Число повреждений в распределительных сетях зависит от конструкции линий, срока их службы и уровня эксплуатации. В табл. 6.1, 6.2 приведены данные о повреждениях в воздушной распределительной сети, имеющей хороший уровень эксплуатации. Из табл. 6.1 следует, что в сети ВН в среднем в год возникают 6 устойчивых повреждений на 100 км линий, а в сети НН— 13 повреждений на 100 км.
На рис. 6.5 показана зависимость относительного числа повреждений по месяцам года (зимой повреждения обусловлены температурными явлениями, а летом — грозами). На рис. 6.6 приведена зависимость среднего числа повреждений по дням недели (рост числа повреждений в середине недели обусловлен наибольшей интенсивностью деятельности людей). На рис. 6.7 дана средняя зависимость интенсивности повреждений по часам суток (в ночное
Таблица 6.1. Повреждения в распределительных сетях в год
Повреждения в распределительных сетях | Число |
Повреждения в сети ВН |
|
Устойчивые повреждения на 100 км линий, в том числе: | 6 |
опор | 1,5—2 |
изоляторов | 1,5 |
проводов | 0,25 |
Повреждения разъединителей | 1 |
Повреждения на 100 трансформаторных пунктов (ТП) в том числе: | 5 |
трансформаторов | 2,25 |
вентильных разрядников | 0,8 |
Перегорание фаз предохранителей ВН на 100 км линий | од |
Повреждения в сетях НН |
|
на 100 км линий | 13 |
на 100 ΤΓΙ | 80 |
Повреждения, устраняемые заменой предохранителей на 100 ТП | 40 23,1 |
Повреждения на 100 км линий | |
опор (в бурю) | 48 |
установок НН (на 100 ТП) | 80 |
Примечание. Для ликвидации одного повреждения транспорт проходит в среднем 73 км.
Таблица 6.2. Распределение повреждений в распределительных сетях
Тип повреждения | Доля повреждения, % |
Повреждения, вызванные: | 35—50 |
природными воздействиями | |
деятельностью людей | 25—35 |
Повреждения: | 75 |
на линиях | |
в ТП | 7,4 |
у абонентов | 17,6 |
Повреждения в сильную бурю | |
проводов | 33 |
опор | 22 |
изоляторов | 19 |
крюков изоляторов | 8 |
Маркушевич Н. С. Автоматизированное управление режимами электросетей 6—20 кВ. — М.: Энергия, 1980.
Рис. 6.7. Зависимость относительной интенсивности повреждений по часам суток
Рис. 6.5. Зависимость относительного числа повреждений по месяцам года
Рис. 6.6. Зависимость относительного числа повреждений по дням недели
Рис. 6.8. Распределение повреждений по месяцам года (1), в том числе устойчивых, сопровождающихся срабатыванием релейной защиты (2)
время число повреждений существенно ниже, что определяет организацию работы эксплуатационного персонала).
Междуфазные замыкания сопровождаются отключением линии выключателем в связи с работой релейной защиты. Часть повреждений устраняется. Доля устойчивых повреждений, сопровождающихся срабатыванием релейной защиты, по месяцам года приведена на рис. 6.8.
Рис. 6.9. Удельное число грозовых повреждений по месяцам года
Значительное число повреждений возникает в результате междуфазных замыканий во время гроз. Удельное число грозовых повреждений по месяцам года показано на рис. 6.9, распределение
Рис. 6.10. Распределение грозовых повреждений по времени суток:
1 — общее число; 2 — устойчивые повреждения
грозовых повреждений по времени суток — на рис. 6.10, из которого следует, что основное их число приходится на время от 15 до 21 часа.
Наиболее интенсивны повреждения во время бурь, когда для устранения многочисленных повреждений требуется мобилизация всего персонала и всех материальных ресурсов.
ОРГАНИЗАЦИЯ ЛИКВИДАЦИИ ПОВРЕЖДЕНИИ
Если оперативная подготовка ремонтных работ планируется заранее, то возникновение повреждений, которые должны ликвидироваться оперативными бригадами, относится к случайным событиям. Темп устранения повреждений определяется соотношением потока повреждений и возможности их ликвидации. Если оперативная бригада свободна, то она немедленно начинает ликвидацию повреждения. В том случае, когда бригада выполняет другое задание, неизбежно некоторое ожидание. Наличие свободных бригад при
отсутствии заявок вызывает простой бригад. Оба случая связаны с издержками.
Ситуация, связанная с устранением повреждения, характеризуется структурной схемой, изображенной на рис. 6.11. Поток заявок 1 формируется в очередь (с учетом приоритетов) 2, поступающую в каналы обслуживания 3 по мере освобождения бригад. Задача минимизации издержек решается выбором близкой к оптимальной организации оперативного обслуживания сети. Для выбора рациональной организации оперативного обслуживания используют функции распределения (по часам суток) заявок на устранение повреждений и восстановление схем сети после окончания ремонтов.
Рис. 6.11. Схема поступления заявок
Примеры подобных суточных графиков и функции распределения приведены на рис. 5.15, из которого (а также из рис. 6.7), следует, что число повреждений ночью невелико. Поэтому результаты анализа данной ситуации отнесем к оперативным бригадам, работающим в остальное время суток. Предполагая, что в это время поток заданий равномерен, его распределение экспоненциально.
Стоимость содержания оперативной бригады равна 10—15 тыс. руб/год. Предполагая, что стоимость недоотпуска энергии 20— 30 коп/(кВт·ч), и учитывая, что в среднем в сети НН 1 ч ожидания вызывает недоотпуск энергии, равный 50 кВт-ч на одну заявку, можно определить расчетные затраты на предотвращение аварийного недоотпуска одного киловатт-часа, возникающие из-за времени ожидания обслуживания. Полученные зависимости приведены на рис. 5.16. Из них следует, что вторая бригада целесообразна при шести заявках и среднем времени ликвидации повреждения, равном 0,667 ч, и восьми заявках при 0,5 ч.
На рис. 5.16 приведена зависимость вероятности различных времен ожидания для темпа обслуживания, равного 1 ч, и шести заявках за 12 ч. В этом случае ожидание, равное 3 ч, соответствует вероятности 10%; 4,5 ч — 5% и 8 ч— 1%. Это следует считать неудовлетворительным и требующим второй оперативной бригады.
6.5. МЕТОД ПРОБНЫХ ВКЛЮЧЕНИЙ
Время, необходимое для устранения повреждения в электрической сети, состоит из времени, затрачиваемого на его обнаружение, и времени на ремонт. Из рис. 6.12 следует, что время, затрачиваемое на обнаружение повреждения, соизмеримо с временем ремонта. Поэтому одной из важных задач эксплуатации является ускорение поиска повреждений.
В связи с тем, что схемы воздушных распределительных сетей разветвленные, для поиска повреждений приходится использовать метод пробных включений. Пример схемы ВЛ распределительной сети приведен на рис. 6.13. На ВЛ через определенные промежутки (2—3 км) установлены разъединители, с помощью которых ее части можно разделить, при условии, что линия отключена выключателем в ЦП.
Рис. 6.12. Распределение времени, затрачиваемого на устранение повреждения (1) и его обнаружение (2) (п — число случаев)
Метод пробных включений заключается в разделении ВЛ на две части с последующим включением под напряжение одной из них. Это позволяет выяснить, на какой из частей имеется повреждение. Затем часть, содержащая повреждение, опять делится и испытывается. Процесс продолжается до локализации поврежденного участка имеющимися в сети коммутационными аппаратами с обеих сторон и восстановления электроснабжения потребителей, питающихся от неповрежденных участков электрической сети.
Рис. 6.13. Пример схемы ВЛ распределительной сети:
ЦП1—ЦП4 — центры питания; 1—9 — разъединители, находящиеся в замкнутом положении; а, Ь, с — разомкнутые разъединители в точках нормальных разрезов; В — выключатель головного участка линии; /2 — эквитоковые линии
Последовательность операций пробных включений аварийной бригады следующая: 1) находясь у очередного секционирующего разъединителя, она связывается по радио с пунктом управления и просит отключить линию в ЦП; 2) отключает секционирующий
Рис. 6.14. Алгоритм пробных включений
Примечание: о5 — включить разъединитель 5; в7 — включить разъединитель 7; П6 — повреждение на участке сети за разъединителем 6; t —знак включения головного выключателя; Φ — отключение выключателя защитой
разъединитель; 3) просит включить линию в ЦП и получает информацию о результате пробного включения (наличие или отсутствие повреждения). Решение о дальнейших действиях принимается в зависимости от полученного результата. Ход пробных включений представляет собой многошаговый процесс, пример алгоритма которого для схемы, изображенной на рис. 6.13, приведен на рис. 6.14.
Поиск повреждения может быть более или менее рациональным. Опытные работники обычно используют более рациональную стратегию поиска, а менее опытные — нерациональную, приводящую к удлинению процесса поиска повреждения, что увеличивает ущерб от недоотпуска электроэнергии.
Суть оптимизации поиска повреждения методом пробных включений сводится к определению разъединителя, с отключения которого следует начинать поиск. После первого шага поиска для оставшейся части сети операция оптимизации повторяется в предположении, что эта часть была целой линией и т. д. Оценка оптимального пути последовательно повторяется по одним и тем же критериям. Целесообразно ориентироваться на методику, связанную с оценкой
объема информации, получаемой при каждом пробном включении.
Линии распределительной сети разветвлены. Учитывая, что в первом приближении повреждения равновероятны по длине, вероятность повреждения Р, принимается с учетом разветвленности линии. Время выполнения операции поиска повреждений связано не с общей длиной сети, а с протяженностью дорог, по которым движется аварийный транспорт. Реальная оптимальная стратегия должна учитывать и свойства нагрузки, присоединяющейся вдоль сети неравномерно. В среднем РТ присоединяются через определенные расстояния и мощность потребителей различна.
Более общей задача становится при учете различной народнохозяйственной значимости потребителей. Тогда она сводится к минимизации ущерба от недоотпуска электроэнергии. Здесь речь идет не о вероятностях повреждения, а о вероятности обеспечения потребителей с учетом их народнохозяйственной значимости с помощью весовых коэффициентов. Предполагая, что повреждения равновероятны по длине ВЛ, вероятность относительного народнохозяйственного ущерба от повреждения ее участка i можно определить по выражению
где U — относительная длина участка; α1 — коэффициент народнохозяйственной значимости /-й нагрузки; Pj — мощность единичной нагрузки, присоединенной к участку линии.
Задача уточняется при учете предыстории повреждения. Например, если событию предшествовала буря, то больше вероятность повреждения линии на участках трасс, проходящих через лес, из-за падения на линию поврежденных деревьев. Если ему предшествовала гроза, то больше вероятность повреждения на участках трассы, проходящих по открытой местности, так как деревья в определенной мере экранируют ВЛ. Особенно велика вероятность повреждений на участках с высокими грунтовыми водами. В подобных ситуациях поиск смещается в первую очередь на участки ВЛ, повреждения которых возможны с большей вероятностью.
