Систем внутрицехового электроснабжения

САДЫКОВ Р.Р., КГЭУ, г. Казань

Науч. рук. д-р техн. наук, профессор ГРАЧЁВА Е.И.

Усложнение структуры и функций внутрицеховых электрических сетей, характерное для настоящего времени, предполагает более высокую степень их совершенства. Однако сложность электрических сетей увеличивает число взаимосвязанных элементов, а следовательно, и вероятность нарушений в выполнении их функций.

Случайные, непредвиденные причины могут привести к нарушению функционирования как отдельных элементов электрической сети, так и части ее, что вызывает прекращение подачи электроэнергии потребителям либо недопустимое снижение ее качества у части или у всех потребителей. Такими причинами могут быть: несовершенство эксплуатации, ошибки при проектировании и сооружении объектов и т.п.

При исследовании общих закономерностей, определяющих долговечность работы различных технических устройств, возникают объективные условия решения проблем надежности не только в качественном, но и в количественном аспекте. Надежность при этом оценивается количественно, как вероятность того, что характеристики объекта будут находиться в пределах технических норм на протяжении заданного периода времени при заданных условиях эксплуатации.

В последнее время возникла необходимость разработки методов оценки качества функционирования электрических цеховых сетей. Разработка этих методов отличается значительной трудоемкостью и предполагает детальную информацию о характеристиках случайных процессов в элементах цеховых сетей.

Прогнозирование эффективности функционирования электрических систем внутризаводского электроснабжения основывается не только на знании технологии и экономических характеристик потребителей, но и на показателях надежности различных подсистем электрической системы, в частности подсистем распределения электроэнергии. Для них характерны: многочленность элементов; сложность структур; наличие элементов как непрерывного действия (линии), так и дискретно-непрерывного действия (коммутационная и защитная аппаратура).

В существующих электрических сетях 0,4 кВ резервирующие элементы выбираются и эксплуатируются таким образом, что при отказе одного элемента в другом не возникает недопустимых режимов и он полностью обеспечивает выполнение функций при отказе первого. Отказ системы относительно узлов нагрузки может наступить только при отказе двух взаиморезервирующих элементов. Указанные обстоятельства, характерные именно для цеховых сетей, обусловливают необходимость условного подразделения надежности электрических систем на структурную и функциональную. Электрическая система внутризаводского электроснаб-жения, в частности ее подсистема распределения электрической энергии – цеховая сеть, состоит из высоконадежных элементов, когда время безотказной работы во много раз больше времени восстановления элементов и отказ более двух независимых элементов – событие маловероятное.

Как известно, по особенностям структуры электрической сети можно судить об особенностях выполнения ее функций. Поэтому структура является одним из основных факторов, обусловливающих надежность современных систем. Исследование структуры предполагает выделение в системе, как едином целом, отдельных элементов, самостоятельных в смысле надежности, т.е. на второй план отходят функциональные зависимости между параметрами режимов элементов. Этот подход к надежности предполагает применение так называемых элементных методов расчета и анализа надежности, которые широко распространены не только в энергетике, но и в других областях техники. Применение элементных методов расчета надежности на современном этапе оправдано не только реальными особенностями функционирования, но и задачами, которые могут быть решены при реальных возможностях получения информации об отказах оборудования и режимах его работы. При применении элементных методов отказом элемента считается выход его параметров (электрических, механических, тепловых и т.д.) за пределы, при которых он перестает выполнять свои функции. При расчетах этими методами количественно не анализируются функциональные зависимости между параметрами режимов отдельных элементов электрических сетей, что является их несомненным недостатком. Однако простота расчетов и возможность получения количественных оценок надежности позволяют считать применение элементных методов расчета оправданным. Оценка функционирования производится на этапе проектирования, реконструкции или при эксплуатации. Поэтому необходимы методы оценки надежности, позволяющие использовать минимум исходных данных и в то же время обеспечивающие достаточно достоверные результаты.

В последнее время количественные оценки надежности цеховых сетей начинают использоваться и при эксплуатации для управления уровнем надежности. При этом возникают специфические задачи оценки вероятностных характеристик таких систем. Решение их предусматривает наличие информации о фактическом состоянии элементов, более определенных сведений (по сравнению с проектными задачами) о режимах работы оборудования.

В цеховых сетях с большим количеством взаимосвязанных элементов автоматической коммутационной аппаратуры значительное влияние на надежность оказывает не только структура схемы, но и надежность функционирования автоматики и коммутационной аппаратуры.

УДК 621.311