УДК 622.333.002

 

Оценка надёжности электроснабжения узлов нагрузки

 

Едемская Т.А, магистр; Якимишина В.В., доц., к.т.н.

(Донецкий национальный технический университет, г. Донецк, Украина)

 

Аварийные перерывы в электроснабжении потребителей, которые получают электроэнергию от соответствующих секций шин подстанций происходят как из-за повреждения электрооборудования, отказов средств защиты, так и по вине обслуживающего и эксплуатирующего электрооборудование подстанции персонала.

Оценку надёжности электроснабжения узлов нагрузки будем определять в следующих режимах работы: статическом, динамическом и ремонтном [1].

В статическом режиме учитываются повреждения элементов типа «обрыв цепи». К повреждениям такого типа будем относить отказы во вторичных цепях релейной защиты и автоматики, которые приводят к автоматическому отключению выключателей, ложное и излишнее срабатывание защиты. Зная число аварийных отключений выключателей за время наблюдения, число однотипных выключателей, эксплуатирующихся на данной подстанции, определяется параметр потока его отказов типа "обрыв цепи". В этом режиме работы подстанции производится диагностика состояния (с постоянным интервалом времени q) защитных коммутационных аппаратов и выявляются те отказы в системе автоматического отключения, которые могли бы привести к отказу их в срабатывании при появлении короткого замыкания (КЗ) в зоне действия их токовых защит. При этом проверяются уставки релейной защиты, целостность и пригодность к использованию контактов реле, работоспособность катушки отключения, осматривается привод выключателя, дугогасительные камеры, контактная система, изоляция, оценивается возможность перекрытия изоляции при внешних и внутренних перенапряжениях, проверяется система автоматического ввода резерва (АВР) на секционном выключателе, работоспособность защит минимального напряжения и т. д.

В динамическом режиме учитываются: отказы типа «короткое замыкание» (КЗ) и отказ системы отключения выключателя в срабатывании при появлении КЗ в зоне действия его токовой защиты.

Повреждение типа «КЗ» может происходить в элементах сети, через которые проходит первичный рабочий и аварийный ток (отходящие от коммутационного аппарата линии, шины, разъединители, обмотки силовых трансформаторов и др.)

В ремонтном режиме учитываются ошибки обслуживающего персонала при различных ремонтных переключениях, которые могут приводить к обесточиванию узла нагрузки.

Фиксируется, число аварийных случаев отключения секции шин подстанции за время наблюдения Т из-за ошибок эксплуатирующего и обслуживающего персонала. Полученная информация позволяет определить параметр потока аварийных отключений секции шин из-за ошибок человека.

Целью исследования является оценка надёжности электроснабжения потребителей, которые получают электроэнергию от одной из секций шин подстанции в статическом, динамическом и ремонтном режиме работы.

Результаты исследования.

Оценка надёжности электроснабжения в статическом и ремонтном режиме не вызывает затруднения. В динамическом режиме необходимо учитывать два параметра – параметр потока КЗ в элементе сети и отказ в срабатывании защитного коммутационного аппарата через сквозной аварийный ток.

Частоту совпадения в пространстве и времени таких событий как КЗ в защищаемом элементе и отказ в срабатывании коммутационных аппаратов, через которые прошел сквозной аварийный ток, можно определить с помощью формулы [2].

                                                                                                                                (1)

 где   - параметр потока КЗ в j-том элементе сети;

          - параметр потока отказов  в срабатывании защитного коммутационного аппарата;

               - интервал времени между диагностикой системы отключения защитного коммутационного аппарата;

        m – число защитных коммутационных аппаратов через которые прошел сквозной аварийный ток и привел в действие их релейные защиты;

        n – число j-тых элементов, которые получают  электроэнергию от i-того защитного коммутационного аппарата.

При выводе формулы были приняты следующие допущения: устройства защиты могут выходить из строя только тогда, когда они находятся в режиме ожидания; если к моменту возникновения повреждения в сети, на которое должна реагировать РЗ, она находилась в исправном состоянии, то маловероятен ее выход из строя в режиме тревоги [3].

Параметр потока аварийных отключений секции шин подстанции:

,                                                                                                                                            (2)

где ,  , - параметр потока аварийных отключений секции шин в статическом,  динамическом и  ремонтном режиме.

Вероятность бесперебойного электроснабжения секции шин подстанции в течение времени t.

.                                                                                                                                            (3)

Если

Выводы:

1). Для обеспечения бесперебойного электроснабжения потребителей электроэнергии особое внимание следует обращать на подбор и обучение кадров, которые занимаются обслуживанием и ремонтом электрооборудования подстанций.

2). Для получения более достоверной и объективной оценки надежности электроснабжения потребителей целесообразно вести наблюдение не за группой однотипного электрооборудования нескольких подстанций, а наблюдать за отдельными образцами оборудования конкретно взятой подстанции (КРУ, шины, разъединители, трансформаторы и т.д.), начиная с момента ввода подстанции в эксплуатацию и до ее утилизации.

 

ЛИТЕРАТУРА

1. Руденко Ю. Н., Ушаков И. А. Надежность систем энергетики. – М.: Наука, 1986 – 320 с.

2. Ковалев А. П., Якимишина В. В. О живучести объектов энергетики. Промышленная энергетика. - 2006. - №1. – С. 25-29.

3. Фабрикант В. П. О применении теории надежности к оценке устройств релейной защиты – Электричество. – 1965. - №9. – С. 15-19.