Перова М.Б. Качество сельского электроснабжения: комплексный подход - файл n1.doc

Перова М.Б. Качество сельского электроснабжения: комплексный подход
скачать (1520.5 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc1521kb.19.11.2012 12:48скачать

n1.doc

1   2   3   4   5   6   7   8   9

2.2 Анализ надежности электроснабжения потребителей



Надежность электроснабжения потребителей является одним из условий эффективной и ритмичной работы сельскохозяйственных предприятий и характеризуется количеством отказов. Отказы элементов сетей, т.е. состояния, когда система электроснабжения не в состоянии выполнять свои функции, могут быть неустойчивыми и устойчивыми. При неустойчивом отказе сеть переходит в работоспособное состояние при автоматическом повторном включении, например, после удара в линию электропередач молнии, поверхностного пробоя изоляции и пр. При устойчивом отказе только выполнение ремонтных работ позволит подключить потребителей к сети. Устойчивые отказы, в свою очередь, могут быть внезапные (аварийные) и преднамеренные (планируемые).

Неустойчивые отказы, как правило, не приводят к убыткам потребителей. О времени и длительности планируемых перерывов потребитель извещается заранее и имеет возможность подготовиться и, тем самым, снизить последствия перерыва в электроснабжении. Наибольший убыток потребители несут от аварийных перерывов. Поэтому в качестве показателей, характеризующих надежность электроснабжения, используют количество и длительность аварийных перерывов в электроснабжении потребителей, а также недоотпуск электроэнергии.

В Вологодской области сельские электрические сети обеспечивают гораздо меньшую надежность электроснабжения потребителей, чем городские. В неудовлетворительном и непригодном техническом состоянии находятся 18% линий электропередач 0,38 и 6-10 кВ и 15% трансформаторных подстанций 6-35/0,4 кВ сельскохозяйственного назначения, 20% сельских потребителей первой категории не имеют сетевого резерва. Ввиду больших длин пролетов, широкого использования проводов марки «А» и зауженных просек отмечается низкая механическая прочность воздушных линий 6-10 кВ, в этих сетях происходит более 80% отказов. Наиболее тяжелы по своим последствиям воздействия стихийных явлений, приводящие к массовым авариям. Распределительные сети 6-10 кВ практически не выдерживают любых стихийных явлений, только в 1997 году от гололеда с ветром оказались поврежденными более 800 опор линий электропередач в 7 административных районах области. В таких случаях отключаются на длительное время большое число потребителей независимо от наличия резервного питания.

Отсутствие сетевого резервирования значительного числа сельскохозяйственных электроприемников компенсировалось в период плановой экономики наличием резервных источников - стационарных и передвижных дизельных электроагрегатов, которых у сельскохозяйственных потребителей насчитывалось более 550. При последней массовой аварии сельскохозяйственные предприятия смогли запустить только 15 дизельных электроагрегатов.

С целью изучения надежности электроснабжения сельскохозяйственных потребителей проведен анализ причин нарушений электроснабжения в распределительной сети 10 кВ одного из сетевых участков области, расположенного в центральной части энергосистемы. Систематизировано 509 заявок абонентов об аварийных отключениях за 3 года в системе электроснабжения, включающей 1606 км линий электропередач 6-10 кВ (средняя длина магистральных линий - 17 км).

Опыт эксплуатации показывает, что повреждаемость электрических сетей неравномерна в течение года, поэтому исследование характера и причин аварийных отключений проводилось отдельно по месячным, сезонным и годовым временным интервалам для следующих показателей надежности электроснабжения: продолжительность перерыва, число аварийных отключений и количество недоотпущенной электроэнергии.

В рекомендациях по организации учета и анализа отключений в воздушных электрических сетях напряжением 0,38-20 кВ [18] приводятся классификаторы видов и причин отключений. Все причины объединены в следующие группы: недостатки эксплуатации, потребительские отключения, дефекты ремонта, дефекты монтажа, транспортирования и хранения, недостатки проектирования, дефекты конструкции и изготовления, изменение материалов в процессе эксплуатации, влияние климатических условий, нерасчетные режимы, посторонние воздействия. Фактически встречаются не все причины, указанные в рекомендациях, однако вызывает сомнение добросовестность регистрации причин отключений, так как в 40...55 % случаев указывается, что причина не выяснена.

В результате анализа статистической информации получены данные по количеству и продолжительности отключений, а также недоотпуску электроэнергии за 3 года (1994-1996 г.г.) с учетом различия в причинах отключений. Структура причин аварийных отключений по суммарным данным за три года приведена в таблице 8.

Таблица 8

Структура причин перерывов в электроснабжении

сельских потребителей Вологодской области, %



Причины перерывов


Количество перерывов, %


Длительность перерывов, %

Недоотпуск электро-энергии, %

Причина не выяснена

47,7

31,3

30,7

Падение деревьев

3,9

7,7

8,5

Старение изоляции

16,7

29,2

31,6

Изменение материалов в процессе эксплуатации


0,8


1,8


2,1

Природные явления, гроза

19,5

16,6

14,3

Скорость ветра (выше расчетной)

5,5

7,2

6,5

Гололед, мокрый снег (выше расчетного)

2,4

1,3

1,3

Перекрытие птицами и животными

0,8

0,6

0,8

Неправильный выбор типов или параметров оборудования


0,2


0,1


0,2

Наезд транспорта

0,8

1,4

1,4

Наброс, бой изоляторов, прострел

0,8

1,6

1,7

Недопустимая перегрузка

0,6

0,6

0,6

Механические повреждения

0,2

0,3

0,3

Прочие

0,1

0,0

0,0

Итого

100,0

100,0

100,0


В таблице указаны средние значения доли причин отключений за три года, однако по годам она может варьировать в некотором диапазоне, например, доля такой причины отключения, как старение изоляции, изменяется в пределах от 14 до 22%, грозовые отключения - 5...32%, а ветровые нагрузки - 2...11%; доли остальных причин, в соответствии с регистрацией, варьируют в незначительных пределах.

Представляет интерес распределение причин отключений в сезонном разрезе. Падение деревьев из-за большей парусности кроны деревьев приходится в 70% случаев на осенне-летний период, старение изоляции чаще сказывается в весенне-летний период (61%), а такая причина, как изменение материалов в процессе эксплуатации, указывается редко и встречается равномерно по сезонам. Грозовые отключения, естественно, происходят на две трети в летний период, а гололед - в зимний (92%). Скорость ветра выше расчетной приводит к повреждениям чаще всего весной и осенью (85%). Птицы вызывают аварийные ситуации в периоды активных перелетов: на 93% весной и осенью. С началом посевных работ резко возрастают наезды транспорта, а механические повреждения и перегрузки практически приходятся на зимний период.

Распределение количества отключений и недоотпуска электроэнергии по месяцам показано на рис.1. Из гистограммы видно, что большее количество отключений приходится на летний период, особенно на первую половину лета.



Рис.1

Однако следует отметить, что длительность аварийных отключений не пропорциональна их количеству. Средняя продолжительность перерыва зимой и летом составляет 1,8 и 1,9 часа, весной и осенью - 2,8 и 2,9 часа, что можно объяснить распутицей и сложностью доставки ремонтных бригад и техники к месту аварии.

Сравнительный анализ структуры причин отключений в динамике выполнить сложно из-за смены классификации причин отключений. Аналогичный анализ, выполненный в 1981-1985 годах, позволил сделать следующие выводы. Наименее надежными элементами сельских электрических сетей являются воздушные линии электропередачи; на их долю приходится большинство всех нарушений в сетях. Чаще других встречаются такие причины отключений, как повреждения провода и пробой кабеля (от 22 до 40% в разные годы при среднегодовом значении 32%); они же вызывают и наибольшую продолжительность перерывов, соответственно 28...36% и 33%. В 12...28% случаев отмечалась неисправность у потребителей, в 16...27% случаев - пробой изоляторов и в 6...12% - повреждение опоры линии электропередач. Среднегодовые значения показаны в табл.9.

Таблица 9

Структура причин перерывов в электроснабжении

сельских потребителей Вологодской области

в 1981-1985 г.г.



Причины перерывов

Количество перерывов, %

Длительность перерывов, %

Пробой изоляторов

22

23

Повреждение провода

22

25

Неисправность у потребителей

20

13

Пробой кабеля

11

13

Повреждение опоры

8

6

Грозовые отключения

11

9

Прочие

6

11

Итого

100

100


Несмотря на различия в классификациях причин отключений, допустимо сопоставить обобщающие показатели надежности электроснабжения. В 1981-1985г.г. в этих сетях на 100 км линий напряжением 10 кВ в среднем приходилось 6 повреждений в год при средней продолжительности перерыва в электроснабжении 4,4 часа; в 1994-1996 г.г. соответственно 10,6 повреждений в год и 2,3 часа, при практически неизменной общей протяженности сетей (табл.10).

Таблица 10

Динамика обобщающих показателей надежности электроснабжения

сельских потребителей Вологодской области





Показатели по годам

Темп

Показатели

1981-1985

1994-1996

роста

Среднегодовое количество отключений, откл.

101

170

1,68

Среднегодовая продолжительность отключений, ч.

445

387

0,87

Среднегодовой недоотпуск электроэнергии, кВтч

33250

67393

2,02

Относительное количество отключений откл./100 км

6,2

10,6

1,71

Средняя продолжительность отключения, ч./откл.

4,4

2,3

0,52

Средний недоотпуск электроэнергии, кВтч/откл.

328

397

1,21


Из данных табл.10 можно видеть, что надежность электроснабжения за 10 лет не повысилась: среднегодовое количество отключений возросло на 68% при увеличении среднегодового недоотпуска электроэнергии в два раза. Оперативная ликвидация аварийных ситуаций позволила сократить среднюю продолжительность отключения на 48%, (с 4,4 до 2,3 часа), но его тяжесть для потребителя возросла: средний недоотпуск электроэнергии на одно отключение увеличился на 21%, что объясняется ростом значимости электроэнергии в сельскохозяйственном производстве. В целом показатели надежности на порядок хуже аналогичных показателей в развитых зарубежных странах [19].

Отдельно следует выделить долю причин форс-мажорного характера. К причинам форс-мажорного характера отнесены причины влияния климатических воздействий, а также перекрытие птицами и животными, пожар, падение деревьев и т.п. Динамика доли причин форс-мажорного характера за последние три года показана в табл.11.
Таблица 11

Доля причин форс-мажорного характера

среди всех причин отключений сельских потребителей



Показатели надежности


1994 г.


1995 г.


1996 г.

В среднем

за 3 года

Количество отключений, %

23,8

36,6

38,4

32,9

Длительность перерывов, %

31,1

32,5

38,9

34,1

Недоотпуск электроэнергии, %

27,8

28,5

40,6

32,3


Для крупных животноводческих комплексов, являющихся потребителями первой категории, аварийные перерывы в электроснабжении возможны лишь при нарушении значительных участков схемы электроснабжения, вызванных стихийными явлениями, что свидетельствует о достаточной надежности их внешнего электроснабжения.

Показатели надежности электроснабжения существенно зависят от уровня эксплуатации сетей и от конфигурации сети самого потребителя, степени надежности ее элементов. Согласно исследованиям Красникова В.И., на 100 км электрических сетей напряжением 0,38 кВ приходится 50 повреждений [10]. Выбор той или иной схемы электроснабжения зависит от конструктивного выполнения линий и подстанций, протяженности линий и передаваемой по ним мощности нагрузки, характера питаемых по сети потребителей и требований, предъявляемых ими в отношении надежности электроснабжения. Анализ надежности схем электроснабжения крупных откормочных комплексов показал достаточную надежность их электроснабжения.

Вопросы повышения надежности электроснабжения могут быть решены лишь при наличии достоверной информации о причинах и длительности перерывов. Анализ причин повреждаемости и их структуры необходим для оптимизации схемы электроснабжения по условию надежности, организации ремонтной службы и определения размеров страхового фонда.

1   2   3   4   5   6   7   8   9


Учебный материал
© bib.convdocs.org
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации