Схему электрических соединений станции или подстанции с позиции теории надежности можно рассматривать как совокупность ряда элементов, последовательно и параллельно соединенных между собой.
Коэффициент аварийного простоя последовательно соединенных элементов определится по выражению
(4-1)
Предлагаемые выше расчетные формулы могут быть использованы для определения параметров надежности системы с любым числом параллельно соединенных элементов путем последовательного эквивалентирования.
Для расчета показателей надежности рассматриваемой схемы электрических соединений необходимо составить диаграмму надежности, под которой следует понимать схему питания исследуемой точки, состоящую из последовательно и параллельно соединенных ветвей, каждая из которых объединяет последовательно соединенные в смысле надежности элементы (трансформаторы, выключатели, отделители с короткозамыкателями, сборные шины). Таким образом, диаграмма надежности характеризует влияние каждого из элементов на надежность схемы в целом. Диаграммы надежности составляются для всех расчетных режимов работы установки, включая ремонты.
При составлении диаграммы надежности можно воспользоваться следующими рекомендациями.
В схемах с системами шин при одном выключателе на каждое присоединение и в схемах с перемычками типа мостик выключатель исследуемой цепи входит в диаграмму надежности полным количеством отказов последовательно с элементами, в цепи которых он установлен. Все остальные выключатели, присоединенные к системе (секции) шин, входят в диаграмму только долей отказов, приводящих к развитию аварии и отключению всех источников питания.
Включенные междушинные, секционные выключатели и выключатели в перемычках типа мостик входят в диаграмму надежности только долей отказов, приводящих к развитию аварии, последовательно со всеми смежными с ними присоединениями и отказами, не приводящими к развитию аварии, в соответствии со схемой электрических соединений.
Отказы отключенных междушинных и секционных выключателей, приводящие к развитию аварии, не учитываются; при этом последовательно с междушинными (секционными) выключателями в диаграмму надежности вводится АВР (автоматическое включение резерва).
В схемах с системами шин при двух выключателях на каждое присоединение, в схемах многоугольников и полуторных отказы выключателей, приводящие к развитию аварии и отключению смежных присоединений, учитываются в диаграмме надежности последовательно с каждым присоединением; при определении параметра потока отказов и математического ожидания длительностей одновременного простоя двух выключателей последние учитываются полным количеством отказов.
В схемах многоугольников с чередующимися присоединениями линий электропередачи и трансформаторами параметры надежности выключателей принимаются как для выключателей, устанавливаемых в цепи линии электропередачи (линейные выключатели).
Рис. 4-1. Схема с двумя системами шин и одной обходной.
а — принципиальная схема ОРУ; б — диаграмма надежности питания потребителей, где знаком " отменены отказы, не приводящие к развитию аварии, а знаком ' — отказы, приводящие к развитию аварий.
В полуторных схемах выключатели, соединяющие линии электропередачи, и трансформаторы со сборными шинами относятся соответственно к линейным и трансформаторным выключателям, а выключатели, соединяющие линии электропередачи и трансформаторы между собой, — к линейным выключателям.
В схемах типа мостик с выключателями в цепях линий выключатель в перемычке рассматривается как трансформаторный, а в схемах с выключателями в цепях трансформаторов все выключатели рассматриваются как линейные.
На рис. 4-1 и 4-2 приведены диаграммы надежности для некоторых схем РУ станций и подстанций.
С помощью изложенного аналитического метода выполнены расчеты в [Л. 81, 109].
Рис. 4-2. Полуторная схема.
а — принципиальная схема ОРУ; б — диаграмма надежности питания потребителей.
В тех случаях, когда диаграмма надежности содержит только последовательные цепочки элементов, аналитический расчет удобно выполнять в табличной форме [Л. 23]. Рассмотрим пример.
Имеются два варианта подстанции 110 кВ, питающей одного потребителя, схемы которых приведены на рис. 4-3 и 4-4. Необходимо установить экономическую целесообразность установки двух отделителей и перемычки их двух разъединителей, позволяющей включить любую линию с любым трансформатором и использовать два трансформатора при одной работающей линии.
Рис. 4-3. Схема подстанции без перемычки на стороне ВН.
Рис. 4-4. Схема подстанции с перемычкой па стороне ВН.
Учтем увеличение повреждаемости линий в грозовой период (два месяца в году) в 10 раз и возможность повреждения разъединителей короткозамыкателей, отделителей и трансформаторов.
Расчетной аварией будем считать погашение потребителя (потеря линий или двух трансформаторов).
Расчетными режимами будут следующие:
Примем следующие значения интенсивностей отказов элементов λ=1/год:
Составим таблицы расчетных связей, записывая в столбцах режимов номера элементов, повреждения которых приводят к погашению (табл. 4-8, 4-9).
В схеме на рис. 4-4 некоторые погашения длятся несколько минут, так как для восстановления электроснабжения необходимо лишь отключить поврежденный элемент и включить оставшиеся в работе. Поэтому в табл. 4-9 погашения делятся на кратковременные (на время оперативных переключений, 10—15 мин) и на длительные (на время аварийного восстановления поврежденных элементов). В схеме на рис. 4-3 все погашения — длительные.
Расчет среднего числа погашений сведем в табл. 4-10. Результаты расчета наглядно показывают необходимость учета нестационарности потока повреждений, так как средние числа погашений при грозе одного порядка с числом погашений при нормальной погоде.
Таблица 4-8
Расчетные связи для схемы рис. 4-3
Таблица 4-9
Расчетные связи для схемы на рис. 4-4
Таблица 4-10
Расчет среднего числа погашений
