Файл: Расчеты и анализ режимов работы сетей учеб. пособие.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 19.10.2024

Просмотров: 114

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Функция / (г), разложение которой по степеням пара­ метра г дает в качестве коэффициентов вероятности Рт п, называется производящей функцией вероятностей Рт<п или просто производящей функцией. Нетрудно показать,что, раскрывая скобки в правой части выражения / (г) и выпол­ няя приведение подобных членов, можно получить вероят­

ности />„.», Pi,n, Pt,n, Рт,п как коэффициенты соответ­ ственно при нулевой, первой и т. д. степенях г.

Задача 6-1

Система передачи электроэнергии (рис. 6-1) потребителю состоит из следующих элементов: генератора Г, повышаю­ щего трансформатора 71, линии электропередачи Л, пони­ жающего трансформатора 72. Вероятности повреждения элементов передачи qt = 2 •10 3, qn = 5-10“5, qJl = 2- 10 3, q72 = 4 - 10~5.

(5Ж5Н - ■ I СЕН

Рис. 6-1.

Т р е б у е т с я определить вероятность того, что по­ требитель не получит электроэнергии из-за повреждения си­ стемы, считая события повреждения элементов независи­ мыми друг от друга.

Решение. I с п о с о б . Для безотказной работы си­ стемы необходимо, чтобы генератор, повышающий и пони­ жающий трансформаторы и линия электропередачи рабо­ тали безотказно. Событие А — безотказная работа системы — есть произведение (совмещение) событий. Применяем тео­ рему умножения событий, представляющих собой безотказ­ ную работу соответствующего элемента передачи, их веро­ ятности

/?г = ( 1 — <7г)> Рт1 ~ (1 <7ti)> Р л ~ { ^ Чл), Рт2==(1 Ptz)-

Событие А — повреждение передачи — является проти­ воположным событием неповреждения, т. е. событию

Р (Л) = 1 — (1 — ft) (1 - qn ) (1 - Чл) (1 - Ч-л) =

= 1 - PrPaPnPii = 1 -

0,9980 ■0,99995 •0,998 ■0,99994 =

=

0,00408546.

249


II с п о с о б . Событие В — отказ системы — насту­ пит, если будет поврежден хотя бы один элемент (приме­ няем теорему сложения для совместимых событий)

Р (В) = qv-\- qn + q, + 7 т 2 ~ <?г<7т 1

<?г<?л —

ЯгЯ& — Я-пЯа ~

QxlQт2 <?W t2 “Ь <?г <?т1<7л ~t~ ЯтЯпЯтЪ“Ь ЯпЯлЯт2

 

- <7г<7п<7л<7та = 2 •1(Г3 + 5 •10"» +

2

•10"3 +

4 •КГ» -

2 •5 х

X К Г8 — 2 - 2 - 10“6— 2 •4 10“8 — 5

- 2 ■10

8 —

5 •4 •1(Г10-

—2 •4 ■К Г8 -f 2 - 5 - 2 - Ю-114-2 - 2

4

1(Ги + 5

- 2 - 4 -

1(Г13 +

+4 ■10"'12 - 2 •5 •2 •4 •10-16 я» 0,00408546.

Вприближенных инженерных расчетах практически во всех случаях можно пренебречь членами высшего порядка малости, т. е. расчеты вести как для несовместимых собы­ тий:

Р (В) я» qT-f- <7т1 + ял+ Яг2 = 4,09 •10 3.

В данном случае погрешность результата составляет примерно 0,09% . Поэтому, учитывая реальные значения вероятностей повреждения отдельных элементов электри­ ческих систем при последовательном их соединении, можно считать, что вероятность отказа системы равна сумме веро­ ятностей повреждения отдельных элементов:

P ( q z ) ^jt=4i t -

Задача 6-2

Потребитель получает электроэнергию по двум парал­ лельным цепям линии электропередачи. Вероятность по­ вреждения каждой цепи q„ = 4 -К Г3. Каждая цепь может пропустить 100% мощности. События повреждения цепей независимые.

Т р е б у е т с я определить вероятность повреждения обеих цепей и вероятность сохранения электроснабжения потребителя.

Решение. Потребитель теряет питание при повреждении одновременно обеих цепей. Вероятность события В — по-

* Погрешности, получающиеся при расчете по этой формуле, зависят от значений но обычно даже в самых неблагоприятных реальных случаях погрешность не превышает нескольких процентов.

2 5 0


вреждения обеих цепей — определяется по теореме умно­ жения

P( B) = q,q, = qZ = 4 •4 ■К Г 6 = 1,6 •1 0 4

Вероятность сохранения электроснабжения является событием, противоположным повреждению двух цепей ли­ нии электропередачи, т. е. вероятность работы хотя бы одной цепи

Р ( А ) = 1 - q l = 1 - 1,6- К Г5 = 0,999984.

Надежность электроснабжения по двум цепям линии можно также определить другим способом.

Потребитель получит электроэнергию в двух случаях: а) если не повреждена ни одна цепь, вероятность этого

события

РлРл = 0

<7л) 0

Ял) = 0

Ял)2>

б) если повреждена одна цепь, а другая не повреждена, вероятность этого события

%РлЯл= 2 (1 qA) с/д.

Событие передачи электроэнергии потребителю осуще­ ствляется тогда, когда хотя бы одно из этих событий имеет место. Вероятность этого определим, используя теорему сложения вероятностей,

Р (А) = (1 — Ял)2+ 2 (1 - (7л) Ял = 1 - <75 = 0,999984.

Задача 6-3

Металлургический завод получает электроэнергию по четырем цепям линий электропередачи от двух электростан­ ций ЭС1, ЭС2 (рис. 6-2). В начале и конце каждой линии установлены по два повышающих и понижающих трансфор­ матора. Каждый повышающий 77, Т2 и понижающий транс­ форматор ТЗ, Т4 и каждая цепь линии могут пропустить половину мощности, необходимой заводу. События повреж­ дения всех элементов этой системы передачи электроэнергии независимые.

Т р е б у е т с я определить вероятность получения за­ водом всей мощности, если вероятности повреждения транс­

форматоров подстанций 77, Т2, ТЗ, Т4

и каждой цепи Л1

и Л2 соответственно равны q,x, ql2, <7тз>

Яи> Ялъ Ялг-

251


Решение. Получение всей мощности заводом возможно только в том случае, если хотя бы две (любые) параллельные цепи из четырех в работе. Вероятность надежной работы системы (без учета надежности работы электростанций) проще получить через вероятность противоположного события — отказа трех и более цепей, каждая из которых состоит из трех последовательно соединенных элементов.

Вероятность отказового состояния каждой из четырех цепей:

Я\ = Яп + Ял1 + Ятз — ЯпЯлг — ЯпЯтз ~

ЯлЯтзЛ' ЯпЯлхЯлз ^ Яп + <?л1 "Ь 9тз-

Аналогично

 

 

 

Яи ^

<?i

<7ti + <7лх +

7тз>

Я ш ^ 7 т 2 + <7.12 +

Яи ,

<7i V == Яи1 =

Я п + Ял2 + 7 т 4-

Вероятность надежной работы двух и более параллель­ ных цепей, как событие, противоположное отказу трех и бо­ лее цепей,

р = 1 — [<7i<7iii + <7!2<7iii (1 — <7ш) + <7iii2<7! (1 — <7i)J =

 

 

= 1

{(Яп Ял “I- Ятз)2(<?т2 + Ял2 + Я-ci)2

+

(Ят1 +

Ял1 + <7тз)2 •2 (?т2 + Ял2 +

Яп) (1 — Ял2 — Ял2 — Яп) +

+

(<7т2 +

<7тз +

Яп)2 ■2 (gn -f qn -f

ql3) [ 1 - (qn -f qM -f qr3)]\.

252