Оценка надежности трансформаторной подстанции 110 кВ на ГП-3 Бованенковского нефтегазоконденсатного месторождения
Журнал: Научный журнал «Студенческий форум» выпуск №8(101)
Рубрика: Технические науки
Научный журнал «Студенческий форум» выпуск №8(101)
Оценка надежности трансформаторной подстанции 110 кВ на ГП-3 Бованенковского нефтегазоконденсатного месторождения
1. Оценка надежности ТП 110/10 кВ 10МВА на БГКМ.
Исходными данными для расчета является принципиальная электрическая схема ТП 110/10 кВ общей мощность 10 МВА (Рисунок 3.1).
Для имеющейся схемы в таблице 3.1 будут перечислены параметры надежности электрооборудования системы электроснабжения каждого элемента которым присвоен свой индивидуальный код, взятые из статистических данных по трансформаторной подстанции за интервал времени – один год. На рисунке 3.2 будет изображена структурная, упрощенная схема, по которой будут производиться расчеты.
В таблице приведены 3.2 значения для среднего времени обнаружения, отказавшего в срабатывании выключателей.
Так как в примере учитываются два несовместимых вида отказов выключателей - это отказ типа «обрыв цепи» и отказ выключателя в срабатывании, каждый из которых оказывает различное влияние на СЭС, по этой причине составляются схемы замещения для каждого вида отказов выключателя.
Схема замещения для отказа типа «обрыв цепи» представлена на рисунке 3.3, схема замещения отказа выключателя в срабатывании показана на рисунке 3.4.
В ходе расчета оценки надежности для данной ТП будут рассчитаны следующие критерии:
- Эквивалентные параметры потока отказа 
и восстановления 
;
- Аварийный поток 
;
- Параметр потока аварийных отключений секции шин Ш1 на ВЛ1,учитывая отказ выключателей/разъединителей в срабатывании 
;
- Суммарный поток отказа ,учитывающий все три вида отказов 
;
- Вероятность безотказной работы СЭС R(t);
- Средний интервал времени между аварийными отказами Tср;
- Параметр восстановлении узла схемы секции шин 
;
- Среднее время восстановления 
;
- Проведена проверка по формуле 
.
Рисунок 1. Принципиальная электрическая схема ТП 110/10 кВ 10 МВА на БНГКМ
Рисунок 2. Структурная упрощенная схема ТП для одной ВЛ1 БГКМ
Рисунок 3. Схема минимальных сечений учитывающая отказ выключателей/разъединителей типа «обрыв цепи»
Рисунок 4. Схем минимальных сечений учитывающая отказ выключателей/разъединителей в срабатывании
Таблица 1.
Значения параметров надежности для каждого элемента
|
№ |
Код элемента |
Параметр потока отказов λij =λk, год -1 |
Параметр потока восстановлений mij =mk, год -1 |
|
1 |
|
1.12 |
1460 |
|
2 |
|
1.68 |
1460 |
|
3 |
|
0.061 |
1460 |
|
4 |
|
0.87 |
1782 |
|
5 |
|
0.82 |
1232 |
|
6 |
|
0.061 |
1460 |
|
7 |
|
1.65 |
2920 |
|
8 |
|
0.061 |
1460 |
|
9 |
|
0.276 |
1096 |
|
10 |
|
0.313 |
1095 |
|
11 |
|
0.061 |
1460 |
|
12 |
|
0.258 |
1095 |
|
13 |
|
1.2 |
4380 |
|
14 |
|
3.57 |
4380 |
|
15 |
|
5.88 |
4380 |
|
16 |
|
1.2 |
4380 |
|
17 |
|
7.56 |
4380 |
|
18 |
|
1.2 |
4380 |
|
19 |
|
4.62 |
4380 |
|
20 |
|
1.2 |
4380 |
|
21 |
|
0.056 |
292 |
|
22 |
|
0.097 |
245 |
|
23 |
|
0.175 |
1095 |
x3.1
Таблица 2.
Среднее время восстановления электроснабжения секции шин Ш1 на ВЛ1 после отказа в срабатывании r-ого КА
|
r |
τij= τk, год |
|
4 |
0.000171 |
|
5 |
0.000171 |
|
13 |
0.000137 |
|
20 |
0.000137 |
|
21 |
0.000103 |
|
22 |
0.000103 |
|
23 |
0.000103 |
|
24 |
0.000103 |
Применяя данные из таблицы 3.1 находим эквивалентные параметры потоков отказов и восстановления
:
;
,
,
где 
,
Тогда
,
Рассчитаем аварийный поток отключений секции шин Ш1 в результате короткого замыкания в отходящих линиях отказа в срабатывании, которые соответствуют защитным КА пользуясь данными таблицы 3.1.
Найдем параметр потока Hl для элементов (рисунок 3.4) под номерами 8,9,10,11,12,13,14,15:
,
,
,
,
,
,
,
.
Таблица 3.
Значение параметра аварийного потока
|
№ |
Hl , год -1 |
|
8 |
|
|
9 |
|
|
10 |
|
|
11 |
|
|
12 |
|
|
13 |
|
|
14 |
|
|
15 |
|
Так же произведем расчет параметра потока аварийных отключений секции шин Ш1 на ВЛ1 (рисунок 3.4) учитывая отказ в срабатывании выключателей/разъединителей:
.
Для секции шин Ш1 ВЛ 110/10 кВ находим поток отказа, который учитывает все три вида отказов:
Вычислим вероятность безотказной работы системы электроснабжения за заданное время t=8760 ч (1 год):
.
Средний интервал между аварийными отказами элементов определяется:
.
Определяем параметр восстановлений электроснабжения узла схемы секции шин Ш1:
= 
,
где
,
Тогда
= 
Находим:
Выполнив все вышеуказанные расчеты для ТП 110/10 кВ БГКМ, проведем проверку воспользовавшись условием для данной цепи:
,
Исходя из полученных значений показателей и критерий теории надежности , а именно значения вероятности бесперебойного энергоснабжения R(t)= 2.16 
и ранее рассмотренной электрической схемы 
, за заданное время t=8760 часов (1 год), можно сделать вывод, что трансформаторная подстанция соответствует первой особой категории надежности, и риск возникновения аварийного режима крайне минимален.
Так же по мимо произведенных расчетов, надежность данной ТП подкрепляется следующими условиями:
- наличие двух независимых источников питания;
- саморезервируемая принципиальная электрическая схема ТП;
- значительное количество резервных электростанций, приходящихся на одну ТП.
