CC BY
67
Диагностирование технического состояния электротехнического ...
УДК 620
Р.В. Рябчиков, студент, (4872)35-54-50, eists@rambler.ru (Россия, Тула, ТулГУ),
В.М. Степанов, д-р техн. наук, проф., зав. кафедрой, (4872)35-54-50, eists@rambler.ru (Россия, Тула, ТулГУ)
АНАЛИЗ НАДЕЖНОСТИ ПРИНЦИПИАЛЬНЫХ СХЕМ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ 110 кВ ПОДСТАНЦИЙ ЕНЭС
Рассмотрены преимущества использования секций шин. Проведен сравнительный анализ секций шин с системой шин.
Ключевые слова: надежность присоединения, секция шин, система шин.
Для электроэнергетических систем страны годовой недоотпуск электроэнергии в результате аварий составляет в настоящее время несколько миллиардов киловатт-часов. Такое положение приводит к необходимости разработки и практического использования методов расчета надежности и выбора ее показателей в системах электроснабжения. Надежность последних обеспечивается резервированием их элементов, что, однако, связано со значительными капиталовложениями. Обоснование оптимального резервирования и выбор способа его реализации предусматриваются на стадиях планирования и проектирования развития ЭЭС. Технологические особенности формирования ЭЭС определяют надежность электроснабжения конкретных потребителей, обеспечения энергоузлов генерирующей мощностью и их параллельной работой. Принимаемый уровень надежности должен быть экономически обоснован сопоставлением материальных затрат на его повышение с ущербом из-за ненадежности. Для количественной оценки показателей надежности используется методы теории вероятностей и методы экспертной оценки.
Принципиальные схемы распределительных устройств (РУ) 110 кВ большинства подстанций (ПС) 220, 330 кВ единой национальной энергетической сети (ЕНЭС), правильнее сказать единой энергетической системы Советского Союза, выполнены по схеме «Две рабочие и обходная системы шин». Пик электросетевого строительства в Советском Союзе пришелся на 60 - 80-е годы, когда была построена основная часть распределительных подстанций. На тот момент времени типовая схема «Две рабочие и обходная системы шин» была наиболее распространена. Данная схема обладает достаточным запасом надежности с точки зрения бесперебойного электроснабжения потребителей 110 кВ. При значительном количестве присоединений 110 кВ (более 12) данная схема трансформировалась в части секционирования систем шин и, как следствие, установки дополнительного обходного выключателя.
Известия ТулГУ. Технические науки. 2011. Вып. 6. Ч. 1
Качественным решением повышения надежности работы присоединения была возможность подмены основного выключателя присоединения обходным выключателем. Данное решение связано с низкой надежностью выпускаемой советской промышленностью коммутационного оборудования (воздушных и масляных выключателей), а также наличием необходимости частых отключений (вывода из работы) для проведения длительных текущих ремонтов и профилактических работ.
В конце 90-х годов российские энергетики начали активно применять оборудование иностранных фирм «ABB», «Simens», «Alstom», конструктивно более совершенное, с применением элегаза. Данный процесс, прежде всего, обусловлен высоким качеством производимой иностранными фирмами продукции. Явными преимуществами на тот момент являлись отсутствие необходимости проведения текущих и капитальных ремонтов оборудования; высокая эксплуатационная надежность, связанная с высоким качеством выпускаемой продукции.
В конце 90-х годов в российской научной среде начало формироваться мнение о необходимости применения упрощенных схем распределительных устройств 110 кВ, т.е. вместо систем шин применять секции шин. Применение данных схем распределительных устройств ограничивалось рядом условий, например, только при наличии парных линий. Основными аргументами применения данных схем были:
- снижение капитальных затрат на строительство (в связи с сокращением количества разъединителей и, как следствие, цепей управления и пр.);
- повышение вероятности безотказной работы всего распределительного устройства, т.е. отсутствие возможности погашения двух секций шин из-за отсутствия «штанов», развилки из разъединителей;
- упрощение операций при оперативных переключениях;
- мировой опыт.
Также авторами был проведен сравнительный анализ надежности принципиальных схем распределительных устройств 110 кВ ПС Орловская. Расчетные данные сведены в таблицу.
Результаты сравнительного анализа принципиальных схем распределительных устройств 110 кВ
№ п/п Критерий Расчетное значение
Секции шин Системы шин
1 Надежность питания присоединения: (вероятность безотказной работы подстанци-онного оборудования присоединения за 20 лет эксплуатации) 0,515303 0,87815
Диагностирование технического состояния электротехнического ...
Окончание
№ п/п Расчетное значение
Критерий Секции Системы
шин шин
2 Надежность питающих линий: (вероятность безотказной работы подстанционного оборудования присоединения за 20 лет эксплуатации) 0,515303 0,87815
3 Надежность подключения к шинам РУ питающих автотрансформаторов (вероятность безотказной работы подстанционного оборудования присоединения за 20 лет эксплуатации) 0,484002 0,87815
4 Наличие значительной вероятности отключения всего РУ (20 лет эксплуатации) Близко к 0 0,3
5 Количество сохраняемых присоединений при работе устройства резервирования при отказе выключателя (УРОВ) 75 % 50 %
6 Стоимость реализации схемы (тыс. руб. в ценах 2001 г.) 42 445,21 55 387,11
Как показывают расчеты, схема «секции шин» значительно уступает в вероятности отказа оборудования и, как следствие, прекращения электроснабжения потребителей. Положительные характеристики схемы - это низкая стоимость строительства, высокий процент количества сохраняемых присоединений при работе УРОВ поврежденного присоединения и низкая вероятность погашения всего ОРУ.
Список литературы
1. Ю.Н. Балаков Надежность схем выдачи мощности электростанций. М.: Изд-во МЭИ, 1993.
R. V. Ryabchikov, V.M. Stepanov
RELIABILITY ANALYSIS OF DISTRIBUTION Schematic diagram of the device 110 kV ENES
The advantages of using sections of the tire are examined. A comparative analysis of sections of the tire bus system was made.
Key words: reliability of connection, a section of tire bus system.
Получено 24.12.11
