Проектирование главной понизительной подстанции промышленного предприятия
11. Расчёт надёжности системы электроснабжения
Требуемая надёжность питания для систем электроснабжения промышленных предприятий может быть обеспечена необходимым количеством генераторов, трансформаторов, секций шин, питающих линий и средствами автоматики.
Рассмотрим надёжность систем электроснабжения ГПП 35/6 на примере выбранной схемы электроснабжения.
Составим блок-схему ГПП (рис.№4) для одной цепи, т.к. все шесть цепей одинаковы.
Рисунок 4. Блок-схема ГПП
1,2,5,6,7,12,13,16,17,18,25,26 - разъединители
3, 4,10,11,15,19,20,23,24,27 - выключатели
8,9 - трансформаторы 35/6
21,22 - трансформаторы 6/0,4
В цепь входят следующие элементы: разъединители, выключатели, трансформаторы 35/6, трансформаторы 6/0,4. Параметры надёжности этих элементов приведены в табл. 16.
Таблица 16. Параметры надёжности элементов цепи
Оборудование |
Ожидаемое число отказов л, 1/год |
Ожидаемое число восстановлений м, 1/год |
|
Трансформатор двухобмоточный, кВ 35 и выше 6-10 |
0,01 0,05 |
90 60 |
|
Выключатель |
0,01 |
910 |
|
Разъединитель |
0,002 |
590 |
Основные формулы для расчёта надёжности системы электроснабжения:
Вероятность безотказной работы системы электроснабжения:
.
Параметр потока отказа для последовательного соединения, где b - число элементов в системе электроснабжения:
.
Параметр потока восстановления для последовательного соединения:
.
Параметр потока отказа для параллельного соединения:
.
Параметр потока восстановления для параллельного соединения:
.
В результате расчёта надёжности СЭС определяется параметр потока отказа лС и параметр потока восстановления мС, а также:
Среднее время безотказной работы:
.
Среднее время восстановления:
.
Коэффициент готовности:
.
Упростим блок-схему:
Рисунок 5. Упрощённая блок-схема
Рассчитаем параметры потока отказа и восстановления для элемента 28:
1/год
ч/год
Рассчитаем параметры потока отказа и восстановления для элемента 29:
1/год
ч/год
Рассчитаем параметры потока отказа и восстановления для элемента 30:
1/год
ч/год
Рассчитаем параметры потока отказа и восстановления для элемента 31:
1/год
ч/год
Рассчитаем параметры потока отказа и восстановления для элемента 32:
1/год
ч/год
Рассчитаем параметры потока отказа и восстановления для элемента 33:
1/год
ч/год
Преобразуем схему ещё раз:
Рисунок 6. Упрощённая блок-схема
Рассчитаем параметры потока отказа и восстановления для элемента 34:
1/год
ч/год
Рассчитаем параметры потока отказа и восстановления для элемента 35:
1/год
ч/год
Рассчитаем параметры потока отказа и восстановления для элемента 36:
1/год
ч/год
Рассчитаем параметры потока отказа и восстановления для всей системы:
1/год
ч/год
Рассчитаем среднее время безотказной работы:
Рассчитаем среднее время восстановления:
Рассчитаем коэффициент готовности:
Таким образом, вероятность безотказной работы системы электроснабжения определяется:
Таблица 17. Вероятность безотказной работы системы электроснабжения
1 год |
2 года |
5 лет |
10 лет |
25 лет |
||
0,9998 |
0,9997 |
0,9992 |
0,9985 |
0,9963 |
Выбранная система отвечает требованиям надёжности.