Методы оптимизации схем распределительных устройств с учетом надежности: Методическое руководство к курсовому и дипломному проектированию и практическим занятиям, страница 6

где DP_i –теряемая при i-аварии мощность; α_iблΣ –частота i-й аварии; Т_восст. – время восстановления нормальной работы РУ после i-й аварии; Т_доп – дополнительное время по формуле (18).

DWнэ = 500. 2,18664. 1+1000. 0,01456. 1 + 500. 2,2 = 

  = 2 208 МВ т.ч.                                                                    (19)

Определим математическое ожидание ущерба от ненадежности элементов распределительного устройства:

УН = DWнэ × у_о × К_п,                               (20)

где у_о – удельный ущерб, можно принять равным
0,2- 0,6 руб/кВт.ч (в ценах 1987 г.); К_п – коэффициент пересчета стоимости потерь на современный уровень цен (в настоящее время изменяется ежеквартально), можно принять К_п = 25,

при у₀ = 0,2 руб/кВт.ч УН = 11,04 х 10⁶ руб/год,

при у₀ = 0,6 руб/кВт.ч УН = 33,12 х 10⁶ руб/год.

3.3. Оценка надежности распредустройства,

выполненного

по схеме связанных многоугольников

Задача. Оценить показатели надежности распредустройства, выполненного по схеме рис.3, и сравнить их с полученными в предыдущем разделе. Выбрать из схем рис.2 и 3 оптимальную по расчетным затратам. Исходные данные взять из предыдущего раздела.

                                                                                 ЛЭП4

Рис. 3. Связанные многоугольники

Поскольку явно выраженных сборных шин в схеме рис.3 нет, первым пунктом расчета будет определение частоты отключения одного блока.

Рассмотрим нормальный режим работы схемы. В этом режиме частота отказов одного блока складывается:

·  из частоты отказов самого рассматриваемого блока, например первого; эту частоту можно сразу не учитывать (см. предыдущий раздел);

·  частоты таких повреждений любого из трех выключателей рассматриваемого блока (выключателей 1, 3, 9), при которых КЗ остается со стороны блока 2ω⁰_вл + ω⁰_вт;

·  частоты КЗ на смежной ЛЭП, сопровождающихся отказом в отключении выключателя, связывающего эту ЛЭП и рассматриваемый блок 2ω⁰_л. *_в;

·  частоты таких повреждений выключателей 2, 4, при которых КЗ остается на их

·  верхних выводах и при этом отказывает в отключении выключатель 1 или 3 соответственно 2ω⁰_вл q*_в;

·  частоты КЗ на блоке IV или таких повреждений выключателей 5, 7, при которых КЗ остается на их верхних выводах и при этом отказывает в отключении выключатель 9 q_в (α_кз.бл + 2ω⁰_вл).

Величинами меньшего порядка можно пренебречь. Тогда частоту отказов одного блока за счет аварийности распредустройства в рассматриваемом режиме можно определить следующим образом:

     α^н_1бл=2ω⁰_вл+ω⁰_вт + 2ω⁰_л q*_в + 2ω⁰_вл q*_в + q*_в (α_кз.бл + 2ω⁰_вл) =
     = 0,6047 1/год                                                                             (21)

Нужно отметить, что в выражении (21) учтены также отказы двух блоков одновременно, например, блока 1 и IV.

Ремонтные режимы несколько снижают частоту отказов блока. Например, при ремонте выключателей 1 или 3 частота отказов, как следует из анализа перечисленных выше составляющих частоты отказов блока, уменьшится на Δα = ω⁰_в + ω⁰_л. q*_в + ω⁰_вл. q*_в = 0,16 + 4,44. 0,024 + 0,16. 0,024 = 0,2704, т. е. частота отказов одного блока в этом режиме составит α¹_1бл =
0,6047 – 0,2704 = 0,3343.

При ремонте выключателя 9 частота отказов уменьшится по сравнению с нормальным режимом на Δα = ω⁰_в + q*_в (ω_кз.бл + 2ω⁰_в) = 0,064 + 0,018(0,1 + 2. 0,16) = 0,07156, т. е. частота отказов одного блока в этом режиме составит α^II_1бл = 0,6047 – 0,07156 =
= 0,53314.

Ремонты остальных выключателей мало влияют на частоту отказов блока 1.

Общая продолжительность всех режимов плановых ремонтов выключателей на станции равна 10τ^пл_в, продолжительность нормального режима τ^н_сл = 1 – 10τ^пл_в.

Суммарная частота отказов одного блока на станции за счет аварийности распредустройства складывается:

·  из составляющей нормального режима 4α^н_1бл τ^н_сх;

·  составляющей, соответствующей, например, блокам 2, 3, 4 при ремонте выключателей 1 или 3; при этом частота отказов этих блоков примерно равна частоте отказов блока в нормальном режиме, а продолжительность режима равна числу блоков n_бл, умноженному на 2τ^пл_в: 3α^н_бл. 8τ^пл_бл;

·  составляющей соответствующей, например, блоку 1 при ремонте выключателей 1 или 3; общая продолжительность этого режима также равна n_бл. 2τ^пл_в, а рассматриваемая составляющая – α¹_1бл. 8τ^пл_в;

·  составляющей, соответствующей блокам II и III при ремонте выключателя 9 или блокам I и IV при ремонте выключателя 10: 2α^н_1бл. 2τ^пл_в;

·  составляющей, соответствующей блокам I и IV при ремонте выключателя 9 или блокам II и III при ремонте выключателя 10: 2α^н_1бл. 2τ^пл_в.

В соответствии с описанным суммарная частота отказов одного блока на станции за счет аварийности распредустройства равна

α_1бл = 4α^н_1бл. τ^н_сх + 24α^н_1блτ^пл_в + 8α¹_1блτ^пл_в + 4α^н_1блτ^пл_в +
4α^II_1блτ^пл_в = 4α^н_1бл (1-10τ^пл_в + 6τ^пл_в + τ^пл_в) + 8α¹_1блτ^пл_в +

 + 4α^II_1блτ^пл_в = 2,3208 1/год .                                                  (22)

Определим частоту одновременного отключения двух блоков.

Рассмотрим нормальный режим работы схемы. В этом режиме частота отказов одновременно двух блоков складывается:

·  из частоты таких отказов выключателей 9 или 10, при которых КЗ остается с обеих сторон выключателя 2ω_вт;

·  частоты КЗ на ЛЭП, сопровождающихся одновременным отказом прилегающих выключателей, например, при КЗ на ЛЭП 1 могут одновременно отказать выключатели 1, 9 или 2, 10 или 1, 2, и любое такое сочетание приведет к одновременному отказу двух блоков; на станции в целом при наличии 4 ЛЭП и трех указанных сочетаний на каждую ЛЭП имеем 4(2ω⁰_лq*_вq_в + ω⁰_л (q*_в)²);

·  частоты КЗ, например, на блоке 1 или на верхних выводах выключателей 1, 3, сопровождающихся отказом в отключении выключателя 9; учитывая, что таких блоков 4, получим 4(ω_{кз бл} + + 2ω⁰_вл) q*_в;

·  частоты КЗ, например, на блоке 1 или на выключателе 9 со стороны левых выводов, сопровождающихся отказом выключателей 1, 2 или 3, 4; учитывая, что блоков всего 4 и таких сочетаний имеем по 2 на каждый блок, получаем 8α_в²(ω_{кз бл} + ω⁰_вт).