Развитие народного хозяйства страны и рост энерговооруженности промышленности и быта определяют возрастание электропотребления в последние годы. Внедрение новых видов производств и укрупнение уже действующих привело к тому, что для обеспечения бесперебойности работы крупных энергоемких комплексов необходимо, в ряде случаев, обеспечивать резерв электроэнергии от близлежащих электростанций и электрических систем. Объединение энергетических систем позволяет рационально распределять электроэнергию между отдельными потребителями, повысить качество энергетического оборудования, ввести автоматизацию согласования режимов генерации и потребления электроэнергии, обеспечивать высокий уровень устойчивости энергетических систем и, что не менее важно, повысить надежность электроснабжения потребителей.
Особенности рыночных отношений, когда промышленные предприятия стали собственниками подстанций, ЛЭП и всего электротехнического оборудования, обусловили повышенные требования к системам электроснабжения в части их надежности.
Надежность систем электроснабжения промышленных предприятий определяется надежностью отдельных элементов (линий электропередач, трансформаторов, выключателей, разъединителей, шинных конструкций, а также устройств защиты и автоматики).
Наиболее сложным (и до сих пор нерешенным) вопросом в теории надежности является нормирование количественных показателей надежности. В процессе проектирования каждый рассматриваемый вариант системы электроснабжения всегда будет иметь один или несколько альтернативных, причем и в самих вариантах возможны определенные модификации, поэтому задание, а тем более соблюдение единой нормы
надежности крайне затруднительно. Система электроснабжения должна быть спроектирована таким образом, чтобы при ограниченной надежности
составляющих ее элементов обеспечивалась оптимальная степень надежности в целом.
Оптимальный уровень надежности можно определить сопоставив ущерб вследствие перерыва электроснабжения потребителя с расходами, связанными с повышением надежности и убытками, связанными с аварийным ремонтом.
Другим, не менее сложным и важным вопросом, чем выбор норм надежности является вопрос о выборе показателя, наиболее полно характеризующего надежность данной системы электроснабжения. Зачастую нас уже не устраивает ответ работает система или не работает: нам необходимо знать как она работает, как часто отказывает, сколько времени требуется на восстановление и т.д. Поэтому, как правило, рассматривается не один, а несколько показателей надежности системы электроснабжения. Эти показатели, определенные на основе исходных характеристик надежности электрооборудования, используются для оценки математического ожидания ущерба при сопоставлении вариантов схем электроснабжения.
Противоречивость требований, предъявляемых к системам электроснабжения (высокая надежность и минимальные затраты), определила появление двойственной задачи, стоящей перед проектировщиками:
- при заданном уровне надежности создать систему электроснабжения, характеризующуюся минимальными затратами;
- при заданной стоимости системы электроснабжения добиться максимальной надежности.
Постановка и решение такой задачи возможны только в тех случаях, когда потери от ненадежности электроснабжения измеряются в денежном выражении. В случаях, когда рассматриваются потребители первой категории (тем более особой группы), перерывы электроснабжения которых связаны с опасностью для жизни людей или сопровождаются
катастрофическими последствиями (взрывы, пожары), решение должно обеспечивать максимум надежности. Количественно надежность выражается статистической вероятностью нормального выполнения системой электроснабжения заданных функций или случайными величинами ее нормальную работу или аварийное состояние.
Количественные показатели надежности позволяют:
-сравнивать различные системы электроснабжения по их надежности;
- задаваться уровнями надежности для проектируемых систем электроснабжения:
- выявлять наименее надежные элементы системы электроснабжения;
- разрабатывать наиболее надежную структурную схему;
- определять сроки службы оборудования, необходимое количество запасных частей, объем ремонта и обслуживания.
В применяемых в настоящее время методах расчета надежности систем электроснабжения используется статистика отказов электрооборудования, достоверность которой в последнее время существенно снизилась. Это обусловлено разрывом действующих ранее связей между производителями и эксплуатирующими организациями, ликвидацией или переориентацией многих научно-исследовательских институтов и пр. Однако это ни в коей мере не снижает значимости теории надежности для проектирования систем электроснабжения.
Теория надежности базируется на теории вероятностей, теории игр и теории информации, математической статистике и математическом моделировании. Она призвана способствовать созданию оптимальных систем электроснабжения предприятий.
