CC BY
63УДК 621.316.011.719:621.3.027. 610кВ (470.319)
АНАЛИЗ ВИДОВ И КОЛИЧЕСТВА ПОВРЕЖДЕНИИ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ КЛАССА НАПРЯЖЕНИЯ 6-10КВ
Глыбина Ю.Н., Беликов Р.П., Фомин И.Н.
ФГБОУ ВО «Орловский государственный аграрный университет имени Н.В. Парахина»
Аннотация. Проведен анализ видов и количества повреждений элементов систем электроснабжения на примере одного из РЭС Орловской области. Выявлено, что основной причиной аварийных отключений ВЛ-6-10кВ является схлестывание проводов, вызванное нарушением регулировки стрелы провесы (наклон опоры, перекос траверсы, выпадение крюков из опоры или траверсы, нарушение крепления изоляции). Все эти дефекты легко выявить при проведении инженерно-технического осмотра с последующим их устранением силами линейных бригад. Но, учитывая, что протяженность воздушных линий электропередачи класса напряжения 6-10кВ достаточно велика, в оперативном порядке выявить и устранить все дефекты не представляется возможным. Поэтому необходима разработка аппаратно-программного комплекса, который позволит дистанционно выявлять и производить отключение поврежденных участков воздушных линий 6-10кВ.
Ключевые слова: воздушные линии, повреждение ВЛ, аварийные отключения, причины повреждений ВЛ, электросетевые предприятия.
Введение. Надежность системы электроснабжения определяется надежностью составляющих ее частей: электростанций, электросетей, трансформаторных подстанций, электроприёмников. Для проектирования систем электроснабжения и поддержания их надежности в процессе эксплуатации необходимо иметь численные показатели надежности частей системы [1].
Надежность электроснабжения сельских потребителей, в первую очередь, зависит от надежности линий электропередачи 6-10 кВ и 0,38 кВ, как наиболее протяженных и наименее надежных [2, 3, 4]. Проведенный в работах анализ [4, 5, 6] позволяет выделить основные причины отказов в электрических сетях и их зависимость от технического состояния сетей. Этой тематике посвящены работы как отечественных, так и зарубежных ученых [7, 8]. В работах, посвященных надежности распределительных электрических сетей
особое внимание уделяется тому, что отказы в электрических сетях необходимо контролировать с помощью средств мониторинга, средств телемеханики [6, 9, 10].
Основная часть. Перерывы электроснабжения приводят к простою производства, снижению объема выпускаемой продукции, порче основного технологического оборудования [9, 11, 12]. Следует также учитывать, что существуют технологические процессы, не допускающие даже кратковременных перерывов электроснабжения. В связи с этим возникает потребность принимать обоснованные решения по выбору способов повышения надежности бесперебойного электроснабжения за счет резервирования различных элементов системы электроснабжения, совершенствования организации технического обслуживания, оперативной диагностики неисправных элементов.
Несмотря на все многообразие, методы расчета надежности систем электроснабжения основываются на теоретической основе. Используемый математический аппарат теории надежности построен на таких разделах современной математики, как теория вероятности, математическая статистика, теория массового обслуживания, математическая логика и др.
Анализ видов и количества повреждений элементов системы электроснабжения позволяет осуществлять выбор мероприятий по повышению надежности линий электропередачи (ЛЭП) и оборудования трансформаторных подстанций (ТП),
распределительных пунктов (РП). Расчет показателей надежности сети с учетом выбранных мероприятий позволяет выполнить обоснование выбранных мероприятий по повышению надежности. Поэтому, в первую очередь, необходимо провести анализ видов и количества повреждений в сетях.
Проведем анализ видов и количества повреждений элементов системы электроснабжения на основе одного из РЭС Орловской области.
В электрических сетях с изолированной нейтралью 6-10 кВ рассмотренного РЭС происходит ежегодно в среднем 344 аварийных отключения с суммарным недоотпуском электроэнергии 98495,835 кВт*ч. В общее количество отключений входят потребительские отключения, отключения из-за повреждения воздушных линий (ВЛ) и кабельных линий (КЛ), трансформаторов, оборудования трансформаторных подстанций (ТП) и распределительных пунктов (РП).
Самым ненадежным элементом системы электроснабжения являются линии электропередачи из-за их большой протяженности и влияния на них большого числа различных внешних воздействий [2, 3,
4]. В сельских сетях около 91,5 %, приходиться па долю воздушных ЛЭП.
В период 2013 - 2015гг. в сетях, обслуживаемых рассмотренным РЭС произошло 1456 отключений в сети 6-10 кВ, из них с успешным АПВ - 360, 423 отключений ТП-РП 6-10кВ, 2241 отключение в сети 0,4кВ.
Таблица 1 - Общее количество аварийных отключений в РЭС в период 2013-2015гг._
2013 2014 2015 Итого за три года
605 (из них с 531 (из них с 320 (из них с 1456 (из них с
ВЛ6-10кВ успешным АПВ -159) успешным АПВ-120) успешным АПВ-81) успешным АПВ-360)
ТП-РП 6-10кВ 193 156 74 423
ВЛ 0,4кВ 1049 675 517 2241
Всего
отключений в 1847 1362 911 4120
год
Как видно из таблицы выше, прослеживается стабильная динамика по уменьшению аварийных отключений по всем классам напряжения.
Таблица 2 - Основные причины аварийных отключений в РЭС
2013 2014 2015
Несоблюдение тех. обслуживания 134 66 70
Воздействие стихийных явлений 120 59 22
Воздействие посторонних лиц, организаций (в том числе потребительские) 12 8 24
Прочие причины (воздействие птиц, животных, недостатки отсутствуют) 17 66 3
Исходя из данных таблицы 2, основными причинами аварийных отключений являются несоблюдение технологии обслуживания и воздействие стихийных явлений: 70 и 22 случая соответственно в 2015г. Повреждения ВЛ приводят к нанесению ущерба потребителям, существенным материальным и трудовым затратам на ремонт линии и восстановление нормального режима работы сети [11].
Различают устойчивые повреждения воздушных линий (опоры, провода, изоляторы) и неустойчивые (самовосстанавливающиеся). Последние ликвидируются путем успешного действия устройств автоматического повторного включения (АПВ) или ручного включения.
Основными причинами повреждения воздушных линий являются грозовые перекрытия изоляции, гололедно-изморозевые отложения, ветровые нагрузки, ослабление прочности деталей опор. Повреждение опор и проводов автотранспортом и др.
Повреждения ВЛ возможны и в нормальных условиях работы из-за: повышения фактических электрических нагрузок расчетных значений; дефектов, возникших при изготовлении опор, проводов, изоляторов; нарушение правил монтажа и сооружения ВЛ; недостатков эксплуатации и др. [4, 13]
Таблица 3 - Причины повреждений воздушных линий напряжением 6-10кВ.
Причины повреждения Количество от % от общего
общего числа числа
повреждении повреждении
схлестывание проводов 1015 69,7
обрыв провода автотранспортом 131 9
повреждение опор автотранспортом 111 7,6
обрыв провода 96 6,6
падение деревьев 55 3,8
иные причины 48 3,3
Как следует из таблицы, основными причинами повреждений ВЛ 6-10 кВ является схлестывание проводов (69,7%).
Соотношение причин повреждения ВЛ 610кВ
схлест Р Л обрыв провода __автотранспортом / 9% 1 повреждение опор - _автотранспортом
проводов 4 - 1 * обрыв провода N. 7% \ падение деревьев \ 4% \_ иные причины 3%
Рисунок 1 - Соотношение причин повреждения ВЛ 6-10 кВ.
Большое количество отключений, связанных с такими причинами, как схлестывание проводов, падением деревьев, воздействием климатических условий требует учета данных сведений при прогнозировании профессиональных рисков [14]. Кроме того, проведение мероприятий по совершенствованию деятельности по снижению потерь электроэнергии в сетях [15], повышению качества электроэнергии в них [16], невозможно без реализации мер по повышению надежности электроснабжения, в том числе за счет повышения надежности электрических сетей 6-10 кВ.
Наряду с реконструкцией ЛЭП 6-10 кВ, ТП 10/0,4 кВ, одним из первоочередных мероприятий, призванных сократить перерывы в электроснабжении потребителей при отказах в электрических сетях 6-
10 kB должно стать разработка и внедрение оборудования для мониторинга отключений в данных сетях, позволяющего своевременно получать информацию об отключениях и быстрее реагировать на них.
Выводы. Исходя из вышеперечисленного видно, что основной причиной аварийных отключений ВЛ-6-10кВ является схлестывание проводов, вызванное нарушением регулировки стрелы провесы (наклон опоры, перекос траверсы, выпадение крюков из опоры или траверсы, нарушение крепления изоляции). Все эти дефекты легко выявить при проведении инженерно-технического осмотра с последующим их устранением силами линейных бригад. Но, учитывая, что протяженность воздушных линий электропередачи класса напряжения 6-10кВ является достаточно большой, в оперативном порядке выявить и устранить все дефекты не представляется возможным. Поэтому необходим аппаратно-программный комплекс, который позволит дистанционно выявлять и производить отключение поврежденных участков воздушных линий 6-10кВ.
Список использованных источников:
1. Астахов С.М., Беликов Р.П. Состояние и пути повышения эффективности функционирования распределительных сетей в агропромышленном комплексе. Вестник Орловского государственного аграрного университета. 2011. Т. 29. № 2. С. 106-108.
2. Анищенко В.А., Колосова ИВ. Основы надежности систем электроснабжения: пособие для студентов специальности «Электроснабжение».- Мн.: БНТУ, 2008.- 151 с.
3. Папков, Б. В., Осокин В. Л. Вероятностные и статистические методы оценки надёжности элементов и систем электроэнергетики: теория, примеры, задачи: учеб. пособие / Б. В. Папков, В. Л. Осокин; НГИЭУ. - Княгинино, 2015. - 356 с.
4. Виноградов, A.B. Анализ повреждаемости электрооборудования электрических сетей и обоснование мероприятий по повышению надежности электроснабжения потребителей / Виноградов, A.B. Перьков P.A.// ВЕСТНИК НГИЭИ. -2015. - №12(55). - С. 12-20.
5. Комарова A.A. Анализ динамики состояния линий электропередачи 6-20 кВ/ А. А. Комарова, A.B. Виноградов //В сборнике: Энергосбережение и эффективность в технических системах Материалы IV Международной научно-технической конференции студентов, молодых ученых и специалистов. Тамбовский государственный технический университет . - 2017. -С. 293-294.
6. Виноградов А. В. Анализ времени перерывов в электроснабжении сельских потребителей и методы его сокращения за
счет мониторинга технического состояния линий электропередачи/А. В. Виноградов, А. Н. Васильев, А. Е. Семенов, А. Н. Синяков // Вестник ВИЭСХ. - 2017. - №2(27). - С. 3-11.
7. Большев В. Е. Обзор зарубежных источников по теме повышения эффективности систем электроснабжения/ В. Е. Большев, А. В. Виноградов// научно-практический журнал «Агротехника и энергообеспечение». - 2017. -№2 (15) - С. 21-25
8. Malgorzata Trojanowska BEZPIECZENSTWO ELEKTROENERGETYCZNE TERENOW WIEJSKICH . Агротехника и энергообеспечение. 2014.- №1(1) c.468-475.
9. Фомин И.Н., Беликов Р.П. Алгоритм дистанционного контроля головного выключателя линии электропередачи // Вестник ОрелГАУ, №4(61), 2016 г. С. 72-77.
10. Фомин И.Н., Беликов Р.П. Запрет включения АВР выключателя в кольцевой сети // Вестник Орловского государственного аграрного университета. 2017. № 4 (67). С. 93-99.
11. Куликов А.Л., Папков Б.В., Шарыгин М.В. Анализ и оценка последствий отключения потребителей электроэнергии. - М.: НТФ Энергопрогресс, 2014. — 84 е.: ил. — (Библиотечка электротехника. Приложение к журналу Энергетик. Выпуск 8 (188). — ISSN 0013-7278.
12. Перова М.Б. Экономические проблемы и перспективы качественного электроснабжения сельскохозяйственных потребителей в России / М.: ИНП РАН, 2007 -142 с.
13. Семенов А.Е., Селезнева А.О., Виноградов A.B. Сравнение показателей надежности воздушных и кабельных линий в городской и сельской местности. Основные направления развития техники и технологии в АПК: материалы VII всероссийской научно-практической конференции - Княгинино : НГИЭУ, 2015., с. 71 - 75.
14. Гавриченко А.И., Беликов Р.П. Разработка автоматизированной информационно-измерительной системы контроля и прогнозирования профессиональных рисков на электросетевых предприятиях агропромышленного комплекса / Науковий в1сник НУБШ Укра1ни. Сер1я: Техшка та енергетика АПК. 2015. № 209-2. С. 80-86.
15. Виноградов A.B., Бородин М.В., Волченков Ю.А., Пешехонова Ж.В. Совершенствование деятельности по энергосбережению и по осуществлению технологических присоединений филиала ОАО "МРСК Центра" - "Орелэнерго" Монография / Орел, 2015. - с.195
16. Бородин М.В., Виноградов A.B., Повышение эффективности функционирования систем электроснабжения посредством мониторинга качества электроэнергии Монография / Орёл: Изд-во Орёл ГАУ, 2014. - 185 с.
Глыбина Ю.Н., инженер, Орловский РЭС филиала ПАО «МРСК Центра» - «Орелэнерго»
Беликов Р.П., кандидат технических наук, доцент;
Фомин И.Н., старший преподаватель
ФГБОУ ВО «Орловский государственный аграрный университет имени Н.В. Парахина»
ANALYSIS OF TYPES AND NUMBER OF DAMAGES IN ELECTRIC NETWORKS OF VOLTAGE CLASS 6-10KV ON THE EXAMPLE OF RESIDENT OF BRANCH OF PJSC "IDGC CENTER" -
"ORLENERGO"
Glybina Yu.N., Belikov R.P., Fomin I.N.
Abstract. An analysis of the types and amount of damage to the elements of the power supply system was made using the example of one of the regional distribution centers of the Oryol region. It is revealed that the main cause of shutoffs of the power transmission lines with voltage 6-10 kV is touching wires caused by poor adjustment of boom deflections (tilt support, misalignment of the yoke, loss of the hooks of the pillars or beams, the violation of fastening of insulation). All these defects are easy to identify when conducting an engineering inspection and their subsequent elimination by the linear forces brigades. But, given that the length of power transmission lines with voltage 6-10kV large enough to rapidly identify and correct all defects is not possible. Therefore, it is necessary to develop a hardware-software complex, which allows to remotely identify and disconnect the damaged sections of power transmission lines with voltage 6-10 kV.
Keywords: power transmission lines, damage to power transmission lines, emergency shutdowns, causes of damage to power transmission lines, electric grid enterprises.
Glybina Yu.N., engineer, Orlovsky Distribution Zone of the branch of IDGC of Center, JSC - Orelenergo
Belikov R.P., candidate of technical sciences, associate professor
Fomin I.N., Senior Lecturer
FGBOU VO "Orel State Agrarian University named after N.V. Parakhin "
