6.5.1. Основные показатели надежности

Под надежностью электрической сети (или ее участка) понимают способность осуществлять передачу и распределение требуемого коли­чества электроэнергии от источников к потребителям при норматив­ных уровнях напряжения и в соответствии с заданным графиком на­грузки. Надежность участка сети определяется надежностью и парамет­рами входящих в ее состав элементов (трансформаторов, коммутационной аппаратуры, линий электропередачи и др.) и схемой их соединения.

Нарушение работоспособности объекта называется отказом. В слу­чае отказа отдельных элементов сети может произойти (в зависимости от схемы соединений) отказ участка сети, приводящий к нарушению электроснабжения потребителей: полному прекращению питания, ча­стичному ограничению нагрузки, отклонению напряжения от допус­тимых нормами пределов.

При разработке вариантов схемы электрической сети должны быть соблюдены требования нормативных и руководящих документов к на­дежности. Однако в ряде случаев могут дополнительно потребоваться расчеты количественных показателей надежности, в частности, для ре­шения следующих вопросов (см. п. 6.4):

сопоставления различных мероприятий, предусматриваемых для обеспечения требуемого потребителем уровня надежности;

обоснования экономической целесообразности повышения надеж­ности (степени резервирования) сверх нормативных требований.

При сопоставлении различных мероприятий для обеспечения тре­буемого потребителем уровня надежности или обосновании экономи­ческой целесообразности повышения надежности сверх нормативных требований рекомендуется рассматривать математическое ожидание ущерба от вынужденных простоев (аварийных отключений).

В современных условиях функционирования электроэнергетики математическое ожидание ущерба от плановых простоев должно учи­тываться при заключении двухстороннего договора купли-продажи электрической энергии как одно из условий этого соглашения. В соот­ветствии с договором поставщик обязуется поставить покупателю элек­трическую энергию в определенном количестве и определенного соот­ветствующими техническими регламентами и иными обязательными требованиями качества, а покупатель обязуется принять и оплатить электрическую энергию на условиях заключенного в соответствии с правилами оптового рынка и основными положениями функциониро­вания розничных рынков договора. В договоре купли-продажи элект­рической энергии могут оговариваться условия, при которых ущерб от плановых отключений компенсируются покупателю снижением вели­чины тарифа на покупаемую электроэнергию.

В качестве показателей, количественно характеризующих надеж­ность участка сети и ее элементов, принимаются:

параметр потока отказов (среднее количество отказов в год) , 1/год;

частота плановых ремонтов, п, 1/год;

среднее время восстановления (средняя продолжительность после-аварийного ремонта или замены объекта в долях года) Тв, лет;

среднее время простоя при преднамеренных отключениях, Тр, лет;

коэффициент готовности (вероятность работоспособного состоя­ния объекта в промежутках между плановыми простоями) Кг, о. е.;

вероятность вынужденного простоя (вероятность неработоспособ­ного состояния объекта в промежутках между плановыми простоями) Кв, о. с;

вероятность безотказной работы в течение года (вероятность того, что за год не произойдет ни одного отказа объекта) Рт = 0 .

Перечисленные показатели надежности являются техническими характеристиками надежности и позволяют сопоставлять между собой надежность нескольких объектов, а также проверять соответствие рас­сматриваемых вариантов схем требуемому уровню надежности, если он задан количественно.

Показатели надежности электрооборудования и линий электропе­редачи, находящихся в эксплуатации, приняты по материалам ОАО «Фирма ОРГРЭС».

Показатели надежности элементов энергосистем, приведенные в материалах ОРГРЭС, предназначены для сравнительных расчетов и оценок электрических сетей, энергосистем, систем электроснабжения потребителей и узлов нагрузки, оценки уровня надежности различных схем, определения целесообразности и эффективности мероприятий и средств повышения надежности и не предназначены для определения надежности отдельных видов оборудования и включения в техничес­кие задания на разработку нового оборудования.

Показатели надежности рассчитаны ОРГРЭС по данным об отка­зах действующего электрооборудования и линий электропередачи, со­держащимся в картах отказов за период 1983-1989 гг., актах расследо­ваний технологических нарушений в работе за период 1990-1994 гг., а также в «Указаниях по применению показателей надежности элемен­тов энергосистем и работы энергоблоков с паротурбинными установ­ками», утвержденных Минэнерго СССР 03.09.84.

Была установлена достаточность и представительность выборки данных за 7-летний период, поскольку за этот период не выявлено явно выраженной тенденции изменения показателей надежности.

Основные показатели надежности отдельных элементов электри­ческих сетей, предназначенные для оценочных расчетов, по данным ОРГРЭС приведены в табл. 6.4 – 6.7.

Таблица 6.4

Параметры потока отказов элементов электрической сети

(по причине неисправности оборудования)

 

 

Элемент сети

, отказ/год

при напряжении, кВ

750

500

330

220

110

35

Воздушные линии1 : одноцепные

0,6

0,6

1,3

1,7

3,9

2

Двухцепные

(отказ одной цепи)

_

_

3,8

2

3,9

1,6

Двухцепные

(отказ двух цепей)

_

_

0,4

0,4

0,9

0,4

Трансформаторы и автотрансформаторы

0,0242/ 0,0533

0,0242/ 0,0533

0,04

0,03

0,015

0,01

Выключатели4:

 воздушные

0,2

0,12

0,04

0,03

0,03

0,01

масляные баковые

_

_

_

0,05

0,02

0,01

маломасляные

_

_

_

-

0,06

0,03

Сборные шины5

0,01

0,013

0,013

0,013

0,016

0,02

Отделители и короткозамыкатели

_

_

_

0,02

0,01

0,1

1 На 100 км.

2 Для однофазных трансформаторов - на фазу.

3 Для трехфазных трансформаторов.

4 На один выключатель.

5 На присоединение.

 

Примечание.

Отказы выключателей, приводящие к отключению смежных цепей, составля­ют 60 % от общего количества отказов.

 

Таблица 6.5

Средняя частота плановых простоев элементов электрической сети

 

 

Элемент сети

, простой/год

 

при напряжении, кВ

 

750

500

330

220

110

35

 

Воздушные лииым1:Одноцепные

10

12,8

5,7

5

2,9

2,2

 

Двухцепные (простой одной цепи)

Нет данных

Двухцепные (простой двух цепей)

Нет данных

Трансформаторы и Автотрансформаторы

1

1

1

0,9

0,5

0,25

Выключатели3: воздушные

0,2

0,2

0,2

0,2

0,2

0,2

масляные баковые

-

-

-

0,14

0,14

0,14

маломасляные

-

-

-

0,14

0,14

0,14

Сборные шины4

0,17

0,17

0,17

0,17

0,17

0,17

Отдештли и короткозамыкатели

-

-

-

0,3

0,3

0,3

                 

1 На ВЛ

2 На единицу; для однофазных трансформаторов - на фазу.

3 На один выключатель.

4 На присоединение.

 

Таблица 6.6

Среднее время восстановления элементов

электрических сетей Тв 10-3, лет

 

Элемент сети

Напряжение, кВ

750

500

330

220

110

35

Воздушные линии: одноцепные

2,7

2,2

1,5

1,6

1,5

1,8

двухцепные (отказ одной цепи)

-

-

1,3

1,2

1,0

1,2

двухцепные (отказ двух цепей)

-

-

0,6

1,9

1,5

1,6

Трансформатор и автотрансформаторы

25

25

5

7

8

8

Выключатели

3

7

4

5

3

1,7

Отделители и короткозамыкатели

-

-

-

0,6

0,8

0,7

Сборные шины

0,7

0,6

0,6

0,6

0,6

0,8

Примечания.

1. Среднее время восстановления поврежденной фазы (однофазного трансфор­матора) при установленной на ПС резервной фазе составляет 1,1'10~3 1/отказ без перекатки и 9-Ю"3 1/отказ с перекаткой фазы.

2. Время восстановления электроснабжения при повреждении выключателей в схемах с обходной системой составляет 0,06-10 3 лет, а в схемах полуторных и мостиковых - 0,03-Ю3 лет.

3. При обслуживании ПС выездными бригадами время восстановления путем переключения в РУ следует увеличивать на 0,06-10'3 лет.

Таблица 6.7

Средняя продолжительность простоев в плановых ремонтах элементов электрических сетей Тр 10-3, лет

 

Элемент сети

Напряжение, кВ

750

500

330

220

110

35

Воздушные линии: Одноцепные

1,1

1,9

2,3

2,9

1,7

1,9

двухцепные (отказ одной цепи)

-

-

1,0

1,5

1,3

1,5

двухцепные (отказ двух цепей)

-

-

1,6

2

1,5

1,3

Трансформатор и автотрансформаторы

5,7

5,7

3,4

3,2

3,2

3

Выключатели

23

16

14

11

6

1

Отделители и короткозамыкатели

-

-

-

1,3

1

0,8

Сборные шины

0,6

0,6

0,3

0,3

0,5

0,5