Reliability Assessment of Circuit Breakers in Switchgear Schemes with Different Topologies
Keywords:
switchgear scheme, topology, circuit breakers, failure rate
Abstract
The article discusses issues related to assessing the reliability of high-voltage circuit breakers in switchgear schemes with different topology of their design. A generalized formula is presented, using which it is possible to carry out calculations and further assessment of the failure flow parameter versus the switchgear scheme in which the circuit breaker is installed. To identify topological features, the standard switchgear schemes presented in the regulatory documents are analyzed. Five main types of circuit topologies and types of circuit breakers have been identified depending on the type of switched connections. For carrying out comparative calculations, one typical option was selected for each type of circuit topology. The distribution of circuit breakers by types in these schemes is presented. Calculations of the circuit breaker failure rates in schemes with the same initial data and with breaking down by types are carried out. Conclusions on the extent to which various types of schemes influence the reliability of high-voltage circuit breakers both as a whole and separately, depending on the type of switched connection are presented.
References
1. ГОСТ Р 52565-2006. Выключатели переменного тока на напряжения от 3 до 750 кВ. Общие технические условия. М.: Стандартинформ, 2007, 87 с.
2. Розанов М.Н. Надежность электроэнергетических систем. Справочник. Т. 2. М.: Энергоатомиздат, 2000, 568 с.
3. Воропай Н.И. Надежность систем электроснабжения. Конспект лекций. Новосибирск: Наука, 2006, 205 с.
4. Надежность систем энергетики (сборник рекомендуемых терминов)/ Под ред. Н.И. Воропая. М.: ИАЦ «Энергия», 2007, 192 с.
5. Воропай Н.И. и др. Концепция обеспечения надежности в электроэнергетике. М.: ООО ИД «Энергия», 2013, 212 с.
6. Непомнящий В.А. Надежность оборудования энергосистем. М.: Изд-во журнала «Электроэнергия. Передача и распределение», 2013, 196 с.
7. Абдурахманов А.М., Мисриханов М.Ш., Шунтов А.В. Анализ моделей отказа выключателей в схемах коммутации электроустановок. – Электрические станции, 2007, № 4, с. 2–11.
8. Абдурахманов А.М. и др. Об особенностях структуры параметра потока отказов выключателя. – Электрические станции, 2005, № 5, с. 54–57.
9. Абдурахманов А.М. Разработка моделей надежности коммутационного оборудования и рекомендаций по их применению в задачах электроэнергетики: автореф. дис. … канд. техн. наук. М.: МЭИ (ТУ), 2008, 20 с.
10. Назарычев А.Н., Сулыненков И.Н., Таджибаев А.И. Оценка надежности выключателей распределительных устройств электрических станций и подстанций. СПб.: ДЕАН, 2018, 176 с.
11. Сулыненков И.Н. Совершенствование модели отказов выключателей распределительных устройств 35–750 кВ: автореф. дис. … канд. техн. наук. Иваново: ИГЭУ, 2013, 20 с.
12. СТО 56947007-29.240.30.010-2008. Схемы принципиальные электрические распределительных устройств подстанций напряжением 35-750 кВ. Типовые решения. М.: ОАО «ФСК ЕЭС», 2007, 132 с.
13. СО 153-34.20.118-2003. Методические рекомендации по проектированию развития энергосистем. М.: ЗАО НТЦ ПБ, 2010, 56 с.
14. Назарычев А.Н. и др. Оценка последствий отказа асинхронных электродвигателей вследствие обрывов стержней короткозамкнутых обмоток роторов. – Электричество, 2021, № 9, с. 12–20.
#
1. GOST R 52565-2006. Vyklyuchateli peremennogo toka na napryazheniya ot 3 do 750 kV. Obshchie tekhnicheskie usloviya (Alternating-Current Circuit-Brakers of Voltages from 3 to 750 kV. General Specifications). М.: Standartinform, 2007, 87 p.
2. Rozanov M.N. Nadezhnost' elektroenergeticheskih sistem. Spravochnik (Reliability of electric power systems. Guide), vol. 2. М.: Energoatomizdat, 2000, 568 p.
3. Voropay N.I. Nadezhnost' sistem elektrosnabzheniya. Konspekt lektsiy (Reliability of Power Supply Systems. Lecture Notes). Novosibirsk: Nauka, 2006, 205 p.
4. Nadezhnost' sistem energetiki (sbornik rekomenduemyh ter-minov) (Reliability of Energy Systems (Collection of Recommended Terms))/ Under Ed. N.I. Voropay. М.: IАTs «Energiya», 2007, 192 p.
5. Voropay N.I., et al. Kontseptsiya obespecheniya nadezhnosti v elektroenergetike (The Concept of Ensuring Reliability in the Electric Power Industry). М.: ООО ID «Energiya», 2013, 212 p.
6. Nepomnyashchiy V.А. Nadezhnost' oborudovaniya energo-sistem (Reliability of Power System Equipment). М.: Izd-vo zhurnala «Elektroenergiya. Peredacha i raspredelenie», 2013, 196 p.
7. Abdurahmanov A.M., Misrihanov M.Sh., Shuntov A.V. Elektricheskie stantsii – in Russ. (Electric Power Plants), 2007, No. 4, pp. 2–11.
8. Abdurahmanov A.M., et al. Elektricheskie stantsii – in Russ. (Electric Power Plants), 2005, No. 5, pp. 54–57.
9. Abdurahmanov А.М. Razrabotka modeley nadezhnosti kom-mutatsionnogo oborudovaniya i rekomendatsiy po ih primeneniyu v zadachah elektroenergetiki: avtoref. dis. … kand. tekhn. nauk (Development of Reliability Models of Switching Equipment and Recommendations for Their Application in the tasks of the Electric Power Industry: Author. Dis. … Cand. Sci. (Eng.)). М.: MEI (ТU), 2008, 20 p.
10. Nazarychev A.N., Sulynenkov I.N., Tadzhibaev A.I. Otsenka nadezhnosti vyklyuchateley raspredelitel'nyh ustroystv elektricheskih stantsiy i podstantsiy (Reliability Assessment of Switchgear Circuit-Brakers of Power Stations and Substations). SPb.: DEAN, 2018, 176 p.
11. Sulynenkov I.N. Sovershenstvovanie modeli otkazov vyklyu-chateley raspredelitel'nyh ustroystv 35–750 kV: avtoref. dis. … kand. tekhn. nauk (Improvement of the Failure Model of Circuit-Brakers of Switchgear 35–750 kV: Author. Dis. … Cand. Sci. (Eng.)). Ivanovo: IGEU, 2013, 20 p.
12. SТО 56947007-29.240.30.010-2008. Skhemy printsipial'nye elektricheskie raspredelitel'nyh ustroystv podstantsiy napryazheniem 35-750 kV. Tipovye resheniya (Schematic diagrams of electrical distribution devices of substations with a voltage of 35-750 kV. Typical solutions). М.: ОАО «FSK EES», 2007, 132 p.
13. SО 153-34.20.118-2003. Metodicheskie rekomendatsii po proektirovaniyu razvitiya energosistem (Methodological Recommen-dations for the Design of the Development of Power Systems). М.: ZAO NTTs PB, 2010, 56 p.
14. Nazarychev A.N., et al. Elektrichestvo – in Russ. (Electricity), 2021, No. 9, pp. 12–20.
2. Розанов М.Н. Надежность электроэнергетических систем. Справочник. Т. 2. М.: Энергоатомиздат, 2000, 568 с.
3. Воропай Н.И. Надежность систем электроснабжения. Конспект лекций. Новосибирск: Наука, 2006, 205 с.
4. Надежность систем энергетики (сборник рекомендуемых терминов)/ Под ред. Н.И. Воропая. М.: ИАЦ «Энергия», 2007, 192 с.
5. Воропай Н.И. и др. Концепция обеспечения надежности в электроэнергетике. М.: ООО ИД «Энергия», 2013, 212 с.
6. Непомнящий В.А. Надежность оборудования энергосистем. М.: Изд-во журнала «Электроэнергия. Передача и распределение», 2013, 196 с.
7. Абдурахманов А.М., Мисриханов М.Ш., Шунтов А.В. Анализ моделей отказа выключателей в схемах коммутации электроустановок. – Электрические станции, 2007, № 4, с. 2–11.
8. Абдурахманов А.М. и др. Об особенностях структуры параметра потока отказов выключателя. – Электрические станции, 2005, № 5, с. 54–57.
9. Абдурахманов А.М. Разработка моделей надежности коммутационного оборудования и рекомендаций по их применению в задачах электроэнергетики: автореф. дис. … канд. техн. наук. М.: МЭИ (ТУ), 2008, 20 с.
10. Назарычев А.Н., Сулыненков И.Н., Таджибаев А.И. Оценка надежности выключателей распределительных устройств электрических станций и подстанций. СПб.: ДЕАН, 2018, 176 с.
11. Сулыненков И.Н. Совершенствование модели отказов выключателей распределительных устройств 35–750 кВ: автореф. дис. … канд. техн. наук. Иваново: ИГЭУ, 2013, 20 с.
12. СТО 56947007-29.240.30.010-2008. Схемы принципиальные электрические распределительных устройств подстанций напряжением 35-750 кВ. Типовые решения. М.: ОАО «ФСК ЕЭС», 2007, 132 с.
13. СО 153-34.20.118-2003. Методические рекомендации по проектированию развития энергосистем. М.: ЗАО НТЦ ПБ, 2010, 56 с.
14. Назарычев А.Н. и др. Оценка последствий отказа асинхронных электродвигателей вследствие обрывов стержней короткозамкнутых обмоток роторов. – Электричество, 2021, № 9, с. 12–20.
#
1. GOST R 52565-2006. Vyklyuchateli peremennogo toka na napryazheniya ot 3 do 750 kV. Obshchie tekhnicheskie usloviya (Alternating-Current Circuit-Brakers of Voltages from 3 to 750 kV. General Specifications). М.: Standartinform, 2007, 87 p.
2. Rozanov M.N. Nadezhnost' elektroenergeticheskih sistem. Spravochnik (Reliability of electric power systems. Guide), vol. 2. М.: Energoatomizdat, 2000, 568 p.
3. Voropay N.I. Nadezhnost' sistem elektrosnabzheniya. Konspekt lektsiy (Reliability of Power Supply Systems. Lecture Notes). Novosibirsk: Nauka, 2006, 205 p.
4. Nadezhnost' sistem energetiki (sbornik rekomenduemyh ter-minov) (Reliability of Energy Systems (Collection of Recommended Terms))/ Under Ed. N.I. Voropay. М.: IАTs «Energiya», 2007, 192 p.
5. Voropay N.I., et al. Kontseptsiya obespecheniya nadezhnosti v elektroenergetike (The Concept of Ensuring Reliability in the Electric Power Industry). М.: ООО ID «Energiya», 2013, 212 p.
6. Nepomnyashchiy V.А. Nadezhnost' oborudovaniya energo-sistem (Reliability of Power System Equipment). М.: Izd-vo zhurnala «Elektroenergiya. Peredacha i raspredelenie», 2013, 196 p.
7. Abdurahmanov A.M., Misrihanov M.Sh., Shuntov A.V. Elektricheskie stantsii – in Russ. (Electric Power Plants), 2007, No. 4, pp. 2–11.
8. Abdurahmanov A.M., et al. Elektricheskie stantsii – in Russ. (Electric Power Plants), 2005, No. 5, pp. 54–57.
9. Abdurahmanov А.М. Razrabotka modeley nadezhnosti kom-mutatsionnogo oborudovaniya i rekomendatsiy po ih primeneniyu v zadachah elektroenergetiki: avtoref. dis. … kand. tekhn. nauk (Development of Reliability Models of Switching Equipment and Recommendations for Their Application in the tasks of the Electric Power Industry: Author. Dis. … Cand. Sci. (Eng.)). М.: MEI (ТU), 2008, 20 p.
10. Nazarychev A.N., Sulynenkov I.N., Tadzhibaev A.I. Otsenka nadezhnosti vyklyuchateley raspredelitel'nyh ustroystv elektricheskih stantsiy i podstantsiy (Reliability Assessment of Switchgear Circuit-Brakers of Power Stations and Substations). SPb.: DEAN, 2018, 176 p.
11. Sulynenkov I.N. Sovershenstvovanie modeli otkazov vyklyu-chateley raspredelitel'nyh ustroystv 35–750 kV: avtoref. dis. … kand. tekhn. nauk (Improvement of the Failure Model of Circuit-Brakers of Switchgear 35–750 kV: Author. Dis. … Cand. Sci. (Eng.)). Ivanovo: IGEU, 2013, 20 p.
12. SТО 56947007-29.240.30.010-2008. Skhemy printsipial'nye elektricheskie raspredelitel'nyh ustroystv podstantsiy napryazheniem 35-750 kV. Tipovye resheniya (Schematic diagrams of electrical distribution devices of substations with a voltage of 35-750 kV. Typical solutions). М.: ОАО «FSK EES», 2007, 132 p.
13. SО 153-34.20.118-2003. Metodicheskie rekomendatsii po proektirovaniyu razvitiya energosistem (Methodological Recommen-dations for the Design of the Development of Power Systems). М.: ZAO NTTs PB, 2010, 56 p.
14. Nazarychev A.N., et al. Elektrichestvo – in Russ. (Electricity), 2021, No. 9, pp. 12–20.
Published
2021-09-23
Issue
Section
Article
