемой от источника бесконечной мощности.

Трехфазная симметричная система с сосредоточенными активными и реактивными сопротивлениями называется простейшей. Источником бесконечной мощности называется источник, внутреннее сопротивление которого равно 0, а напряжение неизменно по частоте, амплитуде независимо от режима. Фактически ИБМ - считают источником, номинальная мощность которого превосходит мощность КЗ в десятки и более раз. Под мощностью КЗ понимают (достаточно условные понятия, но широко используемые на практике)., где Un - номинальное напряжение в точке КЗ, Ik - ток КЗ. Нашу простейшую трехфазную систему представим в виде: Рассмотрим аварийное повреждение (трехфазное КЗ), причем параметры до аварийного режима следующие: напряжение в фазах источника питания: Амплитуда токов определяется по формуле: Тогда токи запишутся в виде: Проекции векторов на ось времени дают мгновенные значения напряжения в рассматриваемый момент времени. Векторная диаграмма также вращается со скоростью, причем проекции векторов на ось времени дают мгновенные значения токов в фазах. Токи в фазах в установившемся режиме КЗ будут иметь вид: Переходный процесс в цепи описывается дифференциальными уравнениями: Вследствие симметрии фаз: Для остальных фаз уравнение аналогичные, поэтому достаточно решить уравнение для фазы А. Решение этого уравнения имеет вид: Рассмотрим начальный момент времени t=0: Начальное значение апериодической слагающей равно проекции на ось времени разности векторов тока до аварии и тока в установившемся режиме аварии. Причем, надо помнить, что в каждой фазе - это будет своя величина!

2. Условия определения ударного тока КЗ

ударный ток КЗ - это максимальное мгновенное значение полного тока КЗ при наиболее неблагоприятных условиях. Для активно-индуктивных схем с преобладанием индуктивности =90, если до аварийного режима был холостой ход, то наиболее неблагоприятные условия будут тогда, когда КЗ происходит в момент прохождения напряжения через 0, при этом периодическая слагающая тока КЗ начинаются со своего амплитудного значения. По условию неизменности тока в первый момент КЗ начальные значения апериодической слагающей, оказывается максимально возможной и равной амплитудной слагающей тока КЗ. Через полпериода с момента возникновения КЗ (t=0.01 сек) мгновенные значения тока КЗ оказывается максимально возможным и равным: Для чисто активных цепей t=0 к не равно 0* Т = 0, k = 1. Для чисто индуктивных цепей r=0б ч не равно 0* Т = 8, k = 2. К - это ударный коэффициент показывает превышение ударного тока над амплитудой периодической слагающей. Его величина меняется от 1 до 2. Чем выше отношение x/r цепи, тем больше постоянная времени T и тем медленнее затухает апериодическая составляющая, и тем выше. В практических расчетах ударный ток КЗ (iу) определяют по формуле: iу - это показатель, определяющий механическую прочность токоведущих частей. Эти части выбирают такими, чтобы они выдерживали ударный ток.

3. Определение переходной ЭДС, векторная диаграмма синхронной машины, схема замещения.

ЭДС определяется из режима до КЗ т.е. мы должны знать, как работа дв до КЗ форм выв из вектр диагр(а)Из этого ∆ наход E``=√(Ucos φ)² +(Usin+Ixd”) по такой же ф.опред ЭДС дв раб в реж перевозб,т.е. когда он выдаёт в сеть. АД:он потребл и будет отставать (б) E”= √(Ucosφ)²+ (Usin-Ixd”), по такойже ф опред ЭДС СД раб в реж недовозб. Для СД сх замещ(в). Насамом деле неизм будет Е’’q она скачком немен, однако при расч токов КЗ в основ оперирует E’’т.к. на велич тока КЗ не оказ сущ влиян разница м/у Е’’q и E’’ однако при расч Эл мех пп это разн оказыв сущ влиян на устойч сист т.к. устойчив оценив по изм угла δ.

4. Определение сверхпереходной ЭДС, векторная диаграмма, схема замещения асинхронного двигателя в начальный момент КЗ

Асинхронные двигатели обычно рассматривают как недовозбужденный СД. При двухфазном КЗ моментно-скоростная характеристика (рис.13.4) уменьшается, а максимальная мощность, развиваемая двигателе составляет (0,55…0,65)РMном и поэтому АД опрокидывается. В системах электроснабжения АД, СД и СК отдельно учитываются лишь крупные (более 100 кВт). Мелкие АД (менее 100 кВт) обычно учитываются обобщенным двигателем:

5. Схема замещения асинхронного двигателя в начальный момент КЗ

Для расчета токов НКЗ на зажимах обобщенной нагрузки удобно использовать комплексную схему заземления: Эти параметры отнесены к полно (МВА)рабочей мощности нагрузки. Для момента t = 0: Сверхпереходный ток прямой последовательности: Сверхпереходный ток в аварийной фазе: Ток прямой последовательности: Ток аварийных фаз: Пренебрегая влиянием доаварийного тока: Затухание апериодической слагающей оценивают усредненной: Тогда ударный ток: Переходный процесс, как и у мелких АД практически затухают за (0,03…0,05) сек. Окончательно можно сделать следующие выводы: 1. C точки зрения тока прямой последовательности НКЗ равносильно удаленному КЗ, поэтому напряжение прямой последовательности выше, чем при трехфазном КЗ. Соответственно число двигателей, участвующих в подпитке, а также начальный ток подпитки со стороны нагрузок меньше. 2. Наличие нагрузок уменьшает результирующие параметры х2. Это приводит к увеличению токов всех последовательностей и фазных токов генераторов по сравнению со случае отсутствия нагрузки. Создается эффект, будто ток КЗ подпитывается нагрузкой, хотя фактически увеличивается ток генератора. 6.2 Синхронный генератор в первоначальный момент КЗ. Переходная и сверхпереходные ЭДС В первый момент КЗ мгновенно меняются все токи и магнитные потоки, но результирующие потокосцепления обмоток остается постоянным. В том числе полное потокосцепление остается неизменным из-за большой постоянной времени (хотя оно и меняется, но настолько медленно, что можно считать его постоянной на расчетном периоде времени). Поэтому реальный синхронный генератор удобно замещать фиктивной энергетической системой, в которой действует переходная ЭДС, пропорциональная полному потокосцеплению ротора. Реально этой ЭДС в машине нет, но она удобна, как расчетное понятие. Сопротивление по продольной оси за которым эта ЭДС действует называется переходным. Оно является паспортным данным генератора. Переходную ЭДС можно вычислить по доаварийному режиму машины: В частности, если доаварийный режим был холостой ход, то I0=0, Eq'=Uq=1. Переходный ток (действующее значение) периодической слагающей тока КЗ времени равен: Если аварийная схема чисто реактивна: где ' - полное суммарное реактивное сопротивление до точки КЗ. В частности, если доаварийный режим был холостой ход: Схема замещения

6. Схема замещения обобщенной нагрузки в начальный момент КЗДля расчета токов НКЗ на зажимах обобщенной нагрузки удобно использовать комплексную схему заземления: Эти параметры отнесены к полно (МВА)рабочей мощности нагрузки. Для момента t = 0

7. Метод расчетных (типовых) кривых

Если точка короткого замыкания находится вблизи источника питания, то периодическую слагающую тока КЗ можно опреде­лить по расчетным кривым. Указанные кривые представляют собой зависимость кратности периодической слагающей тока короткого замыкания kt, от расчетного сопротивления.x*расч (для времени, принимаемого от начала возникновения ко­роткого замыкания). При этом следует учитывать, что указанные кривые рассчитаны для одного турбогенератора пли гидрогенератора с АРВ. Если счи­тать, что генераторы системы однотипны и сопротивления линий одинаковы, то указанные кривые можно использовать для расчета периодической слагающей тока короткого замыкания в точках, близлежащих от источника питания

8. Особенности расчетов токов КЗ в электроустановках напряжением до 1 кВ

При этом должны учитываться активные сопротивления цепи короткого замыкания (воздушных и кабельных линий, обмоток сило­вых трансформаторов, трансформаторов тока, шин и коммутационной аппаратуры). Для указанных установок считается, что мощность системы не ограничена и напряжение на стороне высшего напряжения трансформатора неизменно. Это выполняется, если мощность системы примерно в 50 раз больше мощности цехового трансформатора, напри­мер при мощности системы более 50 MB · А и мощности цеховых тран­сформаторов до1000 кВ · А. При расчете токов короткого замыкания па шинах низшего напря­жения трансформатора, в кабеле или другой точке низко­вольтной сети с сопротивлением х*Т+х*НН необходимо знать мощ­ность питающей системы или технические данные выключателя.

9. Практические критерии статической устойчивости асинхронных двигателей. Их схема замещения

Пр-кий кр-рий устанавливает т/ко наличие устойчивости или неустойчивости данного режима. В случае АД устойчивость проверяется по параметру s (скольжение двигателя) и соотношением его механической (тормозящей) Pмех и эл-кой (вращающей) мощности. При Pмех = P0 = const кр-рий уст-ти: dP/ds>0 (устойчивыми будут режимы, при возмущении к-рых факторы, стремящиеся нарушить их, изменяются менее интенсивно, чем факторы, противодействующие этому нарушению.

10. Косвенные критерии статической устойчивости комплексной нагрузки

Комплексная нагрузка состоит из АД, СД, печей, освещения. Для оценки уст-ти комплексной нагрузки используют косвенный критерий dE/dU. Этот критерий основан на использовании статических хар-к комплексной нагрузки, которые определяются либо расчетным либо опытным путем. Эти стат-кие хар-ки имеют различный вид (рис. 1). Все статич-кие хар-ки хар-ся регулирующим эффектом, под кот-рым понимается изменение потребляемой мощности с изменением U-я на шинах узла нагрузки. Регулирующий эффект будет «+», когда с увел-ем U-я (умен-ем U-я) увел-ся (умен-ся) потребляемая мощность. Регулир-й эф-т будет «-», когда с увелич-м или умен-ем U-я умен-ся или увел-ся поребляемая мощность. dР / dU= ΔР / ΔU=0,2÷0,6; dQ / dU= ΔQ / ΔU=2÷5. Чтобы воспользоваться критерием dE / dU строят зав-ть ЭДС от U-я. (рис. 2) Режим в т. А соот-т «+» регулирующему эффекту, он статически устойчив и ему соот-т dE/dU>0. Режим в т. В соот-т «-» регулирующему эффекту, он статически неустойчив и ему соот-т dE/dU<0. т.С критический случай dE/dU=0

 

СД.4 Надежность электроснабжения

 

1. Общие понятия теории надежности. Главные принципы построения надежных схем электроснабжения

Под надежностью любого технического объекта, в том числе и ЭЭС, понимается

свойство объекта выполнять заданные функции в заданном объеме при определенных

условиях функционирования; применительно к ЭЭС – бесперебойное снабжение

электрической энергией в пределах допустимых показателей ее качества и исключение

ситуаций, опасных для людей и окружающей среды.

Понятие надежности тесно связано с понятиями работоспособности и отказа.

2. Понятие отказа. Классификация отказов. Основные характеристики работоспособности электрооборудования

Отказом называется событие, заключающееся в нарушении работоспособности, т.е. в

переходе объекта с одного уровня работоспособности или функционирования на другой,

более низкий, или в полностью неработоспособное состояние. Понятие отказа – одно из

основных в теории надежности.

Отказы классифицируются по ряду признаков:

- по степени нарушения работоспособности – полные и частичные;

- по связи с отказами других объектов – независимые и зависимые;

- по характеру процессов проявления – внезапные и постепенные;

- по времени существования – устойчивые и неустойчивые.

3. Периоды эксплуатации электрооборудования. Причины повреждений воздушных линий. Причины повреждений кабельных линий.

Повреждение кабельных и воздушных линий электропередач - это одна из наиболее распространенных причин возникновения аварийных ситуаций в электроустановках. Очень часто авария на линии электропередач стает причиной возникновения более серьезных повреждений - аварии на оборудовании распределительного устройства подстанции. Рассмотрим основные причины повреждения кабельных и воздушных линий электропередач.

Устройства релейной защиты предназначены для защиты оборудования, в том числе линий электропередач от повреждения в результате возникновения аварийных ситуаций: короткое замыкание, перегрузка, замыкание на землю. Если по той или иной причине защитное устройство не срабатывает, то при отсутствии резервирующей защиты повреждается оборудование распределительного устройства или отходящая кабельная (воздушная линия). То есть можно выделить первую причину повреждения линий электропередач – отказ работы устройств релейной защиты.

К приведенной причине можно отнести также некорректную работу защитного устройства, например, по причине сбоя программного обеспечения микропроцессорного терминала защит, отказа одного из реле электромеханической защиты или по причине неправильного выбора уставки срабатывания защиты.

Следующая причина – нарушение целостности изоляции: изоляторов воздушных линий электропередач, кабеля. Основная причина – естественное старение изоляции.

Повреждение линий электропередач по причине нарушения целостности изоляции происходит, в основном на оборудовании, срок эксплуатации которого истек. Еще одна причина нарушения целостности изоляции – механическое повреждение или длительная работа линии в режиме перегрузки.

Приведем несколько примеров повреждения линий электропередач по вышеприведенной причине.

Кабельная линия может повредиться в результате случайного ее зацепления трактором при выемке грунта. Кабель, который не имеет защитной оболочки, может быть поврежден грызунами. На воздушных линиях электропередач из-за чрезмерного загрязнения гирлянд подвесных изоляторов произошло перекрытие фазы на землю, что привело к повреждению линии.

Следующая причина повреждения линий электропередач – воздействие агрессивных условий окружающей среды, плохие погодные условия. К агрессивным условиям окружающей среды можно отнести чрезмерное снижение или увеличение температуры воздуха, повышенное загрязнение, воздействие химических веществ и др.

Что касается погодных условий, то основными причинами повреждения линий электропередач является: сильный ветер, буря, снегопад, оледенение проводов, молния. Например, в результате сильного ветра упало дерево на воздушную линию электропередач и порвало провода.

Кабель проложен в помещении, где в открытом виде хранятся агрессивные химические вещества, их периодическое попадание на кабель привело к разрушению его изоляции. В результате удара молнии и разрушению разрядников произошло перенапряжение, что привело к повреждению линии электропередач.

Помимо грозовых (внешних) перенапряжений бывают коммутационные (внутренние) перенапряжения, которые возникают из-за резких скачков нагрузки, при феррорезонансных явлениях, при снятии и подаче напряжения на линию электропередач. Если на данном участке линии электропередач отсутствует защита от перенапряжений, например, из-за повреждения ОПН, установленных на данной линии, то при возникновении перенапряжения линия электропередач повредится.

Повреждение линии электропередач по причине возникновения перенапряжения обусловлено тем, что изоляция данной линии рассчитана на работу при определенном значении напряжения, а при значительном увеличении напряжения происходит пробой изоляции, что приводит к короткому замыканию и возможному повреждению линии электропередач.

4. Причины повреждений коммутационных аппаратов. Причины повреждения трансформаторов. Причины постепенных отказов

Отказы коммутационных аппаратов (автоматических выключателей, разъединителей, короткозамыкателей, отделителей) происходят при отключении коротких замыканий, выполнении ими различных операций, а также в стационарном состоянии.

Основная причина повреждений коммутационных аппаратов - механические повреждения, связанные с несовершенством конструкции, нарушением технологии изготовления или правил эксплуатации. Среди них следует выделить дефекты контактных соединений, неполадки в электроприводе, повреждения из-за ошибочных действий персонала, а также отказы при выполнении операций включения из-за некачественной регулировки, настройки или вследствие обледенения.

Электрические повреждения коммутационных аппаратов вызываются перекрытием изоляции при внешних и внутренних перенапряжениях, пробоем внутрибаковой изоляции выключателей и пр.

Следует отметить большую повреждаемость линейных разъединителей 6-10 кВ из-за недостатков их конструктивного исполнения.

Для короткозамыкателей причиной отказов могут быть также самопроизвольные включения, а для отделителей - отказы в бестоковую паузу.

К отказам предохранителей относятся их повреждения, а также неселективные и ложные срабатывания.

Этот вид оборудования повреждается значительно реже, чем линии электропередачи, однако его отказ ведет к более тяжким последствиям, и восстановление работоспособности требует длительного времени.

Основные причины повреждения силовых трансформаторов:

* повреждение изоляции обмоток трансформатора из-за дефектов конструкции и изготовления, а также из-за воздействия внешних перенапряжений в сети и токов короткого замыкания;

* повреждение переключателей (в основном регулируемых под нагрузкой), обусловленное конструктивными и технологическими дефектами;

* повреждение вводов, в основном при воздействии внешних перенапряжений в сети (перекрытие внешней или внутренней изоляции, механические повреждения, некачественные контактные соединения).

Ремонт трансформаторов больших габаритов производится на месте. Он требует, как правило, выемки керна трансформатора, применения подъемных механизмов и может длиться несколько суток.

Ремонт трансформаторов малых габаритов на напряжение 6-20 кВ производится централизованно в мастерских предприятий электрических сетей.

Основные способы повышения надежности эксплуатации трансформаторов:

* тщательная приемка в эксплуатацию с выполнением контрольных испытаний;

* периодические осмотры и проверки в процессе эксплуатации с соблюдением требуемых сроков и объема испытаний;

* соблюдение режимов работы трансформаторов, не допускающих значительной перегрузки в течение длительного времени;

* установка в сети средств снижения мощности коротких замыканий (реакторов) и величины перенапряжений (разрядников).

Причины возникновения отказов могут быть связаны с нарушением в выполнении каких-либо заданных функций (отказ функционирования) или с недостаточной квалификацией обслуживающего персонала, в результате которой система не выполняет заданные функции удовлетворительно. Отказы могут быть связаны с изменением параметров или характеристик системы, т.е. одна из основных функций выполняется плохо (отказ по параметру). Так же причинами отказов объектов могут быть дефекты, допущенные при конструировании, производстве и ремонте, нарушение правил и норм эксплуатации, различного рода повреждения, а также естественные процессы изнашивания и старения.

5. Вероятность безотказной работы. Вероятность отказа

Вероятность безотказной работы p (t) – вероятность того, что в пределах заданной

наработки, t, отказа не произойдет при заданных условиях работы

p (t) = P (T ³ t), - функция надежности.

Здесь Т – время безотказной работы.

На практике часто более удобной характеристикой является вероятность отказа

q (t), которая определяется как противоположное событие, т.е. это вероятность того, что в

пределах заданной наработки произойдет хотя бы один отказ

q (t) =1- p (t); q (t) = F (t) = P (T < t) - функция ненадежности.

Очевидно, что p (t) + q (t) =1.

Вероятность отказа определяется также как функция распределения случайной

величины наработки до отказа (или на отказ).

 

Время безотказной работы – случайная величина, которая характеризуется

математическим ожиданием T или средним временем безотказной работы и

среднеквадратичным отклонением t s.

Расчетным временем безотказной работы пользуются при сравнении безотказности

работы объектов электроэнергетических систем, в особенности, если законы распределения

времени безотказной работы различны. Например, для экспоненциального закона

распределения:

(t) e (t) l a l -=

;

T 1

l

=; D (t) = T 2; T s = T;

().. ln 1 pб T = - - a T.

Так, для a = 0,1..

0,105 0,105 1 p б T T

l

6. Параметр потока отказов. Интенсивность отказов

Параметр потока отказов ω(t) – среднее количество отказов в единицу времени к

одному элементу или предел отношения вероятности появления хотя бы одного отказа за

промежуток времени Δ t к данному промежутку времени при D t ®0, т.е. при его

неограниченном уменьшении, или плотность вероятности возникновения отказов за

рассматриваемый период:

Различают следующие виды потоков отказов: простейший, поток с последействием,

нестационарный, пуассоновский поток, поток Пальма.

Интенсивность отказов l (t) – скорость изменения вероятности безотказной работы

или условная вероятность того, что в промежуток времени D t произойдет отказ, при

условии, что до этого он не произошел:

Интенсивность потока отказов μ – это математическое ожидание числа отказов в

единицу времени.

 

7. Показатели надежности воздушных линий. Показатели надежности выключателей!!!!!!! не до конца!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

Под надежностью электрической сети (или ее участка) понимают способность осуществлять передачу и распределение требуемого количества электроэнергии от источников к потребителям при нормативных уровнях напряжения и в соответствии с заданным графиком нагрузки. Надежность участка сети определяется надежностью и параметрами входящих в се состав элементов (трансформаторов, коммутационной аппаратуры, линий электропередачи и др.) и схемой их соединения.
Нарушение работоспособности объекта называется отказом. В случае отказа отдельных элементов сети может произойти (в зависимости от схемы соединений) отказ участка сети, приводящий к нарушению электроснабжения потребителей: полному прекращению питания, частичному ограничению нагрузки, отклонению напряжения от допустимых нормами пределов.
При разработке вариантов схемы электрической сети должны быть соблюдены требования нормативных и руководящих документов к надежности. Однако в ряде случаев могут дополнительно потребоваться расчеты количественных показателей надежности, в частности, для решения следующих вопросов:
сопоставления различных мероприятий, предусматриваемых для обеспечения требуемого потребителем уровня надежности;
обоснования экономической целесообразности повышения надежности (степени резервирования) сверх нормативных требований.
При сопоставлении различных мероприятий для обеспечения требуемого потребителем уровня надежности или обосновании экономической целесообразности повышения надежности сверх нормативных требований рекомендуется рассматривать математическое ожидание ущерба от вынужденных простоев (аварийных отключений).
В современных условиях функционирования электроэнергетики математическое ожидание ущерба от плановых простоев должно учитываться при заключении двухстороннего договора купли-продажи электрической энергии как одно из условий этого соглашения. В соответствии с договором поставщик обязуется поставить покупателю электрическую энергию в определенном количестве и определенного соответствующими техническими регламентами и иными обязательными требованиями качества, а покупатель обязуется принять и оплатить электрическую энергию на условиях заключенного в соответствии с правилами оптового рынка и основными положениями функционирования розничных рынков договора. В договоре купли-продажи электрической энергии могут оговариваться условия, при которых ущерб от плановых отключений компенсируются покупателю снижением величины тарифа на покупаемую электроэнергию.
В качестве показателей, количественно характеризующих надежность участка сети и ее элементов, принимаются:
параметр потока отказов (среднее количество отказов в год) о>, 1/год:
частота плановых ремонтов, о>в, 1/год;
среднее время восстановления (средняя продолжительность послеаварийного ремонта или замены объекта в долях года) Т, лет:
среднее время простоя при преднамеренных отключениях, Тр, лет;
коэффициент готовности (вероятность работоспособного состояния объекта в промежутках между плановыми простоями) К,, о. е.;
вероятность вынужденного простоя (вероятность неработоспособного состояния объекта в промежутках между плановыми простоями) Кв,о.е.;
вероятность безотказной работы в течение года (вероятность того, что за год не произойдет ни одного отказа объекта) Pm _ 0
Перечисленные показатели надежности являются техническими характеристиками надежности и позволяют сопоставлять между собой надежность нескольких объектов, а также проверять соответствие рассматриваемых вариантов схем требуемому уровню надежности, если он задан количественно.
Показатели надежности электрооборудования и линий электропередачи, находящихся в эксплуатации, приняты по материалам ОАО «Фирма ОРГРЭС». Эти показатели предназначены для сравнительных расчетов и оценок электрических сетей, энергосистем, систем электроснабжения потребителей и узлов нагрузки, оценки уровня надежности различных схем, определения целесообразности и эффективности мероприятий и средств повышения надежности и не предназначены для определения надежности отдельных видов оборудования и включения в технические задания на разработку нового оборудования.
Показатели надежности рассчитаны ОРГРЭС по данным об отказах действующего электрооборудования и линий электропередачи, содержащимся в картах отказов за период 1983-1989 гг., актах расследований технологических нарушений в работе за период 1990—1994 гг., а также в «Указаниях по применению показателей надежности элементов энергосистем и работы энергоблоков с паротурбинными установками», утвержденных Минэнерго СССР 03.09-1984 г.
Была установлена достаточность и представительность выборки данных за 7-летний период, поскольку за этот период не выявлено явно выраженной тенденции изменения показателей надёжности.
Основные показатели надежности отдельных элементов электрических сетей, предназначенные для оценочных расчетов, по данным ОРГРЭС приведены в табл.

8. Последовательное соединение элементов. Показатели надежности схем с последовательным соединением элементов

Простейшей системой с точки зрения теории надежности является такой комплект

элементов, при котором отказ одного элемента вызывает отказ всей системы, но не изменяет

надежность других элементов. Такую структуру в теории надежности называют системой с

последовательным соединением элементов.

Структурой из последовательно соединенных элементов моделируют надежность

электрических цепей с последовательным соединением аппаратов, трансформаторов,

проводов, кабелей и ВЛ, а также схем, содержащих обмотки и контакты реле, резисторы,

тиристоры, катушки индуктивности и электронные приборы.

Структурой из последовательно соединенных элементов можно также моделировать

надежность схем с параллельным соединением конденсаторов и батарей, если они не имеют

индивидуальных предохранителей, а также схем с параллельным соединением

разъединителей и выключателей цепей, отходящих от сборных шин.

9. Параллельное соединение элементов. Показатели надежности схем с параллельным соединением элементов

Параллельное соединение линий и других цепей, конденсаторов с индивидуальными

предохранителями, а также параллельная работа нескольких агрегатов (генераторы, насосы,

вентиляторы и т.д.) моделируются структурой с параллельным соединением элементов.

Структурой с параллельным соединением элементов считают систему из п элементов

или единиц оборудования, если для нормальной работы нужно r элементов, а т*=п- r

элементов являются резервными. Отказ системы наступает при условии выхода из строя т

элементов, т.е. пока число резервных элементов превышает число отказавших, система не

отказывает.

 

10. Логические схемы надежности для параллельного соединения элементов

Для расчетов параметров надежности удобно использовать структурно - логические схемы надежности ТС, которые графически отображают взаимосвязь элементов и их влияние на работоспособность системы в целом. Структурно - логическая схема представляет собой совокупность ранее выделенных элементов, соединенных друг с другом последовательно или параллельно. Критерием для определения вида соединения элементов (последовательного или параллельного) при построении схемы является влияние их отказа на работоспособность ТС

Системой с параллельным соединением элементов называется система, отказ которой происходит только в случае отказа всех ее элементов (см. п. 2, рис. 2.2). Такие схемы надежности характерны для ТС, в которых элементы дублируются или резервируются, т.е. параллельное соединение используется как метод повышения надежности (см. п. 4.2). Однако такие системы встречаются и самостоятельно (например, системы двигателей четырехмоторного самолета или параллельное включение диодов в мощных выпрямителях). Для отказа системы с параллельным соединением элементов в течение наработки t необходимо и достаточно, чтобы все ее элементы отказали в течение этой наработки. Так что отказ системы заключается в совместном отказе всех элементов, вероятность чего (при допущении независимости отказов) может быть найдена по теореме умножения вероятностей как произведение вероятностей отказа элементов:

11. Логические схемы надежности для параллельно-последовательных и последовательно-параллельных соединений