![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Определение вероятностей возможных состояний системы электроснабжения
Любая система электроснабжения, сколь бы сложна она ни была, может быть разбита на подсистемы, некоторые из которых могут быть определены в классе последовательно-параллельных структур. Наиболее простой подсистемой является цепь с последовательным соединением элементов. Вероятность рабочего состояния такой подсистемы, учитывая допустимость применения (3) при τ < < Т
где i - порядковый номер каждого из k последовательного соединенных элементов. Вероятность отказа рассматриваемой подсистемы
Среднее время восстановления электроснабжения при этом
В случае, если подсистема состоит из N параллельных цепей, в ней возможны п=2N состояний, каждое из которых характеризуется пропускной способностью s(j = 0, 1, 2,..., n) и может наступать с вероятностью Pj(t). Pj(t) могут быть легко определены с помощью уравнений состояния Макарова или еще проще с использованием модифицированного биноминального процесса. Для подсистемы, состоящей из N независимых цепей, вероятности всех возможных состояний в какой-либо определенный момент времени могут быть найдены из выражения:
Так, например, для подсистемы, состоящей из двух параллельных цепей, получим
Входящие в (18) слагаемые и будут характеризовать вероятности возможных состояний этой подсистемы. Продолжительности нахождения такой подсистемы в каждом из возможных состояний будут:
Здесь Λ 1 и Λ 2 - интенсивности отказов цепей 1 и 2, причем Примером подсистем, не определенных в классе последовательно-параллельных структур, является, например, мостиковая схема подстанции (рис. 1, а), которую при расчетах надежности обычно представляют в виде блок-схемы, изображенной на рис. 1, б а) б) в) г) Рисунок 1. Для определения вероятностей возможных состоянии такой подсистемы следует, прежде всего, выяснить все возможные пути от источника (или источников) к потребителю (рис. 1, в). Возможные состояния рассматриваемой подсистемы определяются из рис. 1, г, причем их число составит Вероятность полностью исправного состояния P[j = 0] определится как вероятность конъюнкции Аналогично могут быть определены и вероятности остальных пятнадцати состояний. Однако при их определении следует иметь в виду, что события, характеризующиеся каждой параллельной цепочкой блок-схемы (см. рис. 1, г), не являются независимыми. С учетом этого, событие [j=1] /), заключающееся в том, что питание осуществляется только по цепи, состоящей из элементов а и е, записывается, например, следующим образом: а вероятность этого события Определить средние продолжительности существования каждого из возможных состояний этой подсистемы не составляет труда. Например, для рассмотренного выше состояния [j = 0] среднее время существования будет ЧАСТЬ 2 Распределение напряжения вдоль линии. На рис. 1 представлена трехфазная линия с токовыми нагрузками, присоединенными в точках С и Ш. Определив потери напряжения на участках линии, можно построить график I. Рис.1. Распределение напряжения в линии при пуске электродвигателя. Скачкообразные изменения нагрузки связаны главным образом с включением в сеть приемников большой мощности, что вызывает повышенную потерю напряжения в сети и, следовательно, снижает напряжения на зажимах приемников (U'c меньше Uc)- Для асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором ток включения (пусковой ток) превышает номинальный в 4-7 раз, из-за чего непосредственное включение крупных двигателей существенно влияет на работу присоединенных к сети приемников. При этом резко снижают световой поток («мигание света»), а работающие двигатели замедляют ход и при некоторых условиях могут совсем остановиться. Кроме того, может случиться, что сам пускаемый двигатель не сможет при пуске развернуть присоединенный к нему механизм. Необходим расчет, который позволил бы решить вопрос о том, допустимо ли при заданных условиях непосредственное включение в сеть короткозамкнутого двигателя. Этот вопрос имеет большое практическое значение, так как короткозамкнутый двигатель при прямом включении на сеть является наиболее простым, дешевым и надежным электроприводом. При эксплуатации электрической сети возможны аварийные отключения отдельных ее участков. Если длительность перерыва в электроснабжении превышает несколько десятков секунд, то все двигатели, присоединенные к участку сети, остановятся. При возобновлении подачи напряжения двигатели, не имеющие защиты минимального напряжения, одновременно пускаются в ход. Для увеличения надежности питания в электросети применяется автоматическое включение резерва (АВР) и автоматическое повторное включение (АПВ). Действие АВР заключается в том, что потерпевший аварию элемент сети (линия или трансформатор) автоматически заменяется резервным. В случае применения АПВ элемент сети, отключенный действием защиты от коротких замыканий, автоматически повторно включается на короткое замыкание 1 или 2 раза. Опыт показал, что во многих случаях за время перерыва в питании между отключением и повторным включением и электроснабжение возобновляется. Перерыв в питании электроэнергией при действии АВР и успешном действии первого цикла АПВ не превышает 0, 5 - 2, 5 сек. За этот короткий промежуток времени двигатели не успевают остановиться полностью и лишь снижают скорость. Скорость снижается также при коротком замыкании, во время которого напряжение в сети понижается тем больше, чем ближе рассматриваемый участок к месту повреждения. Величина снижения скорости и величины пускового тока двигателей зависят от быстроты отключения короткого замыкания защитой. Чем быстрее отключен поврежденный участок, тем меньше влияния оказывает снижение напряжения в сети на работу присоединенных к ней двигателей. Одновременный успешный самозапуск всех присоединенных к сети двигателей часто бывает невозможным, так как из-за большого снижения напряжения многие двигатели не могут преодолеть моменты сопротивления присоединенных к ним механизмов. Поэтому электродвигатели должны быть разделены на две группы. В первую группу включаются двигатели механизмов, остановка которых не влечет за собой нарушения ответственного технологического процесса или опасности для здоровья и жизни людей. Во вторую группу включаются двигатели ответственных механизмов: подъемников и вентиляторов шахт, некоторых электроприводов металлургических и химических заводов и т. п. Двигатели первой группы снабжаются защитой минимального напряжения (в виде реле, катушки контактора или расцепителя автомата) и при временном прекращении питания отключается от сети. Двигатели второй группы не имеют защиты минимального напряжения, и после прекращения или временного снижения напряжения остаются подключенными к сети, благодаря чему обеспечивается возможность их самозапуска при возобновлении подачи нормального напряжения. Предположим, что к линии, питающей сборные шины распределительного пункта Ш (рис.1), присоединяется короткозамкнутый двигатель Д. За источник питания И, этой линии принимаются шины распределительного устройства подстанции или электростанции, на которых при пуске двигателя напряжение практически не изменяется. При включении двигателя по линии пойдет его пусковой ток, который належится на существующий ток нагрузки линии и вызовет в линии дополнительную потерю напряжения. Вследствие этого во всех точках сети напряжение мгновенно понизится. Чем дальше от источника питания, тем больше будет изменение напряжения. Распределение напряжений в линии при пуске двигателя будет соответствовать графику II на рис.1. При нормальных условиях через короткий промежуток времени после начала пуска, измеряемый секундами, двигатель разовьет нормальную скорость и пусковой ток уменьшится до величины рабочего тока двигателя. При этом напряжение во всех точках сети возрастет до значений, соответствующих графику III. Условия допустимости пуска короткозамкнутого двигателя прямым включением в сеть состоят в следующем: а) Пускаемый двигатель должен сдвинуть с места и развернуть до нормальной ско б) Снижение напряжения в сети при пуске не должно нарушать работу присоеди в) Колебания напряжения при пуске не должны оказывать заметного влияния на Чтобы проверить возможность пуска короткозамкнутого двигателя, необходимо подсчитать напряжения на его зажимах в момент пуска и на зажимах любого другого работающего двигателя при пуске проверяемого двигателя, а также колебания напряжения в осветительной сети. Принятые обозначения электрических величин. Напряжение обозначается буквой U с индексом, соответствующим рассматриваемой точке сети. Например, для точки С сети (рис.1) напряжение до момента пуска двигателя обозначается Uc. Напряжение в точке С сети в момент пуска двигателя обозначается U'c - Колебание напряжения обозначается буквой V. Для точки С сети колебание напряжения (рис.1) равно:
Разность между величинами напряжений двух точек сети называется потерей напряжения на участке сети между этими точками. Потеря напряжения обозначается буквой Δ. Потеря напряжения от источника питания И до точки С будет равна: до пуска электродвигателя
в момент пуска электродвигателя
Во многих случаях величины напряжения, потери и колебания его удобнее вычислять не в вольтах, а в относительных единицах. Например, относительная величина напряжения на зажимах электродвигателя Д в момент пуска обозначается через
где UН - номинальное напряжения электросети или равное ему номинальное напряжение электродвигателя, в;. Iн - номинальный ток электродвигателя, а; Iп - пусковой ток электродвигателя при пуске с номинальным напряжением на зажимах, а; I'п — пусковой ток электродвигателя с учетом снижения напряжения на его зажимах при пуске, а.
|