АЛГОРИТМ РАСЧЕТА НАДЕЖНОСТИ СХЕМ ВНУТРИЦЕХОВОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ С ПОМОЩЬЮ КОЭФФИЦИЕНТОВ ПРИСОЕДИНЕНИЙ

DOI: 10.47026/1810-1909-2024-4-117-127

УДК 621.311

ББК 31.27

Р.М. ПЕТРОВА, Е.И. ГРАЧЕВА

Ключевые слова: система внутрицехового электроснабжения, вероятность времени безотказной работы, распределительный пункт, коэффициент присоединения.

В статье рассматривается метод упрощения прогнозирования параметров надежности и оценки технического состояния наиболее ответственных узлов системы электроснабжения с помощью коэффициентов присоединений.

Целью исследования является разработка методики определения вероятности безотказной работы схемы электроснабжения с помощью коэффициентов присоединений.

Материалы и методы. Представлена схема внутрицехового электроснабжения 10/0,4 кВ. Использованы вероятностные методы определения надежности и методы математической статистики.

Результаты исследования. Произведен расчет вероятности безотказной работы во времени с использованием экспоненциального закона распределения. Представлены графики зависимостей вероятности времени безотказной работы системы от числа присоединений нагрузки, а также графики изменения значений коэффициентов присоединений во времени. Выведены формулы коэффициентов присоединений нагрузки в зависимости от числа присоединений. Полученные аналитические выражения позволяют получать значения коэффициентов присоединений при возможных дополнительных присоединениях нагрузки, полученные зависимости – определять вероятность времени безотказной работы низковольтного электрооборудования, а также схем внутрицехового электроснабжения.

Выводы. Предложенная методика упрощает прогнозирование параметров надежности схемы внутрицехового электроснабжения и оценку технического состояния наиболее ответственных и критических ее узлов. Смоделированные значения коэффициентов присоединений нагрузки могут быть использованы в технико-экономических расчетах, а именно для дальнейшего увеличения числа отходящих линий от распределительного шкафа и распределительного пункта или увеличения нагрузки на линию с учетом допустимой вероятности безотказной работы схемы. Результаты исследования рекомендованы для оценки технических показателей и определения основных параметров надежности эксплуатируемых систем внутрицехового электроснабжения.

 Литература

1. Багаутдинов И.З. Расчет надежности // Теория и практика современной науки. 2017. № 4(22). С. 96–99.
2. Будникова И.К., Приймак Е.В. Компьютерное моделирование показателей надежности систем электроснабжения // Вестник Казанского технологического университета. 2017. № 5. С. 76–79.
3. Бык Ф.Л., Какоша Ю.В., Мышкина Л.С. Фактор надежности при проектировании распределительной сети // Известия вузов. Проблемы энергетики. 2020. № 6. С. 43–54.
4. Зацепина В.И., Астанин С.С. Анализ надежности системы электроснабжения с учетом отказоустойчивости релейной защиты // Вестник Тамбовского государственного технического университета. 2020. № 4. С. 564–570.
5. Конюхова Е.А., Киреева Э.А. Надежность электроснабжения промышленных предприятий // Библиотечка электротехника. Вып. 12(36). М.: НТФ «Энергопрогресс», «Энергетик», 2001. 93 с.
6. Куатов Е.Ж., Жумашев Н.Г. Принципы математического моделирования и прогнозирования надежности электрических машин // Труды Международного симпозиума «Надежность и качество». 2016. № 1. С. 158–160.
7. Попов А.В. Исследование и совершенствование методов расчета надежности элементов электротехнических комплексов и систем // Известия вузов. Проблемы энергетики. 2015. № 3- С. 114–123.
8. Работоспособность и надежность электрических контактов / Э.Ю. Абдуллазянов, Е.И. Грачева, А.Р. Петров и др. Казань: Отечество, 2024. 126 с.
9. Садыков Р.Р. Оценка надежности низковольтных цеховых сетей промышленного электроснабжения // Известия вузов. Проблемы энергетики. 2017. № 5-6. С. 98–108.
10. Секретарев Ю.А., Горшунов А.А., Меняйкин Д.А. Моделирование технического состояния оборудования систем электроснабжения монопотребителей с учетом схемной надежности // Вести высших учебных заведений Черноземья. 2022. T. 18, № 3(69). С. 3–14. DOI: 10.53015/18159958_2022_18_3_3.
11. Шпиганович А.Н., Шпиганович А.А., Квашнина Г.В. Обеспечение надежности функционирования систем электроснабжения // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2016. №12-3. С. 93–102.
12. Gono R., Rusek S., Kratky M. et al. Reliability analysis of electric distribution system. In: 2011 10^th International Conference on Environment and Electrical Engineering, Rome, Italy, 2011, pp. 1–4. DOI: 10.1109/EEEIC.2011.5874842.
13. He B., Liang Y., Xie J. Research on Power Supply Reliability of Intelligent Distribution Network with Automatic Blocking Evaluation. In: 2024 IEEE 3^rd International Conference on Electrical Engineering, Big Data and Algorithms (EEBDA), Changchun, China, 2024, pp. 207–210. DOI: 10.1109/EEBDA60612.2024.10485856.
14. Li Z., Liang D., Wang J. et al. A Data-driven Technique Based on Power System Reliability Assessment. In: 2023 3^rd Power System and Green Energy Conference (PSGEC), Shanghai, China, 2023, pp. 576–581. DOI: 10.1109/PSGEC58411.2023.10255984.
15. Pan C. Reliability-Constrained Economic Dispatch with Analytical Formulation of Operational Risk Evaluation. IEEE Transactions on Power Systems, 2024, vol. 39, no. 2, pp. 4422–4436. DOI: 10.1109/TPWRS.2023.3317973.
16. Ruifeng Z., Shuqing H., Donglin D. et al. Low Voltage Power Supply Reliability Evaluation of Distribution Network Based on Data Quality Governance. In: 2020 4^th International Conference on Power and Energy Engineering (ICPEE), Xiamen, China, 2020, pp. 75–78. DOI: 10.1109/ICPEE51316.2020.9311017.
17. Tang X., Luo N., He X. et al. Energy Production Element Planning of Integrated Gas and Power systems Considering the Coordination between Economic and Reliability. In: 2021 6^th Asia Conference on Power and Electrical Engineering (ACPEE), Chongqing, China, 2021, pp. 1740–1745. DOI: 10.1109/ACPEE51499.2021.9436885.
18. Wang Y., Vittal V., Khorsand M. et al. Composite System Reliability Evaluation With Essential Reliability Services Assessment of Wind Power Integrated Power Systems. In: IEEE Open Access Journal of Power and Energy, 2020, vol. 7, pp. 403–413. DOI: 10.1109/OAJPE.2020.3029119.

Сведения об авторах

Петрова Рената Маратовна – аспирантка кафедры электроснабжения промышленных предприятий, Казанский государственный энергетический университет, Россия, Казань (1998renata@mail.ru; ORCID: https://orcid.org/0009-0004-2508-8771).

Грачева Елена Ивановна – доктор технических наук, доцент, профессор кафедры электроснабжения промышленных предприятий, Казанский государственный энергетический университет, Россия, Казань (grachieva.i@bk.ru; ORCID: https://orcid.org/0000-0002-5379-847X).

Формат цитирования

Петрова Р.М., Грачева Е.И. Алгоритм расчета надежности схем внутрицехового электроснабжения с помощью коэффициентов присоединений // Вестник Чувашского университета. 2024. № 4. С. 117–127. DOI: 10.47026/1810-1909-2024-4-117-127.

Загрузить полный текст статьи