 |
Надежность энергоснабжения. Кафедра. Интеллектуальные сети энергоснабжения. ФГАОУ ВО СевГУ. г. Севастополь, 2018. Аннотация
|
|
|
|
Надежность энергоснабжения
Кафедра
Интеллектуальные сети энергоснабжения
ФГАОУ ВО СевГУ
ИНТИ
г. Севастополь, 2018
Оглавление
Аннотация. 3
Глоссарий. 4
Аббревиатуры.. 9
Введение. 14
Стохастический подход. 19
Модельные функции распределения и функции внешних условий. 20
Структурная надежность. 25
Детерминированный подход. 28
Функциональная надежность. 28
Технологии, повышающие функциональную надежность ЭС. Гибкие сети (FACTS). 33
Структурная надежность в «восходящей» постановке задачи. 36
Индексы качества электроснабжения. 40
Статическая и динамическая устойчивость. 40
Аннотация
Данное пособие является методическим материалом для студентов бакалавриата и магистратуры кафедры «Интеллектуальные сети энергоснабжения» ИНТИ ФГАОУ ВО СевГУ («EnergyNet»), по дисциплине «Надежность энергоснабжения». В материале дано общее представление об истории развития надежности в электроэнергетики, приведены некоторые цифры по текущему состоянию электроэнергетики в РФ, описаны основные технологии повышения надежности в электроэнергетике, обозначены стратегические проблемы развития электроэнергетики в обозримом будущем. Предпринята попытка обобщения и структуризации разрозненных подходов к изложению проблем надежности сегодняшнего дня. Также приведен глоссарий и наиболее употребляемые аббревиатуры в рассматриваемой специфике, даны ссылки на литературу, позволяющую получить более полное представление о предмете.
Практические задания данного пособия предполагают базовое знакомство студентов с пакетом MatLab, в частности с Simulink, а также наличие базового алгоритмического мышления и владение в основном математикой (а также факультативно - физикой) на уровне выпускника школы с физико-математическим уклоном, особенно по части теории вероятностей и сопутствующих ей разделов математики.
|
|
|
Глоссарий
Аппаратура — комплекс приборов, имеющих общее эксплуатационное назначение. Различают обслуживаемые, необслуживаемые, разового и многократного действия
Анемометр — прибор для измерения скорости движения газов, воздуха (ветра в метеорологии)
Безотказность — свойство объекта непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение некоторого времени или наработки
Бесконечно делимое распределение — распределение случайной величины такой, что она может быть представлена в виде произвольного количества независимых, одинаково распределённых слагаемых
Восстанавливаемость - свойство изделия, заключающееся в восстановлении допустимых (в частном случае начальных) значений его параметров в результате устранения причин и последствий повреждений (отказов). Оценивают отношением параметра изделия после восстановления его исправности (работоспособности) к начальному или номинальному (допускаемому) значению этого параметра. Различают изделия восстанавливаемые и невосстанавливаемые, И ремонтируемые и неремонтируемые, т. к. термины " восстанавливаемое (невосстанавливаемое) изделие" и " ремонтируемое (неремонтируемое) изделие" в общем случае не эквивалентны. Неремонтируемое изделие является невосстанавливаемым, а ремонтируемое может быть восстанавливаемым или невосстанавливаемым в зависимости от условий эксплуатации
Г амма-процентная наработка до отказа -показатель безотказности, характеризующий наработкуустройства, в течение которой отказ не возникнет с вероятностью γ , выраженной в процентах
|
|
|
Долговечность — свойство объекта непрерывно сохранять работоспособность от начала эксплуатации до наступления предельного состояния, то есть такого состояния, когда объект изымается из эксплуатации
Динамическая устойчивость - способность энергосистемы сохранять синхронизм после внезапных и резких изменений параметров режима или при авариях в системе (коротких замыканиях, отключениях части генераторов, линий или трансформаторов). После таких внезапных нарушений нормальной работы в системе возникает переходный процесс, по окончании которого вновь должен наступить установившийся послеаварийный режим работы. В некотором смысле, динамическая устойчивость системы предполагает возвращение системы к какой-либо точке «устойчивого равновесия» (а теоретически и неустойчивого равновесия) после окончания внезапных резких возмущений
Дерево неисправностей - древовидная схема, основанная на применении логических элементов «и»/»или», используемая для идентификации последовательности отказов оборудования и/или ошибок человека, которые приводят к отказам системы или опасным событиям
Длинная линия – физическая модель линии передачи, продольный размер которой превышает (или сравним) длину волны гармонического процесса, а поперечные размеры - существенно меньше длины волны процесса
Единичный показатель надежности - показатель надежности, характеризующий одно из свойств, составляющих надежность объекта
Живучесть — свойство объекта сохранять работоспособность при отказе отдельных функциональных узлов
Качания - явления, возникающие при нарушении синхронной работы генераторов энергосистемы. Качания сопровождаются возрастанием тока и снижением напряжения в сети. Релейная защита на эти изменения реагирует так же, как на симметричные КЗ.
Компенсатор - устройство (или машина) для компенсации сдвига фаз между током и напряжением, и таким образом повышающее коэффициент мощности
Компенсирующие устройства — установки, предназначенные для компенсации ёмкостной или индуктивной составляющей переменного тока. Условно их разделяют на устройства для компенсации реактивной мощности, потребляемой нагрузками и в элементах сети (поперечно включаемые батареи конденсаторов, синхронные компенсаторы, синхронные двигатели и тому подобные устройства), и устройства для компенсации реактивных параметров линий (продольно включаемые батареи конденсаторов, поперечно включаемые реакторы и т. д. )
|
|
|
Коммерческий учет – учет электроэнергии, который осуществляется для обеспечения финансовых расчетов между предприятиями, генерирующими и распределяющими электроэнергию, и потребителями
Комплексный показатель надежности - показатель надежности, характеризующий несколько свойств, составляющих надежность объекта
Многоугольник распределения – график дискретного распределения вероятностей
Надежность - свойство объекта или технического устройства выполнять заданные функции, сохраняя во времени значения установленных эксплуатационных показателей, в заданных пределах, соответствующих заданным режимам и условиям использования, технического обслуживания, ремонтов, хранения и транспортировки
Неисправность — состояние аппаратуры, при котором затрудняется её эксплуатация, но основные параметры находятся в пределах, заданных техническими условиями
Наработка на отказ — величина (время или объём работы), принятая для измерения продолжительности работы аппаратуры
Натуральная мощность ЛЭП - активная мощность, передаваемая по ЛЭП, при которой зарядная мощность ЛЭП равна потерям реактивной мощности в ней
Несовместные случайные события – в общем случае несколько сложных событий, не содержащих общие элементарные случайные события
Объект - предмет целевого назначения, рассматриваемый в период проектирования, производства, эксплуатации, изучения, исследования и испытания на надежность (объектами могут быть системы и их элементы, в частности сооружения, установки, технические изделия, устройства, машины, аппараты, приборы и их части, агрегаты и отдельные детали)
Отказ — событие, заключающееся в полной или частичной утрате работоспособности:
|
|
|
- конструктивный - отказ, возникший по причине, связанной с несовершенством или нарушением установленных правил и (или) норм проектирования и конструирования
- производственный - отказ, возникший по причине, связанной с несовершенством или нарушением установленного процесса изготовления или ремонта, выполняемого на ремонтном предприятии
- эксплуатационный - отказ, возникший по причине, связанной с нарушением установленных правил и (или) условий эксплуатации
- деградационный - отказ, обусловленный естественными процессами старения, изнашивания, коррозии и усталости при соблюдении всех установленных правил и (или) норм проектирования, изготовления в эксплуатации
Однородная электрическая сеть – сеть, у которой отношение эффективного активного сопротивления к реактивному сопротивлению во всех ветвях одинаковое
Ошиновка – элемент арматуры ЛЭП. Иногда этим термином называют процесс армирования
Повреждение - событие, заключающееся в нарушении исправного состояния объекта при сохранении работоспособного состояния
Показатель надежности - к оличественная характеристика одного или нескольких свойств,
составляющих надежность объекта
Приспосабливающаяся система – система с автоматическим измерением сигналов или динамических характеристик объекта, с последующей автоматической перестройкой устройств управления. Различают самонастраивающиеся, самообучающиеся и самоорганизующиеся приспосабливающиеся системы
Потребитель – юридическое или физическое лицо, осуществляющее пользование электрической энергией. Одна распределительная или трансформаторная подстанция питает некоторое число потребителей
Ресурс — наработка от начала эксплуатации до наступления предельного состояния
Рабочее время аппаратуры — время, в течение которого аппаратура может находиться во включенном состоянии. По этому критерию выделяют аппаратуру кратковременного и длительного действия
Ремонтопригодность — свойство объекта, заключающееся в приспособленности к поддержанию и восстановлению работоспособного состояния путём технического обслуживания и ремонта
Резервирование — это способ обеспечения надежности изделия за счет дополнительных средств и\или возможностей, избыточных по отношению к минимально необходимым для выполнения требуемых функций
Распределённая энергетика — концепция развития энергетики, подразумевающая строительство потребителями электрической энергии источников энергии компактных размеров или мобильной конструкции и распределительных сетей, производящих электрическую и тепловую энергию для собственных нужд, а также направляющих излишки в общую электрическую (тепловую) сеть
|
|
|
Регрессия - в теории вероятностей и математической статистике, математическое выражение, отражающее зависимость зависимой переменной у от независимых переменных хi при условии, что это выражение будет иметь статистическую значимость
Регулярная длинная линия – длинная линия, любой участок которой полностью тождественен любому другому участку этой линии такой же длины
Срок службы — календарная продолжительность от начала эксплуатации до наступления предельного состояния
Сохраняемость — свойство объекта сохранять работоспособность в течение всего периода хранения и транспортировки
Сбой — самоустраняющийся отказ или однократный отказ, устраняемый незначительным вмешательством оператора
Случай – одно из событий, образующих полную группу (полное множество всевозможных событий), являющееся несовместным и равновозможным
Синхронный компенсатор - устройство для компенсации сдвига фаз между током и напряжением, позволяет улучшить (повысить) коэффициент мощности и регулировать напряжение в линиях электропередачи и в электрических сетях
Статическая устойчивость - способность энергосистемы самостоятельно восстанавливать ее исходный режим при малых и медленно происходящих возмущениях, например, при постепенном незначительном увеличении или уменьшении нагрузки. В некотором смысле, статическая устойчивость системы предполагает возвращение системы к той же точке «устойчивого равновесия» после окончания небольших возмущений
Структурная надежность системы - это результирующая надежность системы, при заданной ее структуре и известных значениях надежности всех входящих в нее элементов и подсистем
Секционирование электрической сети - деление ЛЭП с помощью коммутационных аппаратов на несколько участков. Секционирование бывает неавтоматическое и автоматическое. К неавтоматическому секционированию относится деление сети с помощью разъединителей и выключателей нагрузки, не имеющих устройств для автоматического отключения. Автоматическое секционирование выполняется коммутационными аппаратами, оборудованными приводами и устройствами автоматики, а в ряде случаев и релейной защитой
Технический учет – учет электроэнергии, направленный на обеспечение предоставления информации о расходовании электричества на предприятии, с разбивкой по отдельным подразделениям, технологическим цепочкам и единицам оборудования, относительно к единице производимой продукции и т. д.
Установленная мощность электростанции – это сумма паспортных мощностей всех генераторов электростанции, которая может меняться в процессе реконструкции действующих генераторов и\или установки нового оборудования
Функциональная надежность — эксплуатационная надежность, способность устройства сохранять функцию назначения после осуществления нормированного (установленного, назначенного) числа рабочих циклов
Фидер — линия, предназначенная для передачи электроэнергии от распределительного устройства (щита) к распределительному пункту, магистрали или отдельному электроприемнику
Шунт — устройство, которое позволяет электрическому току (либо магнитному потоку) протекать в обход какого-либо участка схемы, обычно представляет собой низкоомный резистор, катушку или проводник. Шунтирование — процесс параллельного подсоединения электрического элемента к другому элементу, как правило, с целью уменьшения итогового сопротивления цепи
|
|
|
