Математическое моделирование и расчет надежности элементов системы электроснабжения Большого морского порта Санкт-Петербурга

Введение….………………..………………………………………………………....…..7
Глава 1. Основы надежности силовых трансформаторов систем электроснабжения…………..…………………….………………………………...….8
1.1 Основы надежности силовых трансформаторов.………………...…………….….9
1.2 Виды и типы электрических трансформаторов………………………………….15
1.3 Выводы по 1 главе ……………………………………………………....................31
Глава 2. Математическое моделирование и расчет надежности элементов системы электроснабжения Большого морского порта Санкт-Петербурга ….33
2.1 Аналитическая математическая модель надежности трансформатора……...….33
2.2 Анализ надежности элементов трансформатора на основе статистических данных ……………………………………………………………….………………….41
2.3 Влияние качества электроэнергии на надежность системы
электроснабжения………………………………………………………………………49
2.4 Выводы по 2 главе………………………………………………………………….54
Глава 3. Моделирование и исследование влияния температурных режимов на работоспособность силового трансформатора 1600 кВА п/ст 10/0,4 кВ Большого морского порта Санкт-Петербурга ………………………...…………55
3.1 Особенности проведения исследования……………………………….…..….......56
3.2 Анализ влияния повышенной электрической нагрузки на тепловой режим силового трансформатора…………………………………………………….………..58
3.2.1 Основные особенности и допущения при исследовании силовых трансформаторов ……………………………………………………...……………….58
3.2.2 Тепловое моделирование силового трансформатора…….……………….........63
3.3 Выводы по 3 главе…...……………………………………………………………..71
Заключение...………………………………………………………………….……...…72
Список используемой литературы……….……………………………………………73
Приложение А. Квантили распределения ХИ-квадрат..…………………………......75

Весь текст будет доступен после покупки

Актуальность. В связи с ростом стоимости электрооборудования и, как следствие, увеличением срока эксплуатации силовых трансформаторов сверх паспортных значений возникает задача выявления основных причин повреждаемости трансформаторов и оценки параметров тепловых режимов с целью разработки рекомендаций по повышению надежности, эффективной эксплуатации и продлению срока работы силовых трансформаторов.
Целью работы является повышение надежности электроснабжения Большого морского порта Санкт-Петербурга.
Для достижения цели определены следующие задачи:
- рассмотреть основы надежности силовых трансформаторов систем электроснабжения;
- выполнить математическое моделирование и расчет надежности элементов системы электроснабжения Большого морского порта Санкт-Петербурга;
- выполнить моделирование и исследование влияния температурных режимов на работоспособность силового трансформатора 1600 кВА п/ст 10/0,4 кВ Большого морского порта Санкт-Петербурга.
Научная новизна заключается в разработке модели для исследования влияния температурных режимов на работоспособность силового трансформатора 1600 кВА п/ст 10/0,4 кВ Большого морского порта Санкт-Петербурга. В результате выявлены взаимосвязи и характер влияния параметров и режимов работы системы электроснабжения на надежность и эффективность силовых трансформаторов.

Весь текст будет доступен после покупки

ГЛАВА 1. ОСНОВЫ НАДЕЖНОСТИ СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

На рисунке 1.1 представлена электрическая схема подстанции ТП-1 напряжением 10/0,4 кВ Большого морского порта Санкт-Петербурга с силовыми трансформаторами мощностью 1600 кВА.



Рисунок 1.1. Электрическая схема подстанции ТП-1 напряжением 10/0,4 кВ Большого морского порта Санкт-Петербурга с силовыми трансформаторами мощностью 1600 кВА


1.1 Основы надежности силовых трансформаторов

Надежность оборудования – это свойство оборудования сохранять во времени в заданных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, ремонтов, хранения и транспортировки.
Согласно ГОСТ Р 27.002-2009 «Надежность в технике. Термины и определения» [3] состояние любого электротехнического оборудования подразделяется на 4 группы: исправное, работоспособное, неработоспособное, предельное.
Исправное состояние – состояние объекта, при котором он соответствует всем требованиям нормативно технической и проектно – конструкторской документации.
Работоспособное состояние – состояние изделия, при котором оно способно выполнить требуемую функцию при условии, что предоставлены необходимые внешние ресурсы.
Неработоспособное состояние – состояние изделия, при котором оно неспособно выполнить требуемую функцию по любой причине.
Предельное состояние – состояние изделия, при котором его дальнейшая эксплуатация недопустима или нецелесообразна по причинам опасности, экономическим или экологическим.
Каждое из состояний характеризуется неисправностями, которые приводят к аварийной остановке или к аварийному отказу и долговременному выходу оборудования из строя.
Период приработки можно не рассматривать как нормальную эксплуатацию. С другой стороны, можно выводить оборудование в профилактику раньше, чем начнется заметное старение его элементов. В таких случаях можно принять ?(t)=?=const. При этом условии вероятность безотказной работы, P(t)
, (1.1)
где ? – средняя постоянная интенсивности внезапных отказов; t – время работы электрооборудования в годах.

Весь текст будет доступен после покупки

1. П. М. Тихомиров. Расчет трансформаторов: Учеб. пособие для вузов. М.: "Энергоатомиздат", 1986.
2. Основное оборудование подстанций распределительных сетей: учеб. пособие / Е.И.Грачева, А.Р.Сафин, А.В.Шагидуллин. – Казань: Казан. гос. энерг. ун-т, 2011. -180 с
3. ГОСТ Р 27.002-2009. Надежность в технике. Термины и определения. М.: Изд-во стандартов, 2009.
4. Аполлонский, С. М., Куклев Ю. В. Надежность и эффективность электрических аппаратов: Учебное пособие. – СПб.: Издательство «Лань», 2011. – 448 с.
5. Савина, Н.В. Надежность систем электроэнергетики: учебное пособие. – Благовещенск, 2011 – 269 с.
6. Гук, Ю. Б. Анализ надежности электроэнергетических установок / Ю. Б. Гук– Л.: Энергоатомиздат, 1988. – 224 с.
7. Христинич, Р.М. Комплексная диагностика маслонаполненных трансформаторов / Р.М. Христинич, А.Р. Христинич, Е.В. Христинич // Вестник КрасГАУ. – Красноярск, 2007. – №3. – С. 222-226.
8. Семенов, Д.А. Повышение эксплуатационной надежности распределительных трансформаторов / Д.А. Семенов // Вестник Нижегородского государственного инженерно-экономического института. – Княгинино, 2011.
– №3(4). – С. 114-121.

Весь текст будет доступен после покупки