Расчет и анализ показателей надежности питания узла нагрузки

Для решения данной задачи используем структурную схему надежности, составленную на основе электрической схемы сети. В данной схеме все источники питания объединяются, остальные элементы замещаются блоком с набором параметров, характеризующих надежность этого элемента. Далее путем эквалентирования схема сворачивается до одного блока и рассчитанные параметры надежности для этого блока, и характеризуют схемную надежность питания нагрузки.

Прежде чем начать расчёт основных показателей надёжности, необходимо рассчитать следующие дополнительные показатели надёжности:

1) наработка на отказ — это среднее время наработки, или, иначе говоря, продолжительности работы элемента между отказами, ч, равное:

(3.1).

2) коэффициент готовности — это вероятность того, что элемент будет работоспособен в произвольно выбранный момент времени в промежутках между плановыми ремонтами:

(3.2).

3) коэффициент вынужденного простоя — это вероятность того, что элемент неработоспособен в произвольно выбранный момент времени в промежутках между плановыми ремонтами, т. е. восстанавливается после отказа:

(3.3).

Коэффициент вынужденного простоя может быть вычислен и непосредственно через основные показатели надежности:

(3.4).

или при :

(3.5).

Для определения индекса надёжности используется следующее соотношение:

(3.6).

где:

(3.7).

РСР — среднегодовая нагрузка, , — частота отказов и время восстановления эквивалентного элемента соответственно.

Для определения частоты отказов и времени восстановления необходимо составить блок-схему и по известным формулам преобразовать ее до одного эквивалентного элемента, характеризующегося и .

При последовательном сложении блоков частота отказов и время восстановления рассчитываются следующим образом:

(3.9).

(3.10).

При параллельном сложении блоков частота отказов и время восстановления рассчитываются следующим образом:

(3.11).

(3.12).

По схеме, изображенной на рисунке 1 (приложение 5) строим блок-схему питания узла нагрузки (рисунок 15).

Рисунок 15. Блок-схема питания узла нагрузки По представленным выше соотношениям (3.9 — 3.12) преобразуем блок-схему до одного эквивалентного блока (рисунок 16). Результаты преобразования заносим в таблицу 3.2.

Таблица 3.2 — Параметры эквивалентных элементов.

Рисунок 16. Эквивалентный блок, полученный в результате преобразований Таблица 3.3 — Параметры эквивалентного блока.

Наработка на отказ по (3.1):

час.

Коэффициент вынужденного простоя по (3.5):

.

Индекс надёжности по (3.6):

где.

.

.

Результат расчета показателей надежности питания узла нагрузки приведён в таблице 3.4.

Таблица 3.4 — Результаты расчета показателей надежности питания узла нагрузки.

. 1/год.	TВ, час.	KВ.	W,. МВт•час.	PСР, МВт.	?Wгод, МВт•час.	П.
0,01.	2,2.		61,3.	1,35.	0,999 998.

Из таблицы 3.4 видно, что значение индекса надежности выше нормативного значения (0,999). Это говорит о том, что питание выбранного узла нагрузки надёжно.

Такие показатели надёжности узла нагрузки как частота отказов и время восстановления по значению равны показателям надёжности РУ 110 кВ. Следовательно, «слабым» местом в схеме питания узла является данный элемент. На него следует обратить особое внимание в плане эксплуатации и технического обслуживания, т.к. при отказе этого элемента нарушается связь между узлом нагрузки и источником питания, и время восстановления питания узла нагрузки будет определяться временем восстановления данного элемента.

Решение задачи схемной надёжности можно считать завершённой.