Введение к работе
Актуальность темы. Повышение надежности электроснабжения потребителей является приоритетным направлением развития современной электроэнергетической системы России в целом
Распределительные сети сельскохозяйственного назначения характеризуются большой протяженностью и разветвленностью при малой плотности нагрузки, эксплуатируются под воздействием климатических факторов Это снижает надежность системы электроснабжения потребителей Аварийность силового электрооборудования сельских распределительных сетей 0,38-10 кВ Рязанского региона высокая В среднем за период 1995-2005 гг на один год она составляет кабельные линии (КЛ) напряжением 0,4 кВ 0,17 шт на 1 км длины линии, КЛ 6 кВ - 0,22 шт на 1 км длины, КЛ 10 кВ - 0,08 шт на 1 км, отказов для воздушных линий электропередачи напряжением 0,4 кВ - 1,2 шт на 1 км, трансформаторов 2,9 шт на 100 единиц, отказов электрооборудования комплектных распределительных устройств - 10,8 шт на 100 единиц В условиях амортизации более 50% основного силового электрооборудования, не соблюдения правил эксплуатации и своевременности текущих и капитальных ремонтов, повышается доля его отказов В связи с этим задача формирования аварийного запаса встает особо остро Оптимизация расхода запаса электрооборудования имеет большое значение для любого производственного, распределяющего, потребляющего энергоэлектрического предприятия
В моделях, использовавшихся для решения задачи формирования фонда запасных частей электрического оборудования, не учитывалось ряд факторов, влияющих на интенсивность отказов электрооборудования распределительных сетей напряжением 0,38-10 кВ внешние климатические факторы, условия эксплуатации, амортизационный износ электрооборудования
В последнее время появилась необходимость пересмотра существующих методик планирования запасных элементов, связанная с развитием рыночных отношений Для оптимизации параметров планирования необходимо оценить надежность электрооборудования и системы электроснабжения, старения материалов в условиях неопределенности части исходной информации
Разработка модели прогнозирования отказов электрооборудования сетей 0,38-10 кВ для планирования запасных частей с одной стороны позволит быстро и надежно справляться с потоком отказов, а с другой за
счет выбора периода планирования приведет к экономии денежных средств предприятия
Объектом исследования является совокупность вопросов теории и практики при обосновании количества запасных частей электрооборудования.
Предметом исследования являются применение метода вероятностного прогнозирования и компонентного анализа временных рядов, многофакторные модели регрессии.
Цель и задачи работы. Целью диссертационной работы является разработка модели прогнозирования отказов электрооборудования сетей 0,38-10 кВ для совершенствования планирования запасных частей электрооборудования.
Проведение теоретических и практических исследований направленных на достижение цели диссертационной работы потребовало решения следующих задач:
1 Разработка базы данных об отказах силового электрооборудования в распределительных электрических сетях напряжением 0,38-10 кВ. Построение законов распределения аварийных отказов электрооборудования и исследование возможности применения вероятностного прогнозирования для осуществления прогноза отказов.
2. Определение показателей безотказности электрических распределительных сетей электроснабжения потребителей сельскохозяйственного назначения напряжением 0,38-10 кВ.
-
Исследования закономерности распределения отказов электрооборудования во времени и их прогнозирование при помощи компонентного анализа.
-
Установление закономерностей влияния климатических факторов на количество отказов электрооборудования воздушных линий электропередачи напряжением 0,4 кВ.
-
Разработка инженерного метода и создание алгоритма для планирования потребности в запасных частях электрооборудования на примере Рязанского региона.
Методы исследования. Исследование осуществлялось с использованием основных положений теории вероятностей и математической статистики, теории надежности, компонентного анализа временных рядов Широкое применение нашел метод корреляционно - регрессионного анализа, математические методы вычислений, пакеты прикладных программ статистики Statistika б 0 корпорации STATSOFT, SYSTAT 11 00 01 корпорации SYSTAT, математический модуль Mahtcad 2001 pro
Научная новизна работы состоит в разработке методики обеспечения аварийным запасом основного электрооборудования распределительных электрических сетей напряжением 0,38-10 кВ
1 Построены законы плотности распределения вероятностей и регрессионные модели описывающие отказы электрооборудования распределительных электрических сетей напряжением 0,38-10 кВ
2. Обосновано применение компонентного анализа временных рядов для прогнозирования отказов силового электрооборудования сельскохозяйственного назначения, напряжением 0,38-10 кВ
-
Определены количественные характеристики и выведены зависимости влияния климатических факторов на интенсивность отказов электрооборудования воздушных линий электропередачи напряжением 0,4кВ, на основании многолетних наблюдений за обрывами проводов, их схлестывания, повреждениями вводов в здания и сооружения, повреждения опор
-
Разработана модель и метод планирования потребности запасных частей с учетом воздействия внешних климатических факторов, алгоритм прогнозирования отказов электрооборудования
На защиту диссертации выносятся следующие положения:
-
Обоснование разнообразия закономерностей распределения отказов силового электрооборудования в сельских распределительных электросетевых предприятиях напряжением 0,38-10 кВ
-
Разработка математической модели вероятностного прогнозирования отказов электрооборудования для комплектования его аварийным запасом распределительных сетей сельскохозяйственного назначения
-
Учет климатических факторов (атмосферное давление, температура, относительная влажность воздуха, скорость ветра, осадки, число грозовых часов, толщина стенки гололеда) при моделировании отказов электрооборудования ВЛ 0,4 кВ, выполненных неизолированными проводами
Достоверность результатов разработанных научных положений, методов, сделанных выводов и рекомендаций, проделанных расчетов подтверждается корректным применением теории высшей математики и статистического анализа А также обеспечивается созданием информационной базы данных по отказам силового электрооборудования в результате многолетних наблюдений в процессе эксплуатации распределительных сельскохозяйственных сетей 0,38-10 кВ в Рязанском регионе
Практическая ценность работы Разработанная в диссертации методика позволяет прогнозировать число отказов и оптимизировать аварийный запас электрооборудования
Результаты выполненных исследований могут использоваться при проектировании, решении задач планирования запасного электрооборудования и его элементов, формировании соответственных нормативных материалов
Личный вклад автора. Автор диссертационной работы принимал непосредственное участие в создании информационной базы данных, ее анализ методами математической статистически и их интерпретации. Выполнил работу по описанию статистических данных при помощи компонентного анализа, теории вероятностей. Провел корреляционно-регрессионный анализ зависимости влияния климатических факторов на отказы электрооборудования. Построил модель прогнозирования отказов электрооборудования сетей 6-10/0,4 кВ для планирования запасных частей
Апробация работы. Основные положения и научные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на.
1 Ежегодных научно-практических конференциях Рязанской государственной сельскохозяйственной академии им.проф. Костычева ПА. (г.Рязань 2004-2007ГГ ).
2. Научно-технической конференции «Электрификация, история, настоящее, будущее» Московский энергетический институт (ТУ) (г.Москва 20.01.-28.01.07)
, 3. Международной научно-практической конференции «Роль молодых ученых в реализации национального проекта "Развитие АПК"» Московский агроинженерный университет им В.П.Горячкина (г.Москва, 29-30 мая 2007г).
4. Всероссийской научно-практической конференции «Перспективы агропромышленного производства и регионов России в условиях реализации приоритетного национального проекта развития АПК» Башкирский ГАУ 2006 (г.Уфа, 28.02-2.03.2006г).
Публикации. По результатам исследований аспирантом в соавторстве опубликованы 10 печатных работ.
Структура диссертации и её объем. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, заключения, списка использованных источников и приложений Общий объем составляет 254 страниц текста. Основной материал изложен на 143 страницах, иллюстрирован 23 рисунками, содержит 33 таблиц и ГЦ формул. Список используемых литературных источников включает 104 наименования.
