Таблично-логический метод расчета надежности электроснабжения

Наиболее трудоемким этапом расчета надежности в системах электроснабжения является составление функции отказов, учитывающей все причинно-следственные связи того или иного события.

Суть табличного метода расчета состоит в упорядоченном переборе состояний и событий в системе и отборе таких сочетаний, которые представляют интерес с позиций надежности, то есть связаны с совпадением отказов основных элементов и неработоспособностью резервных. Для большей наглядности этой процедуры массивы дизъюнкций и конъюнкций удобно формировать в виде таблицы, которая строится на основании принципиальной схемы и схемы коммутаций (табл. 3.1):

Таблица 3.1

Таблица состояний и переходов

Здесь индекс i означает номера элементов, отключенных в первоначальном работоспособном состоянии системы (под номером «0» указывается состояние со всеми включенными элементами). Индекс j означает номера элементов, отказ которых приводит к отказу всей системы. В ячейках таблицы записываются последствия отказов элементов системы для различных режимов в виде буквенных кодов аварии (S _{i j} ). Каждый такой код соответствует определенной степени нарушения работоспособности установки: потере генераторов, трансформаторов или линий, погашению секций, дефициту мощности в системе, или их сочетанию. Пустые клетки указывают на то, что в данном исходном работоспособном состоянии отказ соответствующего элемента не приводит к отказу системы.

Все аварии классифицируются по продолжительности ликвидации последствий на кратковременные (оперативные переключения) и длительные (восстановительный ремонт). Соответствующие коды аварий записываются в таблицу в виде дроби: в числителе для кратковременных отказов, в знаменателе – для длительных. Последствия отказов устройств релейной защиты и противоаварийной автоматики (развитие аварии) при отказах элементов РУ в различных режимах записываются, как аварии особого вида.

Зная относительную длительность каждого режима (ч/год), можно рассчитать среднюю частоту (интенсивность) аварий каждого вида и, соответственно, среднее время восстановления нормального режима работы.

Алгоритм расчета следующий:

1. Задаются расчетные режимы работы системы электроснабжения, которые отличаются друг от друга составом работающего оборудования и его повреждаемостью.

2. Относительная длительность каждого режима определяется по формуле:

q_i = t_i /8760 , (3.16)

где t_i - длительность i -го режима в часах, определяемая по средним продолжительностям плановых и аварийных ремонтов.

Относительная длительность нормального режима может быть найдена из выражения:

q₀ = 1 – . (3.17)

3. Определяются расчетные события j = 1, 2 …, m , приводящие к авариям. Такими расчетными событиями являются повреждения отдельных элементов схемы и отказы устройств РЗ и А. Составляется таблица расчетных связей событий, аварий и режимов, в которой записывается, какие повреждения и отказы элементов могут привести к той или иной аварии в каждом из режимов.

4. Средние интенсивности аварий определяются по формулам:

(3.18)

где L(i,j,k) =

То есть если в таблице расчетных связей на пересечении i-й строки и j-го столбца находится номер k , то соответствующее им значение коэффициента L(i, j, k) принимается равным 1, в противном случае – равным 0.

5. Среднее время восстановления нормального режима работы после k-й аварии вычисляется по формуле:

τ(k_в.р.) = (3.19)

где τ_{i j} – время восстановления нормальной работы при повреждении i -го элемента в j -м режиме.