Расчет ущерба от перерыва в электроснабжении

Учет фактора надежности электроснабжения.

При выборе схем электрических сетей следует учитывать, что все потребители с точки зрения требуемой надежности электроснабжения могут быть принципиально подразделены на две группы: первая группа – объекты, перерыв в питании которых связан с опасностью для жизни людей, нарушением деятельности государственных учреждений особой важности, расстройством работы основных элементов городского хозяйства, транспорта, связи и другими последствиями, ущерб от которых не может быть выражен в виде экономического эквивалента; вторая группа – объекты, для которых оптимальная степень надежности электроснабжения может быть выявлена в процессе технико-экономических расчетов.

В качестве критериев оценки надежности схемы сетей, питающих потребителей первой группы, принимаются следующие технические характеристики: параметр потока отказов, среднее время восстановления электроснабжения, вероятность безотказной работы в течение года.

Технико-экономическому сопоставлению подлежат только варианты схем, технические характеристики надежности которых отвечают требованиям соответствующих потребителей, выдвигаемым компетентными организациями, а также действующим нормам (см. § 4.2).

При выборе схем сетей, питающих потребителей второй группы, в случае существенного различия рассматриваемых вариантов по надежности питания следует учитывать ожидаемый среднегодовой народнохозяйственный ущерб от нарушений электроснабжения. Этот ущерб У, тыс. руб/год, включается в состав приведенных затрат по вариантам наравне с ежегодными издержками.

Технические показатели надежности и народнохозяйственного ущерба подсчитываются в зависимости от схемы соединений рассматриваемой сети. Для удобства расчетов составляется структурная схема замещения рассматриваемого участка сети. Последовательно соединяются элементы (выключатели, трансформаторы, шины, линии), отказ любого из которых вызывает простой всех остальных элементов данной ветви. Параллельно соединяются участки (или отдельные элементы), отключение любого из которых не приводит к простою остальных.

При подсчете технических характеристик надежности в последовательную ветвь схемы замещения вводятся кроме элементов данной цепи также смежные выключатели, повреждение которых с развитием аварии приведет к простою рассматриваемой цепи (например, выключатели всех присоединений секции шин, к которой подключена анализируемая ветвь).

Во всех расчетах учитываются как аварийные, так и плановые отключения элементов.

Расчет ущерба от перерыва в электроснабжении

При выявлении ущерба от перерыва питания время фактического простоя потребителя складывается из времени перерыва электроснабжения и времени, необходимого для достижения нормальной производительности агрегата, цеха. Существует минимально допустимая продолжительность перерыва питания, которая не отражается на работе данного потребителя вследствие инерционности электроприводных и технологических механизмов. Ее значение зависит от характера процесса и специфики производства и колеблется в больших пределах от 1 с до 30 мин.

Различают два вида ущерба от перерыва питания: прямой и косвенный.

В прямой ущерб входят:

1. стоимость простоя рабочей силы;

2. выход из строя или сокращение срока службы механизмов;

3. убытки от энергетических потерь, связанных с утечкой пара, газа, сжатого воздуха, тепла печей;

4. убытки от расстройства технологического процесса;

5. ущерб от брака продукции, порчи сырья, материалов и полуфабрикатов, от увеличения затрат труда, материалов и энергии на единицу продукции.

Косвенный ущерб – убытки от недовыпуска продукции вследствие перерыва питания.

Ущерб имеет место при отклонениях качества электроэнергии от нормированных значений: отклонения напряжения и частоты, колебания напряжения при толчковых нагрузках, несинусоидальность и несимметрия напряжения.

Величина ущерба от перерыва электроснабжения расчитывается двумя способами.

Первый способ основан на анализе отказов и может применяться для анализа вероятного ущерба. Второй способ применим для анализа уже случившегося перерыва в электроснабжении.

Первый способ.

Ожидаемый среднегодовой ущерб от перерыва в электроснабжении:

У = У_о×Э_н, (1)

Где У₀ – удельный ущерб от недоотпуска электроэнергии потребителя, определяемый временем перерыва и характером производства, руб/кВт×ч; Э_н – электроэнергия, недоотпущенная потребителю вследствие нарушения электроснабжения, определяемая по формуле (2).

Э_н = Э_потр q_c×, (2)

Где Э_потр – годовая потребность предприятия в электроэнергии, кВт×ч; q_c – вероятность отказа системы электроснабжения, 1/год.

Вероятность отказа системы электроснабжения

,

где l_ai – интенсивность потока отказов, 1/год; t_a – продолжительность нарушения нормального режима электроснабжения, ч; Т – годовое время работы элементов системы.

Вероятность отказа электроснабжения в линии с последовательным соединением элементов с учетом плановых ремонтов определяют как сумму вероятностей аварийных и плановых простоев всех элементов

,

где f – вероятность планового ремонта, которую рассчитывают по формуле

,

где t_p – среднее время проведения планово-предупредительного ремонта.

Если плановый ремонт всех элементов производится одновременно, то следует учитывать лишь вероятность планового ремонта элемента, имеющего наибольшее значение t_p.

Среднее время восстановления после повреждения одной линии:

.

Полная вероятность отказа при питании от двух линий:

Полная вероятность отказа при питании от двух селективных однотипных линий:

,

где k_р – коэффициент, учитывающий уменьшение вероятности аварийного отказа из-за проведения плановых ремонтов может быть принят равным 0,7.

Среднее время восстановления после повреждения двух однотипных линий:

Среднее время восстановления после повреждения двух однотипных линий:

.

Второй способ.

Величина среднего ущерба в результате перерыва в электроснабжении:

Э_у = у_оа×Р + у_об×Р×Т,

Где Р – отключенная мощность, кВт; Т – время перерыва электроснабжения; у_оа и у_об× - постоянные и переменные составляющие удельного ущерба.

Таблица – Удельные показатели ущерба

Таблица – характеристики надежности электрооборудования