Определение показателей надежности электрических установок

Элементы электроустановок относятся к категории восстанавливаемых (ремонтируемых) изделий. Основными показателями надежности такого рода элементов являются: частота отказов и среднее время восстановления.

1.Характеристика надёжности трансформаторов и автотрансформаторов

2. Характеристики надёжности выключателей

ωл-в цепях ВЛ

ω-в остальных случаях

3. Характеристики надежности генераторов

При вычислении частоты отказов блока, частоту отказов выключателя на высокой стороне, при наличие генераторного выключателя, принимаем равной 0,1.

Частота отказов блока 63 МВт:

- частота отказов турбогенератора;

- частота отказов генераторного выключателя;

- частота отказов блочного трансформатора;

- частота отказов выключателя на высокой стороне.

Частота отказов блока 100 МВт:

Частота отказов автотрансформаторной связи:

Частота плановых ремонтов блока и автотрансформаторной связи определяется частотой планового ремонта трансформатора.

Определение среднего времени восстановления блока 63 МВт:

Определение среднего времени восстановления блока 100 МВт:

Определение среднего времени восстановления автотрансформаторной связи:

Определение времени планового ремонта блока 200, 300 МВт и автотрансформаторной связи:

Определение вероятности не работоспособного состояния блока 63 МВт:

Определение вероятности не работоспособного состояния блока 100 МВт:

Определение вероятности не работоспособного состояния АТ связи:

РАСЧЕТ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ

ПОКАЗАТЕЛЕЙ СРАВНИВАЕМЫХ ВАРИАНТОВ

Пред технико-экономическим расчетом наметим тип высоковольтных выключателей на генераторе, на высокой стороне и на АТ связи.

Таблица стоимости выключателей для бока генератора 63 МВт.

Таблица стоимости выключателей для бока генератора 100 МВт

Таблица стоимости выключателе й на АТ связи

Определение капитальных вложений.

К экономическим показателям относят: капиталовложения – К, приведенные годовые затраты – З и издержки – И. При сравнительном анализе технико-экономических показателей различных вариантов структурных схем проектируемой электрической станции учет капиталовложений и годовых эксплуатационных издержек, производится только для тех элементов схем, которыми отличаются сравниваемые варианты. Капиталовложения для всех остальных элементов схем в этом случае не учитываются.

В капиталовложения включают стоимости блочных трансформаторов, трансформаторов связи и резервных трансформаторов СН, выключателей на генераторе и на высокой стороне, т.е. капиталовложения определяются по формуле:

где - расчетная стоимость всех блочных трансформаторов;

- расчетная стоимость всех трансформаторов связи;

- расчетная стоимость всех резервных трансформаторов;

- расчетная стоимость всех выключателей.

Расчет капиталовложений для первого варианта структурной схемы

В капиталовложения первого варианта входят: стоимость блочных трансформаторов ТДН-80000/110 и ТРДЦН-125000/110, стоимость двух АТ связи АТДЦТН-63000/220/110, стоимость резервного трансформатора СН ТД-10000/110, стоимость выключателей:

тыс.руб.

тыс.руб.

тыс.руб.

43 тыс.руб.

тыс.руб.

К1=1287+662+43+913.44=2905.44 тыс.руб.

Расчет капиталовложений для второго варианта структурной схемы

В капиталовложения первого варианта входят: стоимость блочных трансформаторов ТДН-80000/110 и ТРДЦН-125000/110, стоимость двух АТ связи АТДЦТН

125000/220/110, стоимость резервного трансформатора СН ТД-10000/110, стоимость выключателей:

тыс.руб.

тыс.руб.

43 тыс.руб.

тыс.руб.

К2=1046+634+43+469.84=2192.84 тыс.руб.

4.2 Определение годовых эксплуатационных издержек

Годовые эксплуатационные издержки определяются по формуле:

где – амортизационные отчисления (отчисления на реновацию и капитальный ремонт), тыс. руб.;

– издержки от потерь электроэнергии в автотрансформаторах связи, тыс. руб.;

– издержки на обслуживание электроустановки (на текущий ремонт и зарплату персонала), тыс. руб.

Амортизационные отчисления:

,

где - отчисления на амортизацию, принимаю =6 %.

Издержки от потерь электроэнергии в трансформаторах:

,

где с – стоимость 1 потерь электроэнергии, руб./(кВт*ч), принимаем с = 3 руб./(кВт*ч);

∆W - суммарные потери электроенергии, .

Суммарные потери электроэнергии:

где - потери электроэнергии в АТ связи АТДЦТН-63000/220/110, ;

Потери электроэнергии в двухобмоточных трансформаторах:

,

где - потери мощности холостого хода, кВт;

- потери мощности короткого замыкания, кВт;

t - Продолжительность работы трансформатора, принимаем равным 8760 ч;

=4000 ч - продолжительность максимальных потерь, определяют по кривой в зависимости от продолжительности использования максимальной нагрузки, которая дана в задании проекта;

n - Число параллельно работающих трансформаторов;

- номинальная мощность трансформатора, МВА;

- расчетная (максимальная) мощность нагрузки трансформатора, МВА.

Издержки на обслуживание электоустановки:

где - отчисления на обслуживание, =2 %.

Расчет для первого варианта структурной схемы.

Амортизационные отчисления:

Задаемся значениями необходимыми для расчета потерь электроэнергии:

АТ связи АТДЦТН-63000/220/110: Р_хх = 37 кВт, р_кз = 200 кВт,

S_ном = 63 МВА, S_max = 95,811 МВА, = 4000 ч, n = 2.

Потери электроэнергии в АТ связи АТДЦТН-63000/220/110:

Издержки от потерь электроэнергии в трансформаторах:

Издержки на обслуживание электоустановки:

Годовые эксплуатационные издержки:

Расчет для второго варианта структурной схемы

Амортизационные отчисления:

Задаемся значениями необходимыми для расчета потерь электроэнергии:

АТ связи АТДЦТН-125000/220/110: Р_хх = 65 кВт, р_кз = 315 кВт,

S_ном = 125 МВА, S_max = 95,811 МВА, = 4000 ч, n = 2.

Потери электроэнергии в АТ связи АТДЦТН-63000/220/110:

Издержки от потерь электроэнергии в трансформаторах:

Издержки на обслуживание электоустановки:

Годовые эксплуатационные издержки:

Определение ущерба от ненадежности проектируемой электроустановки

Ущерб складывается из трех составляющих: ущерба в энергосистеме У_с, ущерба у потребителей системы из-за снижения частоты У_f, ущерба у потребителей из-за внезапных нарушений электроснабжения. У _потр.:

Среднегодовой недоотпуск электроэнергии в систему:

Недоотпуск электроэнергии блоком 63 МВт:

где Т_уст – число часов использования установленной мощности;

- снижение генерирующей мощности при аварийной ситуации;

- средняя частота аварий за год;

Т_В – средняя время восстановления;

q – вероятность не работоспособного состояния блока.

Недоотпуск электроэнергии блоком 300 МВт:

Недоотпуск электроэнергии АТ связи:

Для некоторой усредненной энергосистемы значение удельного системного ущерба можно принять равным У_ос =0,15 руб./(кВт *ч). Ущерб энергосистемы равен:

В соответствии с заданием на проектирование выводится 1 блок 100 МВт на время 1,5 часа 1 раз в год. В этой ситуации снижение генерирующей мощности не превысит аварийный резерв в системе. Дефицита мощности не будет.

Ущерб от снижения частоты равен нулю.

Ущерб от внезапных перерывов электроснабжения также будет нулевым.

Общий ущерб равен:

Для определения оптимальной структурной схемы из сравниваемых вариантов, которая подлежит дальнейшему расчету, составляется итоговая таблица приведенных затрат по формуле:

где - нормативный коэффициент, принимаем = 0,12; К` - капиталовложения в АТ связи, т. е. в те элементы структурной схемы, которыми различаются варианты. р_н соответствует сроку окупаемости оборудования 8 лет.

Приведенные затраты для первой структурной схемы

Приведенные затраты для второй структурной схемы