Методы оптимизации схем распределительных устройств с учетом надежности: Методическое руководство к курсовому и дипломному проектированию и практическим занятиям, страница 4

      · частоты отказа выключателя, соединяющего рассматриваемый блок с ЛЭП, при КЗ на ЛЭП или на выключателе, соединяющим эту ЛЭП со сборными шинами, при этом КЗ обязательно будет со стороны ЛЭП (с другой стороны может и не быть) q*_в. (ω⁰_л + ω⁰_вл).

В результате частота отказов одного блока в нормальном режиме равна

            α^н_1бл = ω⁰_вл + ω⁰_вт + q*_в (α⁰_сш – ω⁰_вт) + q*_в. (ω⁰_л + ω⁰_вл) = 

        = 0,3498 I/год.                                                                        (5)

Следует отметить, что в выражении (5) и далее учтена также и частота отказа двух блоков одновременно. Например, в частоте отказов сборных шин в формуле (4) был учтен отказ выключателя 4 при КЗ на блоке IV, при этом КЗ отключать приходилось и верхнюю секцию сборных шин. В выражении (5) учтен дополнительно отказ, например, выключателя 1, в результате которого выходит из строя еще и блок 1.

Рассчитаем частоту отказов одного блока в ремонтных режимах работы.

Первый ремонтный режим – ремонт верхней системы шин или выключателей верхнего ряда, например, выключателя 1 или 2, 3, 4 поочередно. Эти расчеты будут справедливы также при ремонте нижней системы шин или выключателей нижнего ряда. Продолжительность рассматриваемого режима для одной ячейки равна

 τ^реж = τ^пл_в + τ^пл_{сш .}                                                                (6)

Рассчитаем частоту отказов блока I при ремонте верхней секции сборных шин или выключателя 1. Она состоит из следующих составляющих:

·  частоты повреждения самого блока ω⁰_бл;

·  частоты таких повреждений выключателя 5, при которых блок «отделится» от остальной схемы ω^∑_в = 2ω⁰_вл – ω_вл;

·  частоты КЗ на ЛЭП 1 (АПВ ЛЭП в этом случае не может включить блок 1, так как его надо предварительно синхронизировать) ω⁰_л;

·  частоты таких повреждений выключателя 9, при которых КЗ остается со стороны его верхних выводов ω⁰_вл;

·  частоты отказов выключателя 9 при КЗ на нижней системе сборных шин.

При этом из α⁰_сш нужно вычесть ω⁰_вл, поскольку на одном и том же выключателе не может быть одновременно двух повреждений, а также составляющую, связанную с отключением выключателя при КЗ на ЛЭП, так как КЗ на ЛЭП было только что нами учтено q*_в (α⁰_сш – ω⁰_вл – q_вω⁰_л).

В результате частота отказов блока 1 при ремонте верхней секции сборных шин или выключателя 1 равна

   α¹_1бл = 2ω⁰_вт – ω_вт + ω⁰_л + ω⁰_вл + q*_в (α⁰_сш – ω⁰_вл – q_вω⁰_л) =

=  4,6905 1/год.                                                                         (7)

Рассчитаем частоту отказов блока II при ремонте верхней секции сборных шин или выключателя 2. Она состоит из следующих составляющих:

·  частоты повреждения самого блока II ω⁰_бл;

·  частоты повреждений выключателя 6, при которых КЗ остается на его нижних  выводах ω⁰_вл;

·  частоты отказа выключателя 6 при КЗ на ЛЭП 2 q*_в. ω⁰_л;

·  частоты таких повреждений выключателя 10, при которых КЗ остается на его верхних выводах ω⁰_вт;

·  частоты отказа выключателя 10 при КЗ на нижней секции сборных шин; аналогично описанному ранее имеем в этом случае q*_в (α⁰_сш –ω⁰_в – q_вω_{кз бл}).

В результате частота отказов блока II в рассматриваемом режиме равна

      α^II_1бл = ω⁰_вл + q*_вω⁰_л + ω⁰_вт + q*_в (α⁰_сш – ω⁰_в – q_вω_{кз бл}) =

= 0,16 + 0, 024. 4,44 + 0, 064 + 0,024(0,7041 – 0,064 –             (8)

– 0,018. 0,1) = 0,3459 I/год.

Второй ремонтный режим – поочередный ремонт выключателей среднего ряда (выключателей 5, 6, 7, 8). Продолжительность рассматриваемого режима равна τ^пл_в. Условия работы в этом режиме у всех блоков одинаковые, поэтому расчеты проведем для блока I при ремонте выключателя 5.

Частота отказов блока в этом режиме слагается из:

·  частоты отказов самого блока I ω⁰_бл;

·  частоты повреждений верхней системы сборных шин (при этом блок I также отделяется от системы) α⁰_сш – q_вω_{кз бл};

·  частоты таких повреждений выключателя I, которые не были учтены при расчете α⁰_сш по (4) ω⁰_в – ω_в.

В результате частота отказов блока в рассматриваемом режиме равна

α^III_{1, бл} = α⁰_сш + ω⁰_в – ω_в – q_вω_{кз бл} = 0,722 1/год                (9)

10

По итогам проведенных расчетов определим результирующую частоту отказов одного энергоблока на станции (при этом, как уже отмечалось, учитывалась также и частота одновременного отказа двух блоков).

В выражении (10) суммирование по j соответствует суммированию по всем расчетным режимам, суммирование по I – суммированию по различным группам блоков; n_i – число одинаковых блоков в группе; αⁱ_1бл – частота отказов блока в рассматриваемом режиме; τ_j – продолжительность режима.

Подставляя в (10) полученные выше данные, имеем

α_1бл = 2.´ 2(τ^пл_сш + τ^пл_в)α¹_1бл + 2 ´ 2(τ^пл_сш + τ^пл_в)α^II_1бл +
+ 4τ^пл_в α^III_1бл + 4τ^н_схα^н_1бл

 = 4[(τ^пл_сш + τ^пл_в)(α¹_1бл + α^II_1бл) + τ^пл_в. α^III_1бл + τ^н_схα^н_1бл] =          (11)

= 4[(0,0028 + 0.04). (4,6905 + 0,3459) + 0,04. 0,722 +
+ 0,8744. 0,3498)] = 2,2012 I/год.

Пятый пункт расчета – определение частоты отказов двух блоков одновременно. Рассмотрим нормальный режим работы схемы. В этом режиме ни один одиночный отказ элементов схемы рис. 2 не приведет к одновременному отказу двух блоков. Следовательно, придется рассматривать случаи одновременного отказа двух выключателей и т. д. В нормальном режиме через два последовательно включенных выключателя (1-4 и 10-11) соединены блоки I-IV и II-III соответственно.

Частота одновременного отказа блоков II и III складывается:

·   из частоты таких повреждений выключателя 10, при которых КЗ одновременно будет на верхних и нижних выводах, и при этом одновременно откажет в отключении выключатель II q_вω_в;

·  то же самое, но поменяем выключатель 10 на II и наоборот α_вω_в;

·  частоты КЗ на блоке II при одновременном отказе выключателей 10 и 11 в отключении q²_вω_{кз бл};

·  то же при КЗ на блоке III q²_вω_{кз бл};

·  частоты КЗ на нижней секции сборных шин при одновременном отказе выключателей 10 и 11; при этом из α⁰_сш надо вычесть 2ω⁰_вт, которые в формуле (4) учитывали повреждения на выключателях 10 и 11, а также 2 q_вω_{кз бл}, поскольку эта величина тоже учитывалась в (4) и мы только что учли ее в предыдущих составляющих, т.е. имеем (q*_в)²(α⁰_сш – 2ω⁰_вт – 2 q_вω_{кз бл}).