WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 | 4 |

В России требования к качеству электрической энергии стандартизованы. ГОСТ 23875-88 даёт определения показателей качества электроэнергии, а ГОСТ 13109-97 устанавливает значения этих показателей. Этим стандартом установлены значения показателей в точках подключения потребителей электроэнергии. Для пользователя это означает, что он может требовать от энергоснабжающей организации, чтобы установленные нормы соблюдались не где-то в энергосистеме, а непосредственно на потребительских шинах.

Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения определяют одиннадцать показателей качества электрической энергии. Каждый из этих показателей характеризует какое-либо свойство электрической энергии: отклонение напряжения, колебания напряжения и др.

Одним из самых проблематичных показателей качества электроэнергии в сельском хозяйстве являются отклонение и провалы напряжения, так как их показатели зачастую выходят за пределы ГОСТ 13109-97. Поддерживать отклонение напряжения в пределах нормы согласно ГОСТ обязаны энергоснабжающие организации. Для распределительных сетей, рассматривае-

мых в данной работе, именно они являются наиболее проблематичными и актуальными. Остальные показатели качества электроэнергии практически не выходят за пределы ГОСТ 13109-97, а если и выходят, то требуют конкретных дополнительных исследований и в данной работе при расчетах не рассматриваются.

В этой же главе приводятся характеристики основных показателей надежности схем электроснабжения, взятых за основу для дальнейших расчетов. Теория надежности изучает общие закономерности, которые следует учитывать при проектировании, сооружении и эксплуатации электротехничес-

ких объектов для максимальной эффективности их использования. Надежность электрооборудования зависит от случайных отказов, обусловленных рядом причин, влияние которых на надежность объекта и их взаимосвязь весьма слож-

ны. Надежность является комплексным свойством, которое в зависимости от назначения объекта и условий его эксплуатации может включать по отдельнос-

ти такие единичные свойства, как безотказность, долговечность, восстанавливаемость и управляемость. В данной работе в качестве элементов систем электроснабжения сельскохозяйственного назначения рассматриваются: воздушные линии электропередачи, ячейки распределительных устройств,

трансформаторы, комплектные трансформаторные подстанции, коммутацион-

ная аппаратура, релейная зашита, автоматика. Показателей надежности существует достаточно большое количество, так как для разных задач надежности требуются различные показатели. Для целей нашей работы подходят следующие показатели надежности: частота отказов; показатели, характеризующие наработку; среднее временя восстановления после отказа; среднее время и частота преднамеренных отключений, коэффициенты готовности, средний недоотпуск электроэнергии и основной ущерб от ненадежности электроснабжения. Также в первой главе рассматриваются методы расчета показателей надежности электроснабжения и методологические аспекты расчета надежности схем электроснабжения, производится оценка качества электрической энергии при различных уровнях надежности схем электроснабжения.

Показатели надежности элементов определяются путем обработки многолетних данных эксплуатации электросетевого оборудования. Эти данные выбираются из оперативных диспетчерских журналов либо из другой документации, фиксирующей нарушения в работе оборудования.

Надежность электроснабжения оказывает непосредственное влияние на качество электроэнергии, так же, как, в свою очередь, показатели качества электроэнергии оказывают влияние на надежность электрооборудования не только потребителей, но и систем электроснабжения. Общеизвестен основной принцип рассматриваемой взаимосвязи (взаимозависимости): при низкой надежности системы электроснабжения обеспечение требуемого качества электрической энергии на шинах потребителей проблематично. В этом плане надежность является первичным фактором, а качество – вторичным. В то же время низкое качество электроэнергии на шинах электроприемников есть причина снижения надежности электроснабжения. В этом плане качество первично, а надежность вторично. Системы электроснабжения сельских районов всегда отличались более низким уровнем надежности снабжения электропотребителей электроэнергией и более низким качеством электроэнергии.

Во второй главе предлагается содержательная постановка задачи, формализация предлагаемой методики и комплекс расчетных средств, реализующих предлагаемую методику.

Для решения задач управления ЭЭС на различных иерархических уровнях, в том числе и с учетом надежности и качества электроснабжения не представляется возможным воспользоваться какой-то единой математической моделью. При решении каждой конкретной задачи в зависимости от временной заблаговременности, территориальных размеров зоны управления требуются разные подходы к учету влияющих факторов, степени их полноты и точности представления.

В качестве показателей эффективности в данной работе предлагается использование расчетных значений среднегодовых недоотпусков электроэнергии потребителям как по отдельным энергоузлам (энергорайонам), так и по магистрали в целом. Недоотпуск по магистрали в целом есть сумма среднегодовых (математических ожиданий) недоотпусков по энергоузлам, запитанным от данной магистрали.

Представляется также целесообразным среднегодовой недоотпуск по каждому энергорайону считать совокупностью двух видов недоотпуска:

- недоотпуск из-за погашения потребителей;

- недоотпуск из-за низкого качества напряжения на шинах потребителей, равный недоотпуску при снижении нагрузки в отдельных нагрузочных узлах с целью обеспечения нормативных уровней напряжения во всех узлах.

Решаемая в данной работе задача комплексной оценки надежности электроснабжения и качества электроэнергии в сельских распределительных сетях весьма специфична и, фактически, ставится впервые.

Решаемую задачу можно разделить на три этапа:

1. Оценка вероятностей (относительных длительностей) возможных состояний (нормальных, ремонтных, и аварийных) каждой из питающих магистралей.

2. Расчет и оптимизация каждого из состояний, определенных на первом этапе.

3. По результатам вычислений на этапах 1 и 2 – расчет показателей надежного и качественного электроснабжения потребителей.

Для выполнения расчетов требуются следующие исходные данные:

1) расчетная схема питающей магистрали с отпайками и параметрами трансформаторных подстанций;

2) нагрузки в узлах потребления;

3) показатели надежности (вероятность аварийного простоя и относительная длительность простоя в плановых ремонтах) каждого элемента расчетной схемы: ЛЭП, трансформаторов, реакторов, УПК, коммутационных аппаратов и т.д.;

4) электрические параметры (сопротивления и проводимости, номинальные мощности) всех элементов расчетной схемы;

5) регулировочные возможности по изменению коэффициента трансформации трансформаторов;

6) диапазоны изменения напряжения на шинах центра питания.

В результате применения предлагаемой методики определяются следующие показатели:

1. суммарный недоотпуск электроэнергии за год из-за погашения потребителей;

2. суммарный недоотпуск электроэнергии за год из-за снижения качества электроэнергии у потребителей;

3. сумма недоотпусков электроэнергии, вычисленных в п.п. 1 и 2.

Для оценки вероятностей возможных состояний питающей магистрали предлагается использовать общую теорему о повторении опытов теории вероятностей, обобщающей теоремы сложения и умножения вероятностей в виде

где – число основных элементов, образующих распределительную магист-

раль; – вероятность работоспособного состояния -го элемента магистрали; – вероятность (относительная длительность) нахождения -го элемента в плановом ремонте (такое представление становится актуальным в связи с переходом от нормирования ремонтов к ремонтам «по состоянию»); – вероятность аварийного состояния (отказа) -го элемента.

При этом

есть полная группа событий, в которых может находиться -й элемент.

Как уже отмечалось, из всех возможных рассматриваются только состояния:

1) нормального режима, вероятность которого равна

2) режимов, характеризующихся плановым ремонтом одного из элементов магистрали :

;

3) режимов, характеризующихся аварийным простоем одного из элементов магистрали :

;

4) режимов, характеризующихся наложением на плановый ремонт -го элемента аварийного простоя -го элемента :

.

В данной постановке наиболее ответственным этапом является уточненный расчет электрических режимов. Для этих целей используется программа СДО-6, разработанная в ИСЭМ СО РАН.

В предлагаемой математической модели целесообразно представлять снижение напряжения и выхода этого параметра за пределы ГОСТ в форме ограничения (отключения) потребителей, так как ввод этого параметра в допустимую область можно осуществить снижением нагрузки в соответствующих узлах на некоторую величину, минимально необходимую (при условии, что все остальные способы ввода режимных параметров в допустимую область исчерпаны, а именно: включено в работу все резервное оборудование, использована избыточность сети и трансформаторов, использованы допустимые перегрузки оборудования, использованы автоматические и регулирующие устройства, типа РПН и т. п.).

Такое допущение позволяет получить обобщенный показатель (снижение покрытия нагрузки), учитывающий и бесперебойность электроснабжения и качество электроэнергии в зависимости от надежности системы.

В предлагаемой модели также разделяется влияние ненадежности системы на снижение покрытия мощности из-за отказов оборудования (аварийные отключения) без учета снижения качества электроэнергии и с учетом снижения качества, вызванного отказами элементов системы, которое представлено приведенными ниже коэффициентами.

  • Коэффициент готовности без учета низкого качества электро-

энергии

где – наработка между отказами; – среднее время восстановления.

  • Коэффициент готовности с учетом низкого качества электро-энергии (показатель, предлагаемый в данной работе для целей комплексного рассмотрения как надежности, так и качества электроснабжения)

где – календарное число часов в году; – количество часов, нахождения объекта в отключенном состоянии из-за аварий; – время работы потребите-

ля при качестве электроэнергии, не соответствующем ГОСТ 13109-97.

Немаловажным вопросом в данной модели является приоритетность отключения нагрузки. Здесь эта задача решается, исходя из категорийности и удаленности потребителей от центра электроснабжения. Сначала производится отключение наиболее удаленных потребителей от центра электроснабжения с наибольшим отклонением напряжения и с наименьшей значимостью категории электроснабжения, а так как узлы в сети взаимозависимы по напряжению, то, уменьшая нагрузку в одном узле (особенно, если он электрически наиболее удален от источника питания), тем самым поднимаем напряжение не только в этом узле, но и в других. Если эта мера не приводит к желаемому результату, то производим отключение следующих наиболее удаленных потребителей от центра питания потребителей (3-й или 2-й категории) и т.д.

При расчетах надежности электроснабжения неизбежны упрощения, с целью снижения сложности расчетов. Упрощения могут быть различными в зависимости от методики и объема расчетов. К примеру: питающие центры работают безотказно; повреждение в линии с равной вероятностью может быть в любой точке линии; не учитываются неустойчивые повреждения; не всегда учитывается такой фактор повреждения системы электроснабжения, как хищение провода или вандализм.

В заключении следует заметить, что выбранная форма реализации предложенной методики на современном этапе больше соответствует условиям управления сельскими сетями и уровнем оснащенности вычислительной техникой и соответствующими специалистами.

В третьей главе рассматриваются результаты комплексного исследования надежности электроснабжения и качества электроэнергии в сельских распределительных сетях Жигаловского района, являющегося типовым примером современного состояния региональных сельских электрических сетей. Приводятся расчетные показатели уровня надежности и качества электрической энергии в электросетевых районах Иркутской области. Производится также оценка ущербов при ухудшении показателей надежности электроснабжения и качества электроэнергии.

Основным проблемным звеном в цепи электроснабжения сельскохозяйственных потребителей, как отмечалось, являются распределите-

льные сети напряжением 0,4…35 кВ, которые по протяженности составляют более 80% сетей всех напряжений.

Для того чтобы оценить реальное состояние распределительных сетей, необходимо оценить надежность электрооборудования этих сетей.

Для оценки состояния надежности электрооборудования были взяты исходные данные по Жигаловскому РЭС Восточных электросетей Иркутской области. В качестве источника информации использовались журналы аварийных отключений, журналы преднамеренных отключений, суточные ведомости нагрузок, схемы электроснабжения, схемы подстанций, паспортная документация. Следует отметить, что сбор статистической информации по аварийным и преднамеренным отключениям, а также по другим параметрам практически не велся с 1990 года и начал вестись только в последнее время (с 2002 г.).

Всего было рассмотрено по Жигаловскому району 202 км линий 10 кВ, 47 км линий 20 кВ, 40 км линий 35 кВ. Средний срок эксплуатации линий, отходящих от подстанции Жигалово составляет 27 лет. Воздушные линии выполнены в основном на деревянных опорах, что от общего количества опор составляет 97%. И только 3% приходится на железобетонные опоры. Срок службы деревянных опор 10-15 лет, железобетонных – 45-50 лет. Из общего количества распределительных сетей 10, 20 кВ по Жигаловскому району 80% линий находятся в ухудшенном состоянии. Из обработанного материала можно сделать выводы, что в целом по Восточным сетям наблюдается динамика роста аварийных отключений, при этом самыми проблемными видами аварийных отключений являются невыявленные отказы, а также отказы, вызванные падениями деревьев, мокрым снегом с дождем, отказы, вызванные повреждениями у потребителей, и повреждения комплектных трансформатор-

ных подстанций (КТП).

Ниже на рис. 1 приведена динамика нарушений в работе оборудования ПС и ВЛ в Восточных сетях по полугодиям.

Как видно из рисунка, происходит устойчивое увеличение числа аварийных отключений как на ПС, так и на ВЛ, а также происходит рост невыявленных отключений.

Pages:     | 1 || 3 | 4 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»