Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 5)

(2.8)

где - допустимый ток провода, из паспортных значений, который удовлетворяет максимальной нагрузке линии, А;

Для ВЛ СЦБ 10 кВ:

Согласно [7] для провода АС-50, значит:

Для ВЛ ПЭ 10 кВ:

Согласно [7] для провода АС-50, значит:

Таким образом, провода, используемые, для линий СЦБ и ПЭ на участке Сельгон - Болонь, удовлетворяют условию проверки.

2.5 Проверка проводов ВЛ СЦБ и ВЛ ПЭ по экономической плотности тока

Согласно [6] произведем проверку сечений проводников по экономической плотности тока.

Экономическая площадь сечения, определяется по формуле мм²:

(2.9)

где – ток наибольшей длительной нагрузки цепи в нормальном режиме, А;

– экономическая плотность тока, в соответствии с [8], для T_MAX = 4000 часов для сталеаллюминиевых проводов равна, 1,3 А/ ;

Для ВЛ СЦБ 10 кВ:

Ближайшее стандартное сечение – 35 мм².

Для ВЛ СЦБ кВ:

Ближайшие стандартные сечения –70 мм².

Таким образом марки АС-50 линий СЦБ и ПЭ на участке Сельгон – Болонь, прошли проверку по экономической плотности тока и замены их сечения не требуется.

3 РАСЧЕТ НАДЕЖНОСТИ ЭЛЕМЕНТОВ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

В системах электроснабжения основными задачами являются обеспечение надежной, а так же безопасной и рациональной эксплуатации электроустановок и содержание их в рабочем состоянии.

Теория надежности также устанавливает и изучает количественные характеристики исследует связь между показателями экономичности и надежности. Существует два способа повышения надежности: повышение надежности элементов, из которых состоит некоторый объект, и создание объекта с уже высокой степенью надежности из сравнительно надежных элементов, используя различные виды резервирования. Максимальной эффективности в повышении надежности можно добиться сочетанием этих двух направлений [9].

Аппарат теории надежности, разработанный для технических систем вообще, с полным основанием может быть применен для повышения эффективности систем электроснабжения.

В электроэнергетике два уровня задач, решаемых с учетом надежности: задачи анализа и задачи синтеза. К задачам анализа надежности относится количественная оценка показателей надежности элементов и систем, надежности электроснабжения потребителей при известных параметрах, режимах, конфигурации систем электроснабжения. Задачи синтеза надежности заключаются в выборе рациональных решений при планировании, проектировании, сооружении и эксплуатации электроэнергетических систем, а также при изготовлении оборудования, обеспечивающего требуемый уровень надежности.

Расчеты надежности в настоящее время стали обязательным элементом инженерного проектирования технических систем. Широкое внедрение расчетов надежности в практику проектирования предполагает наличие достаточно общих и в определенном смысле унифицированных расчетных методов, которые являются общими для разработчиков и заказчиков.

Задача изучения вопроса надежности в дипломном проекте – найти исходные данные для расчета показателей надежности, исходя из типа оборудования, условий его работы и эксплуатации. Использовать методы теории надежности, применительно к системам электроснабжения.

3.1 Особенности расчета надежности устройств системы электроснабжения

Система электроснабжения железных дорог содержит различные устройства, имеющие особенности конструкции и функционирования, что приводит к различиям в определении их надежности. Она состоит из трех подсистем с различным функциональным назначением – устройств преобразования, передачи энергии, защиты и управления. Каждая из них характеризуется своим видом преобладающих нагрузок. Для одних объектов – это прежде всего токовые нагрузки, для других – нагрузки от уровня напряжения. Большая группа объектов испытывает, помимо нагрузок от тока и напряжения, механические нагрузки, а контактная сеть нагрузки от токосъема.

Степень влияния метеоусловий также различна. Аппаратура, расположенная на открытых частях распределительных устройств, больше подвержена климатическим воздействиям, чем находящаяся внутри помещений подстанций. Воздушные линии электропередач целиком расположены под открытым небом. Кабельные линии страдают из-за коррозии как почвенной, так и вызванной блуждающими токами. Устройства электроснабжения в разной степени подвержены загрязнениям как промышленным, так и природным.

Различна степень структурной сложности, различия конструкций, выполняемых функций и нагрузок приводят к преобладанию внезапных (случайных) отказов. Процессы износов, степень резервирования также различны.

Все перечисленные особенности влияют на выбор методов и подходов для определения надежности устройств электроснабжения.

3.2 Расчет показателей надежности восстанавливаемых объектов

Особенность восстанавливаемых объектов в том, что их эксплуатация не прекращается после отказа. Отказавший объект восстанавливается и вновь включается в работу. Если процесс отказов и восстановлений представить на оси времени рисунок 3.1, то можно увидеть последовательный ряд событий, разделенных случайными промежутками времени. Отказы и восстановления образуют поток или последовательность событий, поэтому для описания восстанавливаемых объектов используется математический аппарат потоков и событий.

а) объект с нулевым временем восстановления;

б) объект с конечным временем восстановления;

в) промежуток времени;

Рисунок 3.1 – События потока отказов

восстанавливаемых объектов

Как видно из рисунка 3.1, б, события – последовательные наступления отказов и окончания восстановлений – разделены случайными промежутками времени. Допустим, что время наработки между отказами и время восстановления – независимые случайные величины. Законы распределения времени могут быть различными. Показатели надежности восстанавливаемых объектов рассчитывают на основе учета наработки между отказами и временем восстановления. Некоторые объекты имеют время наработки между отказами значительно больше время восстановления, для таких объектов при расчете показателей надежности время восстановления можно принять равным нулю. Следовательно, можно выделить два класса восстанавливаемых объектов – с нулевым (рисунок 3.1, а) и с конечным (рисунок 3.1, б) временем восстановления.

Возникновение отказа работоспособности одного объекта не всегда влечет за собой отказ в электроснабжении системы. Разделение отказов на полные и частичные отражают то, что система электроснабжения и ее части являются объектами с изменяющимся уровнем эффективности функционирования, т.е. при отказе одного элемента система электроснабжения не откажет, но станет функционировать с меньшей эффективностью. Чтобы повысить эффективность системы электроснабжения необходимо вычислить наиболее «слабые места», т.е. те объекты отказы в работе, которых происходят чаще всего. Из диаграммы Парето за 4 года, построенная в разделе 2 данного дипломного проекта (ДП), видно, что наиболее проблемными устройствами (объектами) являются: трансформаторы ОМ и воздушные линии электропередачи СЦБ. Расчёт выполнен при следующих допущениях:

– Отказы элементов являются событиями случайными и независимыми;

– Интенсивность отказов не зависит от времени, т.е. вероятность безотказной работы элементов изменяется по экспоненциальному закону.

Показатели надежности восстанавливаемых объектов – для оценки надежности объектов многоразового использования необходимы дополнительные показатели, учитывающие также процессы восстановления (ремонта) элементов (объектов) [10].

3.3 Расчёт надёжности воздушной линии электропередач СЦБ

В качестве источника исходных данных для расчёта надёжности использовались факторные анализы, журналы преднамеренных отключений, паспортная документация за 4 года.

Для упрощения расчёта воздушная линия рассматривается как совокупность отдельных элементов (опор, проводников, траверсов, изоляторов) и для каждого элемента проводится анализ надёжности. Так же при расчёте надёжности учитывается, что ВЛ – это восстанавливаемый объект.

Исходные данные для расчёта надёжности внесены в таблицу 3.1.

Таблица 3.1 – Исходные данные для расчёта надёжности

Вероятность восстановления или вероятность своевременного завершения ремонта определяется по следующей статистической формуле:

(3.1)

где – число элементов, время восстановления которых оказалось меньше заданного времени t, т.е. восстановленный на интервале (0,t), шт.,

– число элементов, поставленных на восстановление в начальный момент времени t = 0, шт.

Вероятность не восстановления – вероятность того, что отказавший элемент не будет восстановлен в течение заданного времени t, определяется;

(3.2)

Интенсивность восстановления – условная вероятность восстановления после момента t за единицу времени Δt при условии, что до момента t восстановления элемента не произошло, определяется следующим выражением, 1/час;

(3.3)

где –среднее время восстановления элемента, час.

Параметр пока отказов – математическое ожидание числа отказов, произошедших за единицу времени, начиная с момента t при условии, что все элементы, вышедшие из строя, заменяются работоспособными, определяется по выражению, 1/год;

(3.4)

где –число восстановлений объекта за интервал времени ,шт., – число элементов поставленных на испытание, шт.

Характеристики

Список файлов ВКР