energsecurityНадежность и безопасность энергетикиSafety and Reliability of Power Industry1999-55552542-2057ООО «НПО Энергобезопасность»10.24223/1999-5555-2017-10-1-48-52energsecurity-178Research ArticleИССЛЕДОВАНИЯ, ПРОЕКТИРОВАНИЕ, РАСЧЕТЫENGINEERING, RESEARCH AND CALCULATIONSПрименение аналитического метода расчета надежности элементов систем электроснабжения на основе вероятностных моделейUse of an analytical method for calculating reliability of elements of electric power systems based on probabilistic modelsГрачеваЕ. И.GrachevaE. I.

ул. Красносельская, 51, 420066, г. Казань, Россия

Str. Krasnoselskaya, 51, 420066, Kazan, Russia

grachieva.i@bk.ruСафинА. Р.SafinA. R.

ул. Красносельская, 51, 420066, г. Казань, Россия

Str. Krasnoselskaya, 51, 420066, Kazan, Russia

СадыковР. Р.SadykovR. R.

ул. Красносельская, 51, 420066, г. Казань, Россия

Str. Krasnoselskaya, 51, 420066, Kazan, Russia

ФГБОУ ВО «Казанский государственный энергетический университет»РоссияKazan State Power Engineering UniversityRussian Federation2017080420171014852Copyright © Грачева Е.И., Сафин А.Р., Садыков Р.Р., 20172017Грачева Е.И., Сафин А.Р., Садыков Р.Р.Gracheva E.I., Safin A.R., Sadykov R.R.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.sigma08.ru/jour/article/view/178

В настоящее время уже не приходится доказывать необходимость численной оценки надежности внутризаводских систем электроснабжения. Установились общепринятые показатели надежности в виде частоты различных аварий и математического ожидания недоотпуска электроэнергии потребителям или снижения выработки энергии станциями. Выявились факторы, которые необходимо учитывать при анализе надежности работы систем электроснабжения: наличие ремонтных схем коммутации и длительность ремонтов основного оборудования и коммутационной аппаратуры, отказы коммутационной аппаратуры и устройств релейной защиты и электроавтоматики, оперативные переключения, сезонное изменение повреждаемости воздушных линий и оборудования наружной установки. При этом следует учитывать возможное отсутствие достоверной исходной информации о надежности элементов при рассмотрении конкретной установки. Сформулированы модели аналитического метода расчета параметров надежности элементов систем электроснабжения в программной среде Matlab. Рассмотрены модели надежности установок с восстановлением и профилактикой. Рассмотрены три состояния системы — работоспособное, аварийный простой и восстановление, плановый простой для профилактического обслуживания или ремонта с учетом интенсивностей аварийных и плановых отключений, интенсивностей восстановления и окончания планового обслуживания и ремонта. Показано, что в настоящее время целенаправленный отбор и количественная оценка вкладов в ненадежность систем электроснабжения отказов элементов системы, ее состояний и режимов, а также эффективности различных противоаварийных мероприятий позволяют выявить слабые звенья систем электроснабжения и наметить конкретные пути по ее совершенствованию в процессе человеко-машинного синтеза системы электроснабжения. При проектировании на этой основе осуществляется поиск новых схемных решений, изменения структуры схемы и компоновочных решений состава ее оборудования для усиления слабых мест, исключения излишнего или, напротив, использования более надежного оборудования, а также его модернизации.

Today, we no longer have to prove the need for numerical evaluation of reliability of in-plant power supply systems. There have been established generally accepted reliability indices in the form of frequency of various accidents and mathematical expectation of undersupply of electricity to consumers, or decrease of power generation by plants. Factors are revealed factors that must be considered at analysis of reliability of power supply systems: availability of repair of switching circuits and duration of repair of the main equipment and switching equipment, failures of switching devices and devices of relay protection and automatics, routine switching, seasonal variations in damage to overhead lines and outdoor equipment. Here, one should take into account a possible lack of reliable initial information about the reliability of elements at the consideration of a specific installation. The paper formulates models of the analytical method of calculation of reliability parameters of elements of power supply systems in the Matlab software. Reliability models are considered for power units, which involve restoration and prevention activities. Three states of a system are considered: operable state; emergency downtime and recovery, scheduled downtime for preventive maintenance or repair subject to intensities of emergency and planned outages, intensities, recovery and completion of scheduled maintenance and repair. It is shown that, at present, targeted screening and quantification of contributions to unreliability of power supply systems by failures of elements of the system, its states and modes, as well as effectiveness of various measures, allow to identify weak links of the power supply systems and to work out specific ways for improvement in the process of human-machine synthesis of the power supply system. This approach to design involves searching for new circuit solutions, and changes in the structure of the circuit and layout solutions of its equipment mitigation of weaknesses, elimination of excessive equipment, or, on the contrary, using more reliable equipment, as well as its modernization.

аналитический методвероятностное моделированиеэлементы оборудованияработоспособное состояниеаварийный и плановый простойпрофилактическое обслуживаниеремонтинтенсивность отключенияинтенсивность восстановленияanalytic methodprobabilistic modelingitems of equipmentoperable conditionemergency and planned downtimepreventive maintenancerepairoff intensity the recovery intensityReferencesКалявин В. П., Рыбаков Л. М. Надежность и диагностика электроустановок. – Йошкар-Ола: Мар. гос. ун-т, 2000. – 348с.Kalyavin V. P., Rybakov L. M. Reliability and diagnostics of electrical installations. – Yoshkar-Ola: Mar.state.Univ, 2000. – 348с.Грачева Е. И. Анализ структуры систем цехового электроснабжения предприятий машиностроительной отрасли / Е. И. Грачева, Н. А. Копытова // Проблемы энергетики. – 2011. – №5–6. – С. 73–78.Gracheva E. I. Analysis of the structure of the guild system of power supply of the enterprises of machine-building industry / E. I. Gracheva, N. A. Kopytova // Energy Problem. – 2011. – №5–6. – P. 73–78.Грачева Е. И. Вероятностное прогнозирование изменения сопротивления изоляции кабелей и проводов линии цеховых сетей / Е. И. Грачева, М. Н. Золотарская // Проблемы энергетики. – 2008. – №5–6. – С. 63–67.Gracheva E. I. Probabilistic forecasting of change of insulation resistance of cables and wires line shop networks / I. E. Gracheva, M. N. Zolotarskaya // Energy Problem. – 2008. – №5–6. – P. 63–67.Конюхова Е. А. Электроснабжение: учебник для вузов. – М.: Издательский дом МЭИ, 2014. – 502 с.Konyukhova E. A. Electricity: a textbook for high schools. – M.: MPEI Publishing house, 2014. – 502с.Дубицкий М. А. Надежность основного оборудования электроэнергетических систем / М. А. Дубицкий // Современные технологии и научно-технический прогресс: межвузовская научно-техническая конференция «Современные технологии и научно- технический прогресс». – 2012. – Т. 1. – №1. – С. 12.Dubickiy M. A. Reliability of the main equipment of electric power systems / M. A. Dubickiy // Modern technologies and scientific-technical progress: interuniversity scientific and technical conference «Modern technologies and scientific-technical progress». – 2012. – Vol. 1. – №1. – S. 12.Сазыкин В. Г. Повышение надежности элементов электрической сети / В. Г. Сазыкин, А. Г. Кудряков, Г. А. Султанов, Е. А. Кочубей // Наука XXI века: сборник научных статей по итогам Международной научно-практической конференции. – 2016. – С. 80–82.Sazykin V. G. Enhancement of reliability of elements of electric networks / V. G. Sazykin, A. G. Kudryakov, G. A. Sultanov, E. A. Kochubey // Science of the XXI century: collection of scientific articles on the results of International scientific-practical conference. – 2016. – Pp. 80–82.Худяков В. В. Повышение надежности электрических сетей / В. В. Худяков // Электротехника. – 2011. – № 9. – С. 6–11.Khudyakov V. V. Increase of reliability of electric networks / V. V. Khudyakov // Electrical engineering. – 2011. №9. – S. 6 –11.Шпиганович А. А. Анализ влияния вероятностных параметров электрооборудования на эффективность функционирования систем электроснабжения / А. А. Шпиганович // Вести вузов Черноземья. – 2013. – №2. – С. 25–32.Spiranovic A. A., Analysis of the influence of probabilistic electrical parameters on the efficiency of power supply systems / A. A. Spiranovic // News of universities of the region. – 2013. – №2. – S. 25–32.Шпиганович А. Н. Оценка эффективности безотказности систем / А. Н. Шпиганович, А. А. Шпиганович // Вести вузов Черноземья. – 2013. – №1. – С. 25–33.Spiranovic A. N. Efficiency assessment of reliability of systems / A. N. Spiranovic, A. A. Spiranovic // News of universities of the region. – 2013. – №1. – P. 25–33.Яшков В. А. Надежность систем промышленного электроснабжения, функционирующих в условиях влияния метеофакторов / В. А. Яшков, А. А. Конарбаева, Г. К. Кабдешова // Электротехника: сетевой электронный научный журнал. – 2015. – Т. 2. – №4. – С. 68–71.Yashkov V. A., Konarbayeva A. A., Kabdeshova G. K. Realiability of the Systems of Industrial Power Supply Functioning in the Conditions of Influents of Meteofactors // Russian Internet Journal of Electrical Engineering, 2015, vol. 2, no. 4 – pp. 68–71.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.