Элементов схемы выдачи мощности электростанции

 

Сравнительная оценка эффективности различных вариантов схемы выдачи мощности нецелесообразна без учета надежности элементов этой схемы. Отказы элементов схемы выдачи мощности сопровождаются системным ущербом, связанным с недоотпуском электрической энергии в систему и нарушением транзита мощности через шины РУ электростанции.

Показатели надежности элементов электроустановок определяются в реальных условиях эксплуатации ретроспективными методами. Суть данных методов состоит в сборе и обработке статистических данных работы действующих элементов. В общем случае при эксплуатации элементов могут изменяться загрузка, условия и режимы их работы. Для учета влияния этих факторов применяются методы регрессионного и дисперсионного анализа [5].

Основными показателями надежности элементов электрических систем являются:

· параметр потока отказов , 1/год;

· среднее время восстановления работоспособного состояния Т_в, ч;

· частота ремонтов (плановых, капитальных, текущих) , 1/год;

· продолжительность ремонтов - Т_р, ч.

Параметр потока отказов элемента равен отношению числа отказов элемента за произвольно малую продолжительность его работы к значению этой продолжительности работы, т.е.

 

, (2.16)

 

 

где – математическое ожидание числа отказов за время ;

– математическое ожидание числа отказов за время t.

В качестве расчетного времени при оценке надежности принимают один год. Если, например, по статистическим данным в группе из N одинаковых элементов за T лет работы наблюдалось m отказов, то параметр потока отказов элемента находится из выражения

. (2.17)

 

Среднее время восстановления работоспособного состояния элемента Т _в определяется математическим ожиданием времени восстановления работоспособного состояния элемента. Оно складывается из времени, которое необходимо для отыскания отказавшего элемента, и времени устранения его отказа. Например, если на отыскание и устранение М отказов какого-либо элемента было затрачено соответственно время , то среднее время восстановления работоспособного состояния

. (2.18)

 

Аналогичным образом определяются частота ремонтов и продолжительность ремонтов Т _р.

Еще один немаловажный показатель, влияющий на величину ущерба от ненадежности элементов, - это коэффициент ремонтного режима q _p. Коэффициент ремонтного режима представляет собой вероятность нахождения элемента в восстановительном и плановом ремонтах:

 

(2.19)

При оценке надежности элементов используют табличные и расчетные показатели. Табличные показатели надежности и ремонтные показатели трансформаторов (автотрансформаторов), высоковольтных выключателей, разъединителей, отделителей, систем сборных шин РУ, ЛЭП, асинхронных двигателей и энергетических блоков приведены в [3] (см. прил. 1). Эти показатели рекомендуется применять для сравнительного анализа надежности энергосистем, электрических станций, электрических систем, систем электроснабжения потребителей.

Расчетные показатели надежности элементов определяются с учетом их конкретного исполнения.

Основными учитываемыми элементами при оценке надежности схемы выдачи мощности электростанции являются блочные трансформаторы, автотрансформаторы связи и генераторные выключатели. Рассмотрим основные расчетные формулы определения ущерба от ненадежности работы элементов схемы выдачи мощности АЭС.

Ожидаемый ущерб от ненадежности работы блочного трансформатора в схеме блока генератор-трансформатор (рис. 2.1,а)

 

, (2.20)

 

где – соответственно параметр потока отказов и среднее время восстановления блочного трансформатора;

Т_пуск.1 – продолжительность пуска блока после его останова длительностью, равной Т_в.т., ч;

q_р,бл – коэффициент ремонтного режима блока.

Ожидаемый ущерб в блоке с генераторным выключателем от отказов блочного трансформатора и генераторного выключателя (см. рис. 2.1,б)

 

, (2.21)

 

где – соответственно параметр потока отказов и среднее время восстановления выключателя;

Т_{пуск. 2} – продолжительность пуска блока после его останова длительностью, равной Т_в.в., ч;

 

Ущерб от ненадежности элементов в блоке с двумя генераторными выключателями (см. рис. 2.1,е)

 

. (2.22)

 

Ущерб от ненадежности элементов объединенного блока (см. рис. 2.1,г)

, (2.23)

где Т _пуск,3 – продолжительность пуска блока после кратковременного останова (менее одного часа), которая принимается равной 1,5 ч. (0,5 ч составляют оперативные переключения и 1 ч - время пуска блока).

Ущерб от ненадежности автотрансформатора и генераторного выключателя в блоке генератор-автотрансформатор связи (см. рис. 2.1,д)

 

. (2.24)

 

В этих выражениях У_у.с. - удельный системный ущерб, который для учебного проектирования можно принять 0.05 грн/(кВт ч).

Данные о продолжительности пуска блоков АЭС в зависимости от их предварительного теплового состояния приведены в табл. 2.1.

Т а б л и ц а 2.1

 

Характеристики	ВВЭР-440	ВВЭР-1000	РБМК-1000
Продолжительность пуска энергоблока, ч, после: - кратковременного (до 3…8 ч) останова из горячего состояния
- длительных (до 20 ч) остановов из горячего состояния
- длительных (до 40…60 ч) остановов из горячего состояния			12...15
- длительных (свыше 40…60 ч) остановов из холодного состояния	15...20	15...20	20...24

Если связь между РУ повышенного напряжения осуществляется с помощью одного автотрансформатора связи, то его отказ вызывает ущерб от нарушения перетока (транзита) мощности между РУ, который рассчитывается по формуле

 

При двух автотрансформаторах связи отказ одного из них не вызывает ущерба, так как оставшийся с допустимой аварийной перегрузкой обеспечивает переток мощности.

Во всех рассмотренных выше выражениях для определения ущерба от ненадежности элементов схемы выдачи мощности используется коэффициент ремонтного режима блока q _р,бл. Для его определения по выражению (2.19) необходимо вычислить частоту плановых остановов (1/год):

 

; (2.26)

,

 

где n – удельное число остановов блока за агрегато-год;

– параметр потока отказов, 1/агрегато-год;

– среднее время плановых простоев, ч.

Продолжительность планового простоя, приведенная к календарному году,

. (2.27)

 

Параметр потока отказов, приведенный к календарному году, равен

 

. (2.28)

 

Величины определяются по данным, приведенным в литературе [3] (см. прил. 3.1 - 3.11).