Определение уровня надежности при распределении и электропотреблении в электропитающих системах Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

ЭЛЕКТРОТЕХНИКА

УДК 621.833

ОПРЕДЕЛЕНИЕ УРОВНЯ НАДЕЖНОСТИ ПРИ РАСПРЕДЕЛЕНИИ И ЭЛЕКТРОПОТРЕБЛЕНИИ В ЭЛЕКТРОПИТАЮЩИХ

СИСТЕМАХ

Рассмотрено определение показателей надежности при распределении и электропотреблении в электропитающих системах.

Ключевые слова: уровень надежности, распределение электроэнергии, элек-тропитающие системы.

Определение требуемого уровня надёжности при распределении и электропотреблении в электропитающих системах основывается как на техническом уровне вводимых в эксплуатацию новых систем, так и на усовершенствовании уже используемых. Из целевого назначения технической системы следует, что система уравнений существующего технического уровня рассматривается по отношению к новому техническому уровню системы по зависимостям потенциальной реализуемости, определяя соотношения уровня её разрабатываемости.

При рассмотрении системы распределения и контроля качества электрической энергии коэффициент технического уровня необходимо выражать не только через коэффициент готовности, но и через коэффициенты, учитывающие показатели качества электрической энергии, а также энергоемкость технологических процессов. В общем виде коэффициент технического уровня можно представить, как

где Кэн - коэффициент качества электрической энергии нового технического уровня; Кэс - коэффициент качества электрической энергии существующего технического уровня; кгс - коэффициент готовности существую-

В.М. Степанов, В.Ю. Карницкий, П.Ю. Каратеев

(1)

щего технического уровня; Этн - коэффициент энергоэффективности технологических процессов нового технического уровня; Этс - коэффициент энергоэффективности технологических процессов существующего технического уровня.

Вероятность отказа выражается как

<7с

Подставляя выражение (1) в (2), получим

„ 9с

Чн 1 гкэн | кгн | этну (3)

3\кэс кгс Этс)

Вероятность безотказной работы может быть вычислена как

Рн = 1 - Ч„■ (4)

Подставляя значение для вероятности отказа из (3) и (4), получим

_ *__<7с_

Рн — 1 (5)

3 \Кэс к-гс Этс'

Требуемое время безотказной работы

«Н = Г' («)

где ан - допустимая интенсивность отказов, которая может быть выражена как

=<?>

где Сн - затраты на надежность нового технического уровня; Сс - затраты на надежность существующего уровня;

с»=с<(Эк'=с<©к' (8)

Коэффициент готовности выражаем через вероятность отказа для

нового технического уровня [3]

кш = (9)

где t()„ - допустимое время простоя, рассчитываемое как

Чп = ЧДвн, (10)

где Твн - требуемое среднее время восстановления.

Коэффициент технического использования рассчитываем через коэффициент готовности

1 + (П)

к =

ти.н

Электротехника

Математическое ожидание коэффициента готовности Кг при воздействии на систему отдельного возмущающего фактора можно выразить как

Кг =

1+ЛТК

1 +

(1+ЛГВ)2

\{ат1)2 + (оЛТВУ

(12)

где Я - интенсивности отказов; Тв - времени восстановления.

Подставляя в зависимость (11) выражение (12), получим комплексный показатель эффективности использования электрической энергии, учитывающий коэффициенты эффективности, устанавливающие прямую взаимосвязь между функциональными возможностями электроприемников с помощью амплитудно-временных параметров потоков электрической энергии,

1+ЯТя

k =

ти.н

1+

(1+АГВ)2

[(аТвя)2+(аЛтв)2]

1+

1+ЯТ»

1+

(1+АГв)2

[(аТвя)2+(алтв)2]

(13)

qHTB

бн

Таким образом, коэффициент технического использования является комплексным показателем эффективности электрической энергии в элек-тропитающих системах, регулирующим её перераспределение.

Список литературы

1. Андреев К.А. Повышение эффективности функциональной диагностики электротехнических элементов силовых трансформаторов под нагрузкой. Тула: Изд-во ТулГУ, 2013.

2. Зацепина В.И. Обеспечение безотказности систем электроснабжения промышленных предприятий за счет новых средств компенсации негативных факторов: дис. ... д-ра техн. наук. Липецк, 2014.

3. Каратеев П.Ю. Повышение эффективности электропотребления и функционирования электротехнических устройств распределения электрической энергии в электропитающих системах: дис. ... канд. техн. наук. Тула, 2014.

Степанов Владимир Михайлович, д-р техн. наук, проф., зав. кафедрой, energy®,tsu.tula.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет,

Карницкий Валерий Юлъевич, канд. техн. наук, доц., energy(a>,tsu. tula.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет,

Каратеев Павел Юрьевич, асп., karat. tulgu(a),ya.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет

RELIABILITY LEVELDEFENITION FOR POWER NETWORK ELECTRICAL ENERGY

UTILIZING AND DISTRIBUTION

V.M.Stepanov, V.Y. Karnitsky, P.Y.Karateev

Reliability level definition for power network electrical energy utilizing and distribution is considered.

Key words: reliability level, energy distribution, power supply systems.

Stepanov Vladimir Mikhaylovich, doctor of technical sciences, professor, head of chair, energyatsu. tula. ru, Russia, Tula, Tula State University,

Karnitsky Valery Yulievich, candidate of technical sciences, docent, [email protected], Russia, Tula, Tula State University,

Karateev Pavel Yuryevich, postgraduate, karat. tulguaya. ru, Russia, Tula, Tula State University

УДК 539.3

ОБ ОЦЕНКАХ ЖЕСТКОСТЕЙ ПРОВОДОВ ВОЗДУШНЫХ ЛЭП

А.Н. Данилин, Ю.Н. Карнет, Ю.В. Аносов

Сравниваются три подхода к оценкам крутильных и изгибных жесткостей проволочных конструкций. Два из них - традиционных, используемых до сих пор в инженерной практике. Третий подход основан на представлении слоистой проволочной конструкции в виде коаксиальной системы анизотропных цилиндрических оболочек, взаимодействующих между собой силами давления и трения. На основе этого подхода получены формулы для определения матриц податливости и жесткости проволочных конструкций. Получены также формулы для оценки жесткостей проводов и тросов на кручение и изгиб с учетом их внутреннего строения и взаимодействия повивов между собой.

Ключевые слова: провода ЛЭП, энергетическое осреднение, взаимодействие повивов, жесткости на изгиб и кручение.

Из-за сложной многопроволочной структуры провода (троса) возникают известные проблемы в оценках его жесткостей, а также внутреннего трения. Например, для расчета изгибной и крутильной жесткостей в инженерной практике используются два предположения о совместности деформирования проволок. Они «полярны» по смыслу, определяя нижнюю и верхнюю границы теоретической оценки. Одно из них основывается на допущении о том, что проволоки деформируются независимо друг от дру-