Курсовая. Гилимшин А.А. 619. Курсовая работа по дисциплине основы диагностики и надежности в проектируемых системах электроснабжения
 Скачать 223 Kb.
|
|
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» Кафедра ЭПП Курсовая работа по дисциплине: «ОСНОВЫ ДИАГНОСТИКИ И НАДЕЖНОСТИ В ПРОЕКТИРУЕМЫХ СИСТЕМАХ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ» Выполнил: Гилимшин А.А. Проверил: Группа: ЗЭПт-1-17 Шифр: Казань - 2020 ОглавлениеВведение 3 1. Цель работы 4 2. Задание на работу 5 3. Расчет структурной надежности системы электроснабжения 6 3.1. Схема задания 6 3.2. Расчеты 7 Заключение 12 Список используемой литературы 13 ВведениеСистема электроснабжения представляет собой сложную систему, состоящую из множества элементов. В такой системе возникновение отказа любого элемента, составляющего систему, или существенное отклонение параметров электроснабжения (частоты, уровня напряжения, мощности и т.д.) может привести не только к ухудшению его качества, но и к полному прекращению электроснабжения потребителей. Что в ряде случаев не допустимо. Надежность в эксплуатации электрооборудования систем электроснабжения является одним из важнейших факторов, оказывающих существенное влияние на экономические показатели энергокомплексов страны. Cтоимость прекращения подачи электроэнергии в случае аварийного простоя составляет значительную часть суммарных затрат на изготовление и монтаж сети электроснабжения, а для населения такая авария приводит к большим моральным потрясениям. В связи с этим, вопросы совершенствования методов эксплуатации электрооборудования в системах электроснабжения различного уровня являются особенно актуальными. Поэтому особенностью современной электроэнергетики являются повышенные требования к надежности энергоснабжения и качеству электроэнергии. Прогнозирование надежности объектов энергетических систем, а также разработка стратегий и планирование, модернизация и ремонт электрооборудования – приоритетные задачи государства. Современный подход к решению этих вопросов базируется на применении методов теории надежности и оптимизации работы сложных технологических объектов. Надежность закладывается при проектировании, обеспечивается при изготовлении и расходуется при эксплуатации. Следует иметь в виду, что показатели надежности позволяют оценить состояние среднестатистического объекта. Это приводит к тому, что в одном случае получаются заниженные, а в другом - завышенные значения. Техническая диагностика позволяет оценить состояние конкретного объекта. Знание о действительном состояние объекта обеспечивается путем его контроля – мониторинга. При проектировании электроустановка должна создаваться приспособленной к диагностированию и восстановлению, при изготовлении – работоспособной, а при эксплуатации – обеспечивать поддержание работоспособного состояния. Инструментом поддержания заданной надежности являются методы и средства диагностирования. Понимание основ теории надежности и технической диагностики, знакомство с методами и средствами диагностирования элементов способствует правильному принятию решений при проектировании и эксплуатации электрооборудования в системах электроснабжения. В качестве объекта рассматриваются электроустановки, под которыми понимается совокупность машин, аппаратов, линий электропередач (ЛЭП), предназначенных для производства, трансформации, передачи, распределения электрической энергии и преобразования ее в другой вид энергии. В состав электростановок входят: генераторы, силовые трансформаторы, автротрансформаторы, реакторы, трансформаторы напряжения и тока, линии электропередачи, распределительные устройства, комплектные трансформаторные подстанции (КТП), распределительные сети, электродвигатели, конденсаторы, средства автоматики и защиты, разнообразные приемники электроэнергии. 1. Цель работыЦелью работы является практическое закрепление изучаемого теоретического материала по курсу «Основы диагностики и надежности в проектируемых системах электроснабжения», приобретение инженерных навыков расчёта надежности при проектировании электроэнергетических систем и сетей, оценки надежности при эксплуатации кабельных линий, развитие творческих способностей студента при решении конкретной поставленной задачи. Работа представляет собой комплексное задание, включающее в себя как вопросы обзора и оценки существующих моделей надежности систем электроснабжения потребителей, «слабых звеньев» элементов электроэнергетических систем, анализ повреждаемости электрического оборудования электростанций и сетей, анализ методов повышения надежности, расчет и оценка показателей надежности систем электроснабжения, кабельных линий вероятностными, аналитическим и логико-вероятностным методами. 2. Задание на работуРабота состоит из двух частей. Первая часть включает в себя расчет структурной надежности, вторая – оценку надежности кабельных линий с применением вероятностных моделей надежности. ходе выполнения первой части курсовой работы: определить оценки показателей надежности для элементов системы по данным статистки отказов за период эксплуатации N лет с учетом справочных данных, приведенных в приложениях 1 и 2; логико-вероятностным методом составить структурную схему сети для анализа надежности и определить значения ее показателей; рассчитать и построить график зависимости вероятности безотказной работы системы на L последующих лет эксплуатации, с разбивкой по кварталам; сделать вывод о необходимости и сроках технического обслуживания по критерию минимально допустимого уровня надежности. ходе выполнения второй части курсовой работы: произвести оценку надежности кабельной линии с использованием тангенса угла диэлектрических потерь и уровня частичных разрядов, полученных при диагностировании кабельных линий; сделать вывод о степени надежности кабельной линии и необходимости проведения мероприятий повышения надежности. Примечание:Считать абсолютной надежность источников питания ишин 110кВ и 10кВ. Законы распределения отказов и восстановлений принять экспоненциальными, отказы элементов – независимыми. Для двухцепных ЛЭП учитывать только одновременный отказ 2-х цепей. Пропускная способность всех устройств сети электроснабжения выше максимальной потребляемой нагрузки. 3. Расчет структурной надежности системы электроснабжения3.1. Схема заданияНа рисунке 1 показан пример схемы замещения подстанции, для которой необходимо рассчитать показатели структурной надежности.  Рисунок 1. Схема замещения подстанции На схеме обозначены: 1, 2, 3 – шины питания, В1, В2, В3 – выключатели, причем один из них является воздушным, Л1, Л2 – линии электропередачи, От1, От2 – отделители, Т1, Т2 – трансформаторы. 3.2. РасчетыСхема замещения подстанции показана на рис. 1. Описание схемы и параметры расчета: - длина линий: Л1 = 83 км; Л2 = 183 км. Линия Л2 – двухцепная. - выключатели: В1 и В3 – масляные, В2 – воздушный. - период эксплуатации N = 5 лет, период прогнозирования L = 3 года. - минимально допустимый уровень надежности Pдоп = 0,86. Все выключатели и отделители включены. По таблицам приложений выбираем только устойчивые отказы. Таблица 1 Исходные данные по элементам схемы
В таблице 1 по данным приложения 1 подготовлена информация для раздела «справочные данные» для схемы замещения и расчетных условий. Здесь жирным шрифтом и курсивом выделены параметры линий, пересчитанные на их конкретную длину. Л1: 1.41 (83 км/100 км) = 1,17 откл/год; Л2: 0.44 (183 км/100 км) = 0,8 откл/год. По данным статистики отказов следует рассчитать оценки интенсивности отказов элементов с учетом временного «старения» справочных данных. При отсутствии данных об отказах, остаются справочные значения. Для расчета оценки интенсивности отказов используем выражение:  где g=N/M, N – период эксплуатации, M = N + 15 – полное время «старения» справочных данных, i – номер элемента, ni – число отказов i-го элемента за период эксплуатации. В таблице 2 приведены результаты расчетов. Таблица 2 Результаты расчета оценки интенсивности отказов
Исходя из заданной схемы замещения системы электроснабжения и учитывая все возможные пути от источника к потребителю, составим структурную схему надежности. При этом надо учесть, что объекты генерации и шины 10кВ по условию задачи абсолютно надежны. При составлении схемы для анализа надежности их можно не учитывать, если они не являются элементами связи или ветвления (например – шины 110кВ должны быть введены в структурную схему как узлы ветвления 2 и 3). Для рассматриваемой схемы подстанции структурная схема надежности имеет вид как представлено на рисунке 2.  Рисунок 2. - Структурная схема надежности Для определения, как изменяется функция вероятности безотказной работы во времени, применяем к структурной схеме надежности метод «свертки». Результаты расчетов на заданном периоде эксплуатации с разбивкой по кварталам приведены в таблице 3. Таблица 3 Расчет показателей надежности на двухлетний период эксплуатации  По данным таблицы 3 построим график изменения функции вероятности безотказной работы во времени (рис. 3), оценим необходимость и периодичность технического обслуживания, используя соотношение: P(t ) = Pдоп. Из таблицы 3 и графика видно, что указанный критерий нарушается уже во втором квартале 1-го года эксплуатации P(0,25) > Pдоп > P(0,5), или: 0,9489 > 0,86 >0,8362. Поэтому tдоп = 0,25 и техническое обслуживание следует назначить в первом квартале.  Рисунок 3. - График изменения функции вероятности безотказной работы во времени ЗаключениеВ ходе написания курсового проекта нами были подробно рассмотрены профессиональные задачи, по изменениям безотказных работ эл.оборудования. К наиважнейшим из них относят износ и выроботка эл.оборудования.Таким образом я рассчитал когда будет проводится ремонт , и по данным расчета ремонт уже нужно производить в первом квартале . Поэтому tдоп = 0,25 и техническое обслуживание следует назначить в первом квартале. Список используемой литературыГерасимов, В.Г. «Электротехнический справочник» / В.Г. Герасимов. – М. – 2012. Чунихин, А.А. «Электрические аппараты» / А.А. Чунихин. – М. – 2012. Нестерин, В.А. «Электрические и электронные аппараты» мет. указ. А / В.А. Нестерин, Э.М. Артыкаева, - 2008. |