Оценка надежности элементов схемы единичного и укрупненного блока

При выборе оптимального варианта структурной схемы ГЭС в рамках курсового проекта учитываем надежность только «отличающихся» элементов:

1 выключатели;

2 разъединители;

При этом в сравнении не учитываем одинаковые по вариантам элементы (генераторы с генераторными коммутационными аппаратами и трансформаторы). Так как во всех вариантах схем сторона ВН одинакова, то произведём лишь оценку надежности элементов схемы единичного блока.

По данным таблицы 2.1 определим вероятность аварийного простоя элементов электрической схемы ГЭС в течение года по формуле:

где - параметр потока отказов, 1/год;

- среднее время восстановления, лет.

Таблица 2.1 - Показатели надежности работы элементов и их аварийные отказы

Элемент блока	Параметр потока отказов , 1/год	Среднее время восстановления	вероятность аварийного простоя о.е.
Выключатель 220кВ	0, 02	6, 28	12, 56
Разъединитель 220кВ	0, 010	0, 799	0, 79

Примечание: Показатели надежности приняты по данным таблиц П9.2, П9.3, П9.4 /1/.

Рисунок 2.1 - Вариант структурной схемы ГЭС с единичными и укрупненными блоками:

а, в) принципиальная схема; б, г) расчетная схема.

Вероятности простоя элементов схемы станции вследствие ремонтов (плановых) единичного блока определим по формуле:

, где - частота ремонтов, 1/год; - продолжительность ремонтов, лет/рем.

Таблица 2.2 - Показатели надежности работы элементов и их плановые отказы

Элемент блока	Частота ремонтов , 1/год	Продолжительность ремонтов	Вероятность планового простоя о.е.
Выключатель 220кВ	0, 2	13, 93	278, 6
Разъединитель 220кВ	0, 166	1, 48	24, 57

Примечание: Показатели надежности приняты по данным таблиц П9.2, П9.3, П9.4 /1/.

Вероятность недоотпуска ЭЭ при применении в схеме ГЭС единичных блоков 220кВ в случае полного отключения генерирующей мощности может быть определена как произведение вероятностей простоя элементов, составляющих схему:

А так как вероятность простоя элемента схемы определяется суммой вероятностей событий, состоящих в наступлении аварийного или планового ремонтов, то перепишем выражение в следующем виде:

Исключим из последнего выражения события, состоящие в наступлении планово-предупредительных ремонтов обоих блоков 220 кВ, тогда формула примет вид:

Подставляя в последнюю формулу расчетные значения вероятностей, получим:

Математическое ожидание среднегодового недоотпуска ЭЭ W_нд в связи с прекращением электроснабжения в результате простоя блока или аварийного простоя одного или плановом ремонте другого составит:

где - вероятность перерыва электроснабжения при рассматриваемой схеме, о.е.;

- продолжительность использования установленной мощности генераторов ГЭС, ч;

;

- максимальная активная мощность генератора блока, определенная по формуле , МВт;

- номинальная активная мощность генератора, МВт;

- количество генераторов блока.

Тогда:

Математическое ожидание ущерба вследствие надежности схемы определим по формуле:

где - математическое ожидание ущерба от ненадежности, руб./год;

- удельный ущерб, руб./кВт·ч.

Величину удельного ущерба найдем по графику зависимости от величины средней теряемой мощности Р_ав (рис. 1) /1/ при Р_ав=594МВт:

Значение ущерба, полученное в последнем расчете, не включает в себя составляющую ущерба от ненадежности вследствие отключения одного из двух единичных блоков, следовательно, полученное значение не в полной мере характеризует надежность схемы и, очевидно, является заниженным из-за неучета всей совокупности возможных событий.

Таким образом, выполним расчет второй составляющей математического ожидания ущерба , определяемой вероятностью события, имеющего место при аварийном или плановом простое одного из последовательных элементов единичных блоков:

Подставляя данные в последнюю формулу, получим:

МВт

Тогда, значение ущерба от ненадежности для схемы единичного блока с учетом двух составляющих:

Расчет укрупненного блока

Вероятность недоотпуска ЭЭ вследствие ненадежности элементов укрупненного блока (вариант 2) равна сумме вероятностей аварийных и плановых ремонтов последовательных элементов схемы блока:

или, с учетом отмеченного выше условия, имеем:

отсюда, используя данные табл. 1.1 и 1.2, находим:

МВт

Математическое ожидание недоотпуска ЭЭ вследствие ненадежности элементов укрупненного блока по формуле:

Математическое ожидание ущерба: