Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet (NTNU) Institutt for elkraftteknikk FAG PÅLITELIGHET I ELKRAFTSYSTEMER - GRUNNKURS.

Størrelse: px

Begynne med side:

Download "Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet (NTNU) Institutt for elkraftteknikk FAG PÅLITELIGHET I ELKRAFTSYSTEMER - GRUNNKURS."

Line Thoresen
6 år siden
Visninger:

1 FAG 4 PÅLITELIGHET I ELKRAFTSYSTEMER - GRUNNKURS. Formål: Øving nr. 0. Bli kjent med begreper og metode for å analysere avbruddsforhold i fordelingsnett. L a L b c Tegnforklaring: -- Effektbryter L -- Sikring Skillebryter, lukket Pålitelighetsdata for komponentene: Figur. Radielt fordelingsnett med tre lastpunkt. Linje/gren km λ[ feil km år] r[ timer/feil] a.0 0. b c Omkoblingstid ved feil: 0.5 t. M:\frame\4-ov-los\ov0.fm

2 FAG 4 PÅLITELIGHET I ELKRAFTSYSTEMER - GRUNNKURS. Data for lastpunkt: Lastpunkt Antall abonnenter Gj.snitt belastning (kw) L L L Beregn λ, r og U for samtlige lastpunkt, og SAIFI, SAIDI, CAIDI, ASAI og AENS for systemet totalt. Sikringene bryter ved kortslutning og antas 00% pålitelige.. Anta at sikringene har en pålitelighet for korrekt funksjon: p=0.9. Beregn λ, r og U for lastpunktene i dette tilfellet.. En ønsker å bedre leveringssikkerheten for lastpunkt L ved å bygge en linje 4. Nettet drives radielt, dvs. med åpen skillebryter på linje 4 ved samleskinne M:\frame\4-ov-los\ov0.fm

3 FAG 4 PÅLITELIGHET I ELKRAFTSYSTEMER - GRUNNKURS. L a L b c 4 Tegnforklaring: -- Effektbryter -- Sikring L Skillebryter, lukket Skillebryter, åpen Figur. Overføringsnett forsterket med linje 4. Pålitelighetsdata for linje 4: km λ[ feil km år] r[ timer/år] Anta at sikringene er 00% pålitelige, dvs. med funksjonssannsynlighet lik.0. Beregn λ, r og U for lastpunktene. Kommenter resultatene sett i forhold til verdiene beregnet i oppgavens punkt. M:\frame\4-ov-los\ov0.fm

4 4 FAG 4 PÅLITELIGHET I ELKRAFTSYSTEMER - GRUNNKURS. Øving nr. Eksamensoppgave fra desember 996 Linje : kapasitet 50 MW Linje : kapasitet 50 MW Last : 00 MW G 50 MW Figur. Overføring med lokal reserveforsyning En last på 00 MW kan forsynes via linjene og, som begge har overføringskapasitet lik 50 MW. Linjene antas å svikte uavhengig av hverandre (ingen fellesfeil) og blir ved svikt reparert uavhengig av hverandre. Linjedata: λ = pr. år, λ = pr. år, r = r = 0 timer pr. feil Det finnes også lokal reserve med kapasitet 50 MW, se figur... Begge linjer i fullast. Lokal reserve i standby med innkoplingstid t k. I første omgang antas følgende driftsform og premisser: Begge linjer går med maksimal last: 50 MW på hver linje. Ved utfall av en enkelt linje kan forsyning av lasten gjenopprettes ved innkopling av lokal produksjon. Det tar i gjennomsnitt en tid t k = time før den lokale reserven er innfaset. Deretter starter reparasjon av linjen. Dersom begge linjene har falt ut, gjenopprettes forsyning av lasten i det øyeblikk en av linjene er ferdig reparert. I dette tilfellet antar vi altså at den lokale forsyningen er lagt inn før linjen innkoples. Den lokale generatoren G antas feilfri både i standby og i drift.. Beregn: a. Antall avbrudd pr. år. Med avbrudd forstås at lasten på 00 MW ikke dekkes helt ut. b. Hvor mange timer pr. år lasten ikke dekkes. c. Ikke-levert energi (MWh/år). Beregningen kan gjøres tilnærmet, men må være forankret i en fornuftig problemformulering. M:\frame\4-ov-los\ov0.fm

5 5 FAG 4 PÅLITELIGHET I ELKRAFTSYSTEMER - GRUNNKURS... Situasjonen uten lokal reserve Utfør tilsvarende analyse som under pkt... under forutsetning at vi ikke har lokal reserve. Hva er gevinsten ved den lokale reserven?. Lokal produksjon er permanent innkoplet. Linjene kjøres ifølge (n-)-kriteriet. Linje : kapasitet 50 MW P =5 MW Last : 00 MW Linje : kapasitet 50 MW P =5 MW G 50 MW Figur. Lokal produksjon er permanent innkoplet Vi endrer nå premissene slik at de to linjene kjøres med 50% last = 5 MW på hver linje. Samtidig er lokalproduksjonen permanent innkoplet. Dette svarer til det såkalte (n-)-kriteriet, dvs. at systemet tåler enkeltutfall uten at vi får avbrudd i lasten. Ved utfall av en av linjene overføres transporten til den gjenværende linjen, som da går med full last. Anta fremdeles at den lokale generatoren er feilfri. Utfør tilsvarende analyse som under pkt...: a. Antall avbrudd pr. år b. Antall timer pr. år lasten ikke dekkes c. Ikke-levert energi.. Lokal produksjon kan svikte. Forøvrig som under pkt.. I realiteten kan også den lokale produksjonen svikte: λ G = 0.5 pr. år, r G = 0 timer. Anta samme driftsform som i pkt..: lokal produksjon er permanent innkoplet og linjene kjøres normalt med 5 MW. Utfør tilsvarende analyse som i pkt.., sammenlign resultatene og kommenter. Sammenlign også driftsformen i pkt.. med driftsformen i pkt.... Hva blir gevinsten målt i ikke-levert energi (MWh/år)? M:\frame\4-ov-los\ov0.fm

6 6 FAG 4 PÅLITELIGHET I ELKRAFTSYSTEMER - GRUNNKURS. Øving nr. Eksamensoppgave fra desember 996 Figur. To parallelle datamaskiner En kritisk prosess overvåkes og styres av datamaskiner. Prosessen er meget kritisk, og et avbrudd i prosessen har en avbruddskostnad: kr pr. time. En har derfor to parallelle datamaskiner som begge er i kontinuerlig drift. Den ene har kontrollen, mens den andre er kontinuerlig oppdatert og kan overta kontrollen momentant ved svikt i førstnevnte. Vi antar at denne omkoplingen er feilfri. Feiltyper. Uavhengige feil: Datamaskinene svikter uavhengig av hverandre med feilfrekvens λ = 5 ganger pr. år, samme feilfrekvens for begge.. Fellesfeil: Det kan også opptre fellesfeil som gjør at begge datamaskinene svikter samtidig. Dette skjer med feilfrekvens: λ F = 0. pr. år. Reparasjon Fordi avbruddskostnaden er svært stor vurderes to muligheter.. En mann. Dette innebærer at dersom begge maskinene er til reparasjon, repareres en om gangen, altså seriell reparasjon. Reparasjonstiden for en maskin ved uavhengige feil antas: r = 0 timer. Reparasjonstiden ved fellesfeil på maskinene: r F = 5 timer.. To mann I dette tilfelle kan datamaskinene repareres parallelt. Ved uavhengige feil antas at reparasjonstidene for de to maskinene er uavhengig av hverandre. Ved fellesfeil antas reparasjonstiden nå å være: r F = 5timer. Beregningsoppgave:. Gitt at vi starter med begge datamaskiner i stand: Hvor lang tid går det før vi får avbrudd?. Hvor mange timer pr. år må vi forvente at det blir avbrudd? Beregn for begge reparasjonsforutsetninger.. Hva blir gevinsten målt i redusert avbruddskostnad dersom vi benytter to mann i stedet for en mann til å reparere? M:\frame\4-ov-los\ov0.fm

Like dokumenter

Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet (NTNU) Institutt for elkraftteknikk FAG PÅLITELIGHET I ELKRAFTSYSTEMER - GRUNNKURS. Øving nr. 7.

Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet (NTNU) Institutt for elkraftteknikk FAG PÅLITELIGHET I ELKRAFTSYSTEMER - GRUNNKURS. Øving nr. 7. Øving nr. 7. Formål: Bli kjent med de grunnleggende begreper i en stasjonær Markovmodell: (u) tilgjengelighet, forventet oppholdstid, besøksfrekvens m.fl. En prosess styres av to styreenheter (datamaskiner).