Повышение эффективности функционирования систем электроснабжения посредством структурной избыточности

• Автор: Буев, Павел Владимирович
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Липецк
• Количество страниц: 161 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 АНАЛИЗ ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ С ПОСТАНОВКОЙ ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1 Обзор литературных источников
1.2 Постановка задач исследования
2 ИЗБЫТОЧНОСТЬ КАК СРЕДСТВО ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
2.1 Математическая модель функционирования элемента системы электроснабжения с учетом избыточности
2.2 Функционирование элементов восстанавливаемой системы
2.3 Повышение безотказности системы электроснабжения посредством избыточности
2.4 Математическая модель отказов и критериев безотказности системы
2.5 Представление воздействия возмущающих негативных факторов на функционирование элементов системы электроснабжения в виде случайного потока
3 БЕЗОТКАЗНОСТЬ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ С УЧЕТОМ НЕГАТИВНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ЭЛЕМЕНТЫ СИСТЕМ
В УСЛОВИЯХ ИЗБЫТОЧНОСТИ
3.1 Анализ влияния возмущающих факторов на параметры безотказности элементов системы
3.2 Анализ влияния системных возмущений на непрерывность электроснабжения
3.3 Функционирование системы электроснабжения с использованием избыточности автоматики и релейной защиты
3.4 Избыточность системы автоматики и защиты как средство повышения безотказности электроснабжения
4 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ С УЧЕТОМ НЕГАТИВНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ И ИЗБЫТОЧНОСТИ СИСТЕМЫ
4.1 Методика получения и обработки статистической информации и сравнение с теоретическими значениями
4.2 Технико-экономическая оценка избыточности по повышению безотказности системы электроснабжения
4.3 Экономическая оценка эффекта избыточности систем автоматики и релейной защиты
4.4 Методика построения рациональной системы электроснабжения с учетом негативных факторов при использовании структурной
избыточности
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Эффективность функционирования систем электроснабжения промышленных предприятий определяется безотказность их элементов. Проблема обеспечения надежности производственных процессов становится все более актуальной с развитием систем электроснабжения, усложнения оборудования сетей, увеличения потоков передаваемой и распределяемой мощности. Эффективность электроснабжения в основном определяется по недоотпуску электроэнергии, который зависит от частоты и продолжительности аварийного нарушения, величины отключаемой мощности. Во многих случаях повреждения сопровождаются значительным увеличением тока и глубоким понижением напряжения (провалам). Это способствует тепловому износу проводникового и изоляционного материала, разрушает место повреждения, вызывает нагрев неповрежденных частей оборудования, кабельных и воздушных линий. Провал напряжения нарушает нормальный режим неправильного энергообеспечения ответственных приемников, устойчивость параллельной работы генераторов и энергосистемы в целом. Аварийные и послеаварийные режимы приводят к отклонению величин напряжения, тока и частоты от допустимых значений. В результате создается опасность нарушения нормальной работы потребителей и повреждения электрооборудования.
Устойчивое функционирование системы электроснабжения обеспечивается максимально быстрым выявлением и локализацией места повреждения в сети. Это способствует восстановлению условий эксплуатации и прекращению разрушений в местах повреждения. Опасные последствия нарушений можно предотвратить, если своевременно обнаружить отклонение от нормального режима и принять меры к его устранению. Поэтому необходимо использование соответствующих способов и средств защиты системы и ее элементов от случайных критических возмущений. Без этого невозможна безотказная работа современных систем электроснабжения. Средства управления и защиты осуществляют контроль за состоянием и работой элементов энергосистемы, реагируют на возникновение повреждений и ненормальных режимов.

ние наработки на отказ отдельных единиц оборудования можно определить согласно выражению

X = |та(т)с1т,
(2.19)
где а(т)-плотность вероятности наработки на отказ электрооборудования.
Рассматривая тп как математическое ожидание длительности импульса совпадений от совместного функционирования элементов, образующих оборудование, его значение определяется по (2.13).
В соответствии с (2.18) зависимость (2.16) примет вид

Р2(1) = еХ (2.20)
Если использовать равенство (2.19), то зависимость (2.16) преобразуется к виду
-І |ш(т)<іт
р;(і) = е 0 . (2.21)
При определении р2 (г) имелось в виду, что к моменту времени С, элементы системы выработали часть ресурса. В случае, когда рассматривается один параметр, то выполняется условие
Рі(1)>р2(1). (2.22)
Неравенство (2.22) будет иметь место только в том случае, когда наработка на отказ элементов подчиняется экспоненциальному закону. В данном случае вероятные параметры элементов не будут зависеть от момента их определения. Для обеспечения требуемого уровня безотказности в системах целесо-