Вестник МГТУ, 2025, Т. 28, № 4/1.

Петрова Р. М. и др. Оценка параметров надежности схем систем электроснабжения. УДК 621.311 Оценка параметров надежности схем систем электроснабжения промышленных объектов электротехнических комплексов при изменении мощности нагрузки и площади объекта для выполнения технико-экономических расчетов Р. М. Петрова*, Е. И. Грачева, Н. К. Мифтахова *Казанский государственный энергетический университет, г. Казань, Россия; e-mail: 1998renata@mail.ru, ORCID : https://orcid.org/0009-0004-2508-8771 И н ф о р м а ц и я о с т а т ь е Р е ф е р а т Актуальность исследования заключается в оценке параметров надежности и экономической эффективности систем внутрицехового электроснабжения предприятий с трансформаторными подстанциями напряжением 10/0,4 кВ. В работе анализируются показатели надежности для схем внутрицехового электроснабжения с различными видами резервирования: без резервирования; с резервированием на низком напряжении (НН); с резервированием на среднем напряжении (СН), без резервирования на НН; с двойным резервированием. Исследуются параметры надежности системы: параметр потока отказов и время наработки на отказ схемы при изменении числа распределительных трансформаторов (А^) от 1 до 5, при различной номинальной мощности цеховых трансформаторов 10/0,4 кВ (от 25 до 2 500 кВА), также при изменении мощности нагрузки и площади территории предприятия. Полученные результаты показывают, что значение времени наработки на отказ Тнар.отк для схемы без резервирования в 2,03 и 2,04 раза меньше по сравнению со схемой с резервированием на СН и НН соответственно, и в 2,09 раза - меньше для схемы с двойным резервированием. Исследования показывают, что рационально использовать минимальное число распределительных трансформаторов Ы р1, равное 1 (при отсутствии резервирования) или 2, так как при Np-r = 3-5 время наработки на отказ Тнар.отк минимальное и равно 0,97 года. В результате установлено, что максимальное время наработки на отказ, равное 6,01 года, получено для схемы при двойном резервировании, а минимальное, равное 0,97 года, - при отсутствии резервных элементов в схеме с 5 трансформаторами. Рассчитан дисконтированный срок окупаемости оборудования 4 вариантов схем и установлено, что наименьший срок окупаемости (для схемы без резервирования) составил 7,75 года с учетом инфляции, равной 8,6 % в год. Для цитирования ПетроваР. М. и др. Оценка параметров надежности схем системэлектроснабжения промышленных объектов электротехнических комплексов при изменении мощности нагрузки и площади объекта для выполнения технико-экономических расчетов. ВестникМГТУ. 2025. Т. 28, №4/1. С. 490-508. DOI: https://doi.org/10.21443/1560-9278-2025-28-4/1-490-508. Assessment of reliability parameters of power supply systems’ schemes of industrial facilities of electrical complexes when changing the load power and area of the facility while performing technical and economic calculations Поступила в редакцию 22.09.2025; принята к публикации 03.10.2025 К л ю ч е в ы е с л о в а : система электроснабжения, трансформаторная подстанция, параметр потока отказов, время наработки на отказ, резервирование, дисконтированный срок окупаемости e- Article info Received 22.09.2025; accepted 03.10.2025 Key words: power supply system, transformer substation, failure rate parameter, mean time between failures, redundancy, discounted payback period For citation Renata M. Petrova*, Elena I. Gracheva, Nailya K. Miftakhova *Kazan State Power Engineering University, Kazan, Russia; mail: 1998renata@mail.ru, ORCID : https://orcid.org/0009-0004-2508-8771 Abstract The relevance of the study lies in the assessment o f the reliability parameters and economic efficiency of intra-shop power supply systems o f enterprises with 10/0.4 kV transformer substations. The study analyzes the reliability indicators for intra-shop power supply circuits with different types of redundancy: without redundancy; with redundancy at low voltage (LV); with redundancy at medium voltage (MV), without redundancy at LV; and with double redundancy. The reliability parameters of the system are studied, namely the failure rate parameter and the mean time between failures of the circuit when the number of distribution transformers (Nan) changes from 1 to 5, with different rated capacities of 10/0.4 kV shop transformers (from 25 to 2,500 kVA), as well as when the load power and the area of the enterprise change. The obtained results show that the mean time between failures T for the circuit without redundancy is 2.03 and 2.04 times less compared to the circuit with redundancy on the MV and LV, respectively, and 2.09 times less for the circuit with double redundancy. The conducted studies show that it is rational to use the minimum number of distribution transformers Ntr, equal to 1 (in the absence of redundancy) or 2, since at = 3-5 the mean time between failures T is minimal and equal to 0.97 years. The research has established that the maximum mean time between failures, equal to 6.01 years, is obtained for the circuit with double redundancy, and the minimum, equal to 0.97 years, is obtained in the absence of redundant elements in the circuit with 5 transformers. The discounted payback period of equipment for 4 scheme options has been calculated and it has been found that the shortest payback period (for a scheme without redundancy) is 7.75 years taking into account inflation equal to 8.6 % per year. Petrova, R. M. et al. 2025. Assessment of reliability parameters of power supply systems' schemes of industrial facilities of electrical complexes when changing the load power and area of the facility while performing technical and economic calculations. VestnikofMSTU, 28(4/1), pp. 490-508. (InRuss.) DOI: https://doi.org/10.21443/1560-9278-2025-28-4/1-490-508. 490