32

НИЖЕГОРОДСКОЕ ВЫСШЕЕ ВОЕННО-ИНЖЕНЕРНОЕ

КОМАНДНОЕ УЧИЛИЩЕ

Кафедра электроснабжения

Методические указания

К выполнению курсового проекта

Расчёт показателей надежности системы

электроснабжения потребителей

по дисциплине

«Надежность электроэнергетических систем»

Предназначены для студентов, обучающихся по направлению подготовки дипломированных специалистов 140200 – «Электроэнергетика» специальность 100200 «Электроэнергетические системы и сети», всех форм обучения, изучающих дисциплину «Надежность электроэнергетических систем».

Кстово – 2010

Содержание

Введение………………………………………………………………………………	3
1. Цель и задачи курсового проекта………………………………………………...	5
2. Организация проектирования…………………………………………………….	6
2.1. Основные организационные требования………………………………..	-
2.2. Требования к оформлению курсового проекта………………………….	-
3. Задание на курсовой проект……………………………………………………..	8
3.1. Исходные данные………………………………………………………….	-
3.2. Перечень вопросов рассматриваемых в проекте………………………..	-
3.2.1. Теоретическая часть…………………………………………………….	-
3.2.2. Расчётная часть…………………………………………………………	-
3.2.3.Графическая часть………………………………………………………	9
4. Методические указания к выполнению курсового проекта……………………	10
4.1. Аналитический метод расчёта надежности электроустановок………………	-
4.2. Количественная оценка надежности электроснабжения. Определение ущерба………………………………………………………………………………..	13
4.3. Логико-вероятностный метод расчёта надежности электроснабжения с помощью дерева отказов………………………………………………………………	-
4.4. Методика расчёта надежности двухцепной линии……………………………	16
Список литературы………………………………………………………………….	21
Приложение А. Данные для расчёта……………………………………………….	22
Приложение Б. Варианты расчётных схем питания подстанций потребителя….	23

Введение

Энергокомпании и пользователи электрической энергии становятся все более и более заинтересованными в надежности электроснабжения. Хотя проблемы надежности не являются новыми, их актуальность за последние годы значительно увеличилась [1].

По [2] надежность – свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значение всех параметров, установленных нормативно-технической документацией, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, ремонтов, хранения и транспортирования.

Надёжность является сложным свойством, которое в зависимости от назначения объекта и условий его применения состоит из сочетаний свойств: безотказности, долговечности, ремонтопригодности, и сохраняемости.

Энергетическая система представляет собой большую сложную систему кибернетического типа. Она состоит из множества элементов, каждый из которых, в свою очередь, является сложной системой (электростанции, линии электропередач и т.д.) В такой системе даже возникновение отказов большого числа элементов или существенное отклонение параметров режима (частота, уровень напряжения и т.д.) могут привести не к полному прекращению электроснабжения потребителей, а к ухудшению его качества, выраженному в пониженных запасах статистической и динамической устойчивости, несоответствие показателей качества электроэнергии (ПКЭ) нормативным значениям, повышению вероятности отключения части нагрузки при действии противоаварийной автоматики и т.д. Поэтому традиционные понятия, определяющие характеристики надежности в других отраслях производства, для описания поведения энергосистем необходимо использовать с осторожностью.

Учитывая вышесказанное согласно [3,4] надежность работы энергосистемы – это способность энергосистемы обеспечивать бесперебойность энергоснабжения потребителей и поддержание в допускаемых пределах показателей качества электрической энергии и тепла. Живучесть энергосистемы – способность энергосистемы противостоять цепочечному развитию аварийных режимов. При этом согласно [4,5] система электроснабжения представляет собой совокупность взаимосвязанных электроустановок, осуществляющих электроснабжение района, города, предприятия, и является неотъемлемой частью энергосистемы. Электрические нормальные и аварийные режимы энергосистемы и систем электроснабжения предприятий тесно связанны между собой.

Технологически система включает четыре иерархических уровня (технологические системы операций, процессов, производственных подразделений, предприятий) [5], а к регламентируемым условиям производства относят и «параметры энергоснабжения». Таким образом, система электроснабжения (СЭС) играет связующую роль между технологией промышленного производства продукции и технологией производства и поставки электроэнергии в рамках ЕЭС.

В различных действующих нормативно-технических документах ряд терминов логически связан с понятием «надежность». Например, «надежность электроснабжения», «устойчивость электроснабжения», «качество электроснабжения» [7], «бесперебойное функционирование электроэнергетики», «безопасность энергоснабжения» [8,9] и т.д. В Гражданском кодексе РФ (ГК РФ) и других нормативно-технических документах нет четких определений надежности, качества и устойчивости электроснабжения, что приводит к выводу, что эти понятия близки и часто означают одно и то же свойство процесса электроснабжения (функционирования электроэнергетической системы, системы электроснабжения).

В [10] дано определение «надежности электроснабжения потребителя», что позволяет исключить такие неоднозначные понятия как «устойчивость», «безопасность», «качество». Надежность электроснабжения потребителя – это способность (свойство) электроэнергетической системы, в составе которой работает система электроснабжения потребителя, обеспечивать без ограничений поставку заявленной потребителем в соответствии с договором электрической энергии (мощности) при выполнении им всех договорных обязательств (в том числе и по оплате электроэнергии), а также при соблюдении уполномоченными субъектами электроэнергетики качественных и количественных показателей надежности функционирования электроэнергетической системы и показателей качества электрической энергии.

В систему обеспечения надежности электроснабжения потребителя входят техническая и организационная подсистемы. К технической подсистеме относят технические средства по обеспечению параллельной работы электроустановок потребителя в составе ЕЭС, технические средства коммерческого учета и обмена информацией с СО и АТС, мероприятия по технической эксплуатации этих средств.

К организационной подсистеме относят мероприятия по заключению договоров поставки товарной продукции, договоров на оказание услуг с инфраструктурными организациями рынка; мероприятия по организации технической эксплуатации электроустановок потребителя и т.д.

К техническим мероприятиям по обеспечению надежности относят:

1) – на стадии проектирования (исходными данными, для которого являются условия технологического присоединения к электрической сети ЭЭС и условия информационного обмена на рынке данными коммерческого учета, технологическими данными):

• выбор категории электроприемников по надежности электроснабжения;

• выбор релейной защиты и автоматики (РЗА), в максимальной степени локализующих возмущения внутри системы электроснабжения предприятия;

• размещение на предприятии исполнительных органов противоаварийной автоматики (САОН);

• автоматики ликвидации аварийных режимов (АЧР) в обоснованных объемах;

• оснащение установок средствами измерений и телеизмерений, позволяющими выполнять действующие требования наблюдаемости системы электроснабжения со стороны оперативно-диспетчерского персонала самого предприятия и системного оператора (согласно ПУЭ, ПТЭЭП, ПТЭ);

• проектирование системы коммерческого учёта в соответствии с «Правилами учета электроэнергии», ПУЭ и техническими условиями энергоснабжающей организации и т.д.

2) - на стадии технической эксплуатации:

• следование требованиям ПТЭЭП, ПТЭ (для субъектов розничного рынка, включенных в реестр энергоснабжающих организаций, в части оперативно-диспетчерского управления), местных инструкций, других эксплуатационных документов; выполнение диспетчерских команд территориального подразделения СО (РДУ);

• выполнение технических условий заданных в договоре энергоснабжения.

Зарубежный и отечественный опыт показывает, что технические и организационные мероприятия по обеспечению надежности необходимо проводить со стороны энергосистемы и со стороны потребителя, т.е. в его сетях. В [11] отмечено, что при выборе независимых взаимно резервируемых источников питания, являющихся объектами энергосистем, следует учитывать вероятность одновременного зависимого кратковременного снижения или полного исчезновения напряжения во время действия РЗА при повреждениях в электрической части энергосистемы, а также длительного исчезновения напряжения на этих источниках при тяжелых авариях.

Таким образом, если потребитель не может допустить даже кратковременного исчезновения питания, то возможны следующие меры:

1. Использование собственных резервных источников электроснабжения.

2. Осуществлять непрерывность технологического процесса путем установки взаимно резервирующих технологических агрегатов.

3. Использование специальных устройств безаварийного останова технологического процесса и т.д.

Надежность электроснабжения также является одним из свойств технологической системы предприятия (группы предприятий).