ПОДСТАНЦИИ И ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬНЫЕ ПУНКТЫ
Авторы: Billinton R., Allan R.
Перевод: Едемская Т.А.
Короткие замыкания и функционирование выключателей
Рис. 1. Двухтрансформаторные подстанции: а- с линейными выключателями; б - без линейных выключателей
Проанализируем КЗ только на трансформаторе с целью оценки влияния нп показатели надежности исследуемых схем. При КЗ на трансформаторе Т1 должен сработать выключатель В3, что вызовет перерыв электроснабжения потребителя L1. Подобное повреждения на трансформаторе Т2 приведет к перерыву электроснабжения потребителя L2. В обоих случаях длительность перерыва электроснабжения будет определяться временем, необходимым для ремонта трансформатора, а показатели надёжности для узлов нагрузки:
При отказе трансформатора Т1 в системе (рис. 1,б) сработает выключатель В3, вызвав перерыв электроснабжения обоих узлов нагрузки. К аналогичной ситуации приведет отказ трансформатора Т2. В этой системе показатели надёжности будут зависеть от последовательности оперативных переключений.
1. Локализация первого элемента невозможна. Выключатель В3 остается в отключенном состоянии до тех пор, пока поврежденный элемент не будет отремонтирован или заменен. Длительность перерывов электроснабжения равна длительности восстановления узлов L1 и L2.
2. Локализация первого элемента возможна. На практике это удается выполнить с помощью разъединителей или устройств другого типа. После отключения поврежденного трансформатора можно включить выключательВ3 и восстановить электроснабжение неповрежденного фидера. Показатели надежности в этом случае для узлов:
где s( ) – длительность оперативных переключений или продолжительность локализации поврежденного элемента.
Неправильные заключения иногда принимаются по отношению к значениям длительностей перерывов электроснабжения, связанных с ситуацией 2.
При сборе необходимой информации необходимо соответствующая длительность отказового состояния должна быть измерена с момента появления отказа до момента восстановления питания. Следовательно, и длительность ремонта, и длительность оперативных переключений содержат по несколько интервалов, необходимых для:
Сумма этих интервалов часто может быть существенно больше, чем время, непосредственно затрачиваемое на производство самих переключений.
Рабочие и отказовые состояния элементов
В предыдущих обсуждениях отказы элементов проявлялись в виде коротких замыканий и последующих отключений этих элементов. Возможны также другие виды отказов. Однако нет необходимости отдельно идентифицировать каждый вид отказа. По своему действию на систему все виды отказов можно подразделить на две большие группы: отказов типов «КЗ» и «обрыв».
Для выключателей необходимо учесть большее количество видов отказов – это обусловлено особенностями их функционирования.
Для нормального замкнутого выключателя полное множество возможностей состояний выключателя состоит из следующих состояний:
В случае нормального разомкнутого выключателя их число меньше, а именно:
На этой стадии исследований предполагается, что выключатель срабатывает (включается и выключается) успешно при появлении требования на срабатывание. Следовательно, целесообразно рассмотреть отказы типов «КЗ» и «обрыв» и ложное срабатывание нормально замкнутого выключателя.
Отказы типа «обрыв» и типа «КЗ»
В ЭЭС обычно, если происходит обрыв цепи какого-либо элемента, система защиты не срабатывает. Следовательно, отказ проявляет себя только на элементе, который повредился, а другие элементы остаются в рабочем (или работоспособном) состоянии. В случае, если защита выключателей срабатывает, такой тип отказов должен трактоваться как отказ типа «КЗ» на элементе и соответствующие показатели надежности должны объединиться.
Отказы типа «обрыв» у элементов ЭЭС встречаются очень редко, и они обычно не учитываются. Эта классификация не применяется по отношению к нормально замкнутому выключателю, который может срабатывать из-за неправильных действий релейной защиты или привода выключателя. Такие ложные срабатывания проявляют себя как отказы типа «обрыв» и должны трактоваться соответствующим образом.
Если известно, что отказ типа «обрыв» и ложное отключение выключателя не вызывают действий защиты выключателя, то соответствующее множество параметров потока этих отказов должно быть определено.
Короткие замыкания на элементах ЭЭС являются доминирующим видом отказов и всегда являются причиной срабатывания системы защиты. По действию на системы отказы типа «КЗ» отличаются от отказов типа «обрыв», поэтому их следует рассматривать отдельно и определить соответствующие им показатели надёжности.