WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 5 |

Обоснованы и выбраны методы для формирования моделей надежности коммутационного оборудования. Методы связаны с большим объемом вычислительного эксперимента, опирающегося на комплексный анализ статистических данных по отказам коммутационного оборудования в энергосистемах.

Как известно, основным показателем надежности коммутационного оборудования является параметр потока отказов. В общем случае он характеризуется, как предел отношения вероятности отказа объекта Q(t, t+t) непосредственно после момента времени t в интервале (t, t+t) к продолжительности этого интервала при его неограниченном уменьшении: =limQ(t, t+t)/t, при t0.

Также выделяют средний параметр потока отказов (частоту отказов), являющегося отношением математического ожидания числа отказов объекта M(t, t+t0) за заданный после момента времени t интервал (t, t+t0) к продолжительности этого интервала =M(t, t+t0)/t0, что является приближенным значением =limM[m(t+ t)– m(t)]/t=limM[m(t)]/t; при t0, где m(t) – число отказов (случайная величина), наступивших от начального момента времени до достижения наработки t; m(t)=m(t+t)–m(t) – число отказов на отрезке времени t.

Из теории вероятностей следует: при достаточно большом числе наблюдений N математическое ожидание можно заменить средним арифметическим значением, поэтому M[m(t)][mi(t)ni(t)]/N, где mi(t) – число отказов; ni(t) – число событий появления mi(t). Таким образом,

(1)

где – общее число отказов за период времени Т.

На практике применяют статистический аналог (1), представляющий собой среднее количество отказов одного восстанавливаемого объекта в единицу времени = m/gT, где g – общее количество наблюдаемых объектов.

Обоснованы требуемые математические модели коммутационного оборудования, а так же расчетные условия вычислительного эксперимента. Особенностью предложенных моделей является комплексный анализ отказов оборудования и учет изменения характеристики надежности объекта – параметра потока отказов во времени (так называемые «кривая жизни» или «характеристика жизни» объекта). Это позволяет более наглядно изучить динамику изменения рассматриваемого параметра и, при необходимости, учесть как дополнительный аргумент при решении того или иного класса задач, а так же оценить влияние приемо-сдаточных испытаний и эксплуатации на надежность оборудования.

Пристальное внимание в моделях уделено структуре результирующего параметра потока отказов

,

(2)

где акт – параметр потока отказов выключателя, учтенных актами расследования технологических нарушений; особ – то же, но учтенных особо, т.е. не учтенных актами; выкл – параметр потока отказов собственно выключателя с приводом; РЗА – то же, но из-за отказов устройств РЗА, а так же вторичных цепей ячейки выключателя; ТТ – то же, но из-за отказов трансформаторов тока в ячейке выключателя; р.о – то же, но из-за отказов разъединителей и ошиновки в ячейке выключателя.

Кратко остановимся на составляющих (2). Необходимо разделить отказы, учтенные актами расследования технологических нарушений, и отказы, учитываемые особо. К особ относятся повреждения, произошедшие в процессе комплексного опробования до ввода и приемки в эксплуатацию или выявленные при плановых ремонтах и испытаниях оборудования. Они учитываются особо при проведении соответствующих работ.

Сформирована модель надежности систем сборных шин, которая классифицирует все повреждения по последствиям, как отключение одной или двух систем сборных шин в зависимости от количества присоединений к РУ:

1ш=1n; 2ш=2n,

где n – количество присоединений, 1 и 2 – параметр потока отказов (на одно присоединение), приводящих к отключению соответственно одной и двух систем сборных шин.

Наконец, для сформированных моделей надежности выполнена статистическая обработка полученных результатов. Она сводилась к определению доверительных интервалов и представлению результатов в виде среднего арифметического значения параметра потока отказов, вычисленного по выборке, и значений оцененных доверительных интервалов.

Глава третья. ОБОСНОВАНИЕ МОДЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ КОММУТАЦИОННОГО ОБОРУДОВАНИЯ

Анализ фактических эксплуатационных данных по 32 подстанциям 330–750 кВ за 1992–2002 гг. одной из крупнейших электросетевых компаний страны и обобщение статистических данных показали, что результирующий параметр потока отказов коммутационного оборудования в общем случае соответствует предложенной модели (2).

Установлено (табл.1), что отказы собственно выключателей с приводами mвыкл составляют далеко не основную часть (16–24%) общего числа отказов. Сопоставимую размерность (13–23%) занимают отказы mРЗА, связанные с ненадежностью функционирования устройств РЗА, воздействующих на выключатель (табл.2), по причине отказа, излишнего или ложного их срабатывания. Значительно реже возникают отказы выключателей вследствие неисправностей трансформаторов тока, а так же разъединителей и ошиновки в ячейках выключателей – соответственно количество отказов mТТ и mр.о в табл. 1.

Таблица 1. Структура отказов выключателей 110–750 кВ

Напря-

Количе-

Количество отказов, шт./%, в том числе:

жение,

ство яче-

mакт

mособ

всего


кВ

ек, шт.

mвыкл

mРЗА

mТТ

mр.о

всего


110

279

30/24

17/13

5/4

6/5

58/46

68/54

126/100


220

226

22/18

16/13

5/4

14/11

57/46

67/54

124/100


330

59

14/20

9/13

5/7

4/6

32/46

37/54

69/100


500

151

63/16

92/23

8/2

20/5

183/46

214/54

397/100


750

17

7/19

5/14

3/8

2/5

17/46

19/54

36/100


110–750

732

136/18

139/18

26/4

46/6

347/46

405/54

752/100


Числитель – количество отказов, знаменатель – доля от общего количества отказов.

Значения из табл. 1 дают представление о весомости тех или иных отказов в структуре параметра потока отказов выключателя (2). В табл.2 сгруппированы составляющие параметра потока отказов выключателей, рассчитанные по данным табл.1.

Таблица 2. Составляющие параметра потока отказов выключателей 110–750 кВ

Напряжение, кВ

Параметр потока отказов,

выкл

сх=акт

особ

конст= выкл+особ

110

220

330

500

750

За 100% в табл. 2 принят параметр потока отказов собственно выключателя с приводом. При оценке надежности схем электрических соединений необходимо, помимо выкл, принять во внимание составляющие РЗА, ТТ и р.о, поскольку данные события сопряжены с отключением присоединений в схемах и, в общем случае, с возникновением экономических последствий из-за ненадежности

сх=акт=выкл+РЗА+ТТ+р.о.

Здесь параметр потока отказов выключателя сх=акт=выкл+РЗА+ТТ+р.о примерно в 2–2,5 раза превышает выкл.

При решении задач, связанных с анализом конструкций выключателей и планированием их ремонтно-эксплуатационного обслуживания, важно учесть все связанные с этим отказы выключателей, независимо от того, введен или не введен выключатель в эксплуатацию, а также находится он в рабочем состоянии или выведен в ремонт, т.е.

конст=выкл+особ.

При этом конст=выкл+особ в 3–4 раза превосходит (табл.2) выкл. Данное обстоятельство требует дальнейшего анализа и принятия принципиального решения для практических работников энергосистем.

Наконец, результирующий параметр потока отказов в табл. 2 оказывается в 4–6 раз выше выкл. Но это механическое сложение составляющих параметра, не привязанное к решению конкретной прикладной задачи.

Таким образом, говоря о значении параметра потока отказов выключателя, принципиально важно указать состав принятых во внимание факторов. Так, в используемых на сегодняшний день статистических данных при определении параметра учтены отказы собственно выключателей с приводами. Как следует из приведенных статистических данных – это лишь незначительная, но базовая часть отказов выключателей, которую используют все электроэнергетики.

Выполнен анализ взаимосвязи параметра потока отказов выключателей от функции присоединения, в котором они установлены. Нередко различают выключатели в цепях воздушных линий (ВЛ) и в прочих цепях. Считают, что выключатели в цепях ВЛ имеют параметр потока отказов в 2–7 раз более высокий, чем в других цепях. Классификация отказов по присоединениям, как правило, проявляется в так называемых радиальных схемах с коммутацией каждого выключателя одним выключателем. Все рассматриваемые схемы РУ 110–220 кВ подстанций были радиальными с одной–двумя системами сборных шин и с обходной системой шин. В табл.3 приведены статистические данные по отказам выключателей линейных и прочих присоединений 110–220 кВ и соответствующие параметры потока отказов. В качестве прочих присоединений были приняты ячейки выключателей в цепях (авто)трансформаторов, а так же секционные и шиносоединительные выключатели. Обходные выключатели отнесены к выключателям, установленным в цепях ВЛ. Причина заключается в том, что они часто задействованы в цепях ВЛ при ремонтах выключателей.

Таблица 3. Характеристики надежности выключателей в зависимости от функции присоединения

Напряжение, кВ

Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 5 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»