3tom210

6. GOSPODARKA ELEKTROENERGETYCZNA 422

Innym zadaniem optymalizacyjnym w elektroenergetyce jest poszukiwanie optymalnej wartości współczynnika mocy cos<p_opl przy indywidualnej kompensacji mocy biernej. Z warunku (6.86) otrzymuje się zależność

cos <p_op, =

(6.88)

przy czym

a_C = (r+r<s)k_nC+(*p + k_PT_sC)Ap_c    (6.89)

gdzie: k„_c —jednostkowy nakład inwestycyjny na zainstalowanie baterii kondensatorów, zł,/kvar; T_sC — roczny czas wykorzystania baterii kondensatorów, h/a; Ap_c —jednostkowe straty mocy czynnej w kondensatorach, kW/kvar; k_s —jednostkowy koszt roczny mocy pozornej, zł/(kV A a).

Ze wzoru (6.88) wynika, że optymalna wartość współczynnika mocy costp, do której należy doprowadzić przy kompensacji mocy biernej, jest większa, jeżeli:

—    stosuje się tańszą baterię kondensatorów;

—    koszty jednostkowe strat mocy k_P i energii elektrycznej k_f: są niższe;

—    jednostkowe koszty roczne mocy pozornej k_s są wyższe.

W podobny sposób można określać optymalne wartości innych wielkości i parametrów urządzeń występujących w elektroenergetyce, np. optymalną moc transformatora przy danym obciążeniu stacji, optymalną wartość napięcia potrzeb własnych w elektrowni i in.

6.4. Niezawodność urządzeń i układów elektroenergetycznych

6.4.1. Obliczanie niezawodności

Zawodność (awaryjność) urządzeń energetycznych określa się za pomocą wskaźnika zawodności (awaryjności)

(6.90)

(6.91)

Tg

T_a+T_z

zaś niezawodność (zdatność) — za pomocą wskaźnika niezawodności (zdatności)

T_;

T_a+ T.

przy czym

P + <? = 1    (6.92)

gdzie: T_a — łączny czas awarii i postojów poawaryjnych urządzenia w analizowanym okresie, przeważnie rocznym T = 8760 h; T. — rzeczywisty czas pracy (załączenia) urządzenia w okresie T.

Wskaźniki p i ą poszczególnych grup urządzeń (generatorów, transformatorów, wyłączników itp.) określa się na podstawie danych statystycznych przyjmując, że wartości te będą słuszne jako wartości spodziewane również w przyszłości.

Zamiast do sumy T_a+ T. można odpowiednie czasy awarii lub czasy pracy odnosić do całkowitego okresu T, który jest większy od sumy T_a+T_zo czas planowanych remontów i postojów Ty

Otrzymuje się wówczas następujące wskaźniki:

— wskaźnik niedyspozycyjności

(6.93)

— wskaźnik dyspozycyjności

(6.94)

Dla układu o strukturze szeregowej, składającego się z n urządzeń o wskaźnikach niezawodności p„ wypadkowy wskaźnik niezawodności całego układu jest określony zależnością

p=p\ Pz •••?»= n p.    (⁶-⁹⁵>

i = 1

a wypadkowy wskaźnik zawodności

q= \-_p = 1- pi (l-qj    (6.96)

i= 1

Przykładem układu o strukturze szeregowej może być blok energetyczny, w którego skład wchodzą kolejno: kocioł, rurociąg parowy, turbina, generator, transformator blokowy i wyłącznik bloku. Moc wytrącona awaryjnie P_a w takim układzie równa się mocy osiągalnej najmniejszego elementu, gdyż uszkodzenie dowolnego elementu powoduje niesprawność całego układu. Wskaźnik zawodności q, określony wzorem (6.96), oznacza prawdopodobieństwo awaryjnego wytrącenia mocy P„.

Dla układu o strukturze równoległej, składającego się z n urządzeń, mogą wystąpić następujące przypadki szczególne:

—    urządzenia mają takie same wskaźniki zawodności i taką samą moc;

—    urządzenia mają różne wskaźniki zawodności, lecz taką samą moc;

—    urządzenia mają takie same wskaźniki zawodności, lecz różną moc;

—    urządzenia mają różne wskaźniki zawodności i różną moc.

Przykładem układu o strukturze równoległej może być kilka transformatorów w jednej stacji, kilka turbozespołów w elektrowni albo kilkadziesiąt bloków w systemie. Dla takiego układu wyznacza się rozkład prawdopodobieństwa awarii ą_ai = /(P_m), (i = l,2,...,n) oraz dystrybuantę prawdopodobieństwa awarii Q_ai — F(PJ, która określa prawdopodobieństwo awaryjnego wytrącenia mocy P_ai lub większej.

Prawdopodobieństwo awarii jednego i-tego urządzenia przy równoczesnej zdatności pozostałych n — 1 urządzeń w układzie o strukturze równoległej jest określone wzorem

<ła\ = Pl Pl -Pi-1 4, Pi-1 ~Pn    (6-97)

Prawdopodobieństwo równoczesnej awarii dwóch różnych urządzeń i,j przy równoczesnej zdatności pozostałych n—2 urządzeń w układzie o strukturze równoległej jest wyrażone zależnością

(6.98)

2 — Pi Pl—Pi-l <hPi+l — Pj-\IjPj+i — Pi