Subscription request:

podpiska@panor.ru

For all questions:

+7 495 274-22-22

UDK: 621.311.2:621.311.22

Analysis of redundancy methods to improve reliability of electric power facilities

Gulyaev I. V. doctor of technical sciences, head of the REC "Energy-efficient dual-power engines", Moscow State University named after N. P. Ogarev, Saransk
Kryukov O. V. doctor of technical sciences, deputy director for science, TSN-Electro LLC, Nizhny Novgorod
Ivanov A. A. head of technical and commercial department of TSN-Electro LLC, Nizhny Novgorod
Vasenin A. B. head of the automated Control System group TP, TSN-Electro LLC, Nizhny Novgorod
Stepanov S. E. PhD of technical sciences, leading engineer of the Engineering Center, TSN-Electro LLC, Nizhny Novgorod

Ways to improve the reliability of electric power facilities by reserving elements of power supply systems are considered using the example of compressor stations and linear consumers. Options for implementing the structuring of power supply systems in terms of high-risk facilities are proposed. Theoretically justified reliability calculation indicators are presented, which make it possible to estimate the probability of uptime and the average uptime for various backup methods. Numerical reliability calculations have been performed for typical examples of redundant power supply systems. It is shown that the best reliability indicators are provided by the power supply systems of compressor shops with replacement redundancy and sliding redundancy. Structural schemes for the practical implementation of backup methods for electric power facilities and an assessment of reliability indicators based on the design features of main gas pipelines are also presented.

Наиболее эффективным способом повышения надежности объектов электроэнергетики, включая компрессорные станции (КС) магистральных газопроводов (МГ) [1–3], является резервирование наиболее ответственных элементов путем введения избыточности, т. е. дополнительных средств и ресурсов, сверх минимально необходимых для этих целей [4–7]. Существуют различные виды резервирования объектов повышенной опасности, среди которых выделим структурное резервирование, которое получило наибольшее распространение в системах электроснабжения (СЭС) компрессорных станций [8–10] и линейных потребителей, включая системы электрохимической защиты [11– 14]. Однако для последних необходимо оценивать влияние возмущающих воздействий [15–17] и обеспечить эффективную защиту [18, 19] в соответствии с нормативно-технической документацией [20, 21].

Структурное резервирование может быть организовано [22–25]:

• по соотношению количества основных и резервных элементов;

• способу включения резерва;

• режиму работы резервных элементов;

• способам их подключения.

Резервирование является:

- общим, если резервируется вся система (объект);

- раздельным (поэлементным), если резервируются отдельные элементы;

- групповым, при резервировании группы элементов;

- скользящим, когда все основные элементы одинаковы, а резервные не закрепляются за основными и могут заменить любой из них.

Системы с общим структурным резервом относятся к последовательно-параллельным, а с раздельным – к параллельно-последовательным соединениям. При общем резервировании в системе имеется только одна резервированная группа, а при раздельном – столько, сколько элементов в последовательной системе.

По способу включения различают резервирование с постоянно включенным резервом и с резервом, включаемым замещением основных элементов. При постоянно включенном резерве основные и резервные подсистемы функционируют одновременно. Недостаток общего резервирования с постоянным включением резервной системы заключается в значительном увеличении объема используемого оборудования. Его рекомендуется применять при небольшой кратности резервирования, поскольку его основное преимущество – простота.

For citation:
Gulyaev I. V., Kryukov O. V., Ivanov A. A., Vasenin A. B., Stepanov S. E., Analysis of redundancy methods to improve reliability of electric power facilities. Электрооборудование: эксплуатация и ремонт №1 2025. 2025;1.
The full version of the article is available for subscribers of the journal
Article language:
Actions with selected: