CC BY
52
DETERMINAREA NIVELULUI DE INFLUENTA A FACTORILOR ALEATORI ASUPRA CALITATII §I FIABILITATII ALIMENTARII CU
ENERGIE ELECTRICA
Popescu V.S.
Universitatea Agrara de Stat din Moldova
Rezumat. Procesul de functionare a retelele electrice este insotit de o serie de probleme, dintre care problema cheie o constituie cea a fiabilitatii acestor retele. La etapa de fata in retelele de transport §i distributie a energiei electrice au loc un numar semnificativ de deconectari, conditionate de diferiti factori aleatori de influenta. Problema asigurarii continuitatii §i calitatii alimentarii consumatorilor cu energie electrica este o problema destul de actuala pentru electroenergetica republicana §i pentru solutionarea ei este absolut necesar de cunoscut factorii de influenta §i impactul lor asupra fiabilitatii echipamentelor instalate in retelele electrice. Aceasta lucrare este dedicata criteriului de apreciere a impactului factorilor de influenta asupra fiabilitatii retelelor electrice §i a mecanismului de prognoza §i asigurare a continuitatii alimentarii cu energie electrica a consumatorilor.
Cuvinte-cheie: Calitate de functionare, retele electrice, indicatori de fiabilitate, factori
aleatori, caracteristicile refuzurilor din retelele electrice.
DETERMINATION OF THE INFLUENCE OF RANDOM FACTORS ON THE QUALITY AND RELIABILITY OF POWER SUPPLY V.S. POPESCU
Agrarian University of Moldova Abstract. The operation of power networks is accompanied by a number of issues including the key issue is the reliability of these networks. At the present stage in the transmission and distribution of electricity held a significant number of disconnections, subject to various random factors of influence. The problem of ensuring continuity and quality of electricity supply to consumers is a fairly current Republican power generation and its solution is imperative to know the influence factors and their impact on the reliability of the equipment installed in the electrical network. This paper is dedicated to the criteria for assessing the impact of influence factors on the reliability of electrical networks and forecasting mechanism and continuity of power supply to consumers. Keywords: Quality of operation, electrical networks, indicators of reliability, random factors, characteristics of faults in electric networks.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЛИЯНИЯ ВЕРОЯТНОСТНЫХ ФАКТОРОВ НА КАЧЕСТВО И НАДЕЖНОСТЬ ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ Попеску В.С
Государственный Аграрный Университет Молдовы Аннотация. Работа электрических сетей сопровождается рядом вопросов, в том числе ключевым вопросом является надежность этих сетей. На современном этапе при передаче и распределении электроэнергии происходит значительное количество отключений, при условии различных случайных факторов влияния. Проблема обеспечения непрерывности и качества электроснабжения потребителей является первостепенной государственной задачей и для ее решения необходимо знать факторы, влияющие на надежность оборудования, установленного в электрической сети. Эта статья посвящена критериям для оценки факторов влияющих на надежность электрических сетей и механизма прогнозирования непрерывности электроснабжения потребителей.
Ключевые слова: Функциональная надежность, показатели надежности; вероятные факторы; электрических сетей; характеристики отказов электрическиx сетей.
Introducere
Asigurarea alimentarii consumatorilor cu energie electrica de calitate este problema cheie a electroenergeticii. Pentru energetica republicana, aceasta problema devine din ce in ce mai stringenta, din cauza ca sistemul energetic republican are o varsta de peste 50 de ani §i
elementele sale sunt invechite §i au un grad sporit de uzura. Din cauza acestei situatii, in prezent, in retelele electrice au loc un numar mare de refuzuri care afecteaza siguranta alimentarii cu energie electrica a consumatorilor. Asigurarea nivelului de fiabilitate poate fi realizata numai prin cunoa§terea tuturor fenomenelor ce insotesc procesul de functionare a retelelor electrice, ceea ce da posibilitatea de a prognoza factorii de influenta §i de a planifica lucrarile de profilaxie [3-6,9].
In prezent, factorii ce cauzeaza aparitia refuzurilor §i impactul lor asupra fiabilitatii retelelor electrice nu sunt studiati, iar nivelul de siguranta privind alimentarea cu energie electrica a consumatorilor poate fi sporit numai prin cunoa§tere profunda a fenomenelor §i a factorilor, ce au o influenta directa asupra procesului de functionare a retelelor electrice [1,2,5,8].
Aceasta lucrare este consacrata elaborarii criteriului de estimare §i prognoza a influentei diferitor factori asupra fiabilitatii retelelor de alimentare cu energie electrica a consumatorilor, avand drept obiective elaborarea §i aplicarea modelelor matematice privind determinarea impactului diferitor factori aleatori asupra nivelului de fiabilitate a echipamentelor instalate in retelele electrice.
Dezvaluirea problemei
Pentru a determina factorii de influenta asupra procesului de alimentare cu energie electrica a consumatorilor a fost procesata informatia statistica cu privire la fluxurile de refuzuri inregistrate in retelele electrice. Stabilirea factorilor de cauza a intreruperilor s-a efectuat in baza unui concept elaborat pentru analiza §i sistematizarea datelor experimentale privind refuzurile din retelele electrice, care a dat posibilitatea de a evidentia factorii de influenta asupra procesului de furnizare a energiei electrice. In conformitate cu conceptul propus, au fost determinate douasprezece grupe de factori aleatori care au conditionat aparitia refuzurilor in functionare a retelelor electrice §i au influentat procesul de alimentare cu energie electrica a consumatorilor de toate categoriile de fiabilitate.
Intru estimarea impactului factorilor de influenta s-a elaborat algoritmul de calcul analitic al nivelului de fiabilitate, ce sistematizeaza consecutivitatea operatiilor realizate in procesul de evaluare a factorilor de influenta asupra fiabilitatii. Algoritmul are la baza urmatoarele etape:
1) Procesarea datelor experimentale privind fluxurile de refuzuri din retelele electrice;
2) Clasificarea refuzurilor aleatorii in functie de factorii de cauza;
3) Elaborarea modelelor matematice pentru determinarea coeficientilor de pondere a factorilor de influenta;
4) Determinarea indicatorilor de baza ai fiabilitatii sistemelor de distributie;
5) Estimarea ponderilor factorilor de influenta asupra indicatorilor de fiabilitate;
6) Trasarea masurilor de diminuare a influentei factorilor aleatori;
7) Elaborarea mecanismului de asigurare a continuitatii §i calitatii alimentarii consumatorilor cu energie electrica.
Reie§ind din cele expuse s-a propus de estimat impactul factorilor de influenta reie§ind din urmatorii parametrii ai deconectarilor conditionate: frecventa de aparitie, durata lor §i numarul consumatorilor de energie afectati. Acest fapt poate fi explicat prin aceea ca orice intrerupere i cauzata de un factor oarecare n are o anumita durata Ti §i afecteaza un anumit numar de consumatori NCi. Totodata, cu cre§terea numarului de intreruperi pe un interval de timp determinat т, cauzate de factorii aleatori, are loc o variatie semnificativa a indicatorilor de fiabilitate. De aceea fiecare factor are o pondere asupra indicatorilor de fiabilitate reie§ind din numarul de intreruperi cauzate, de durata lor §i de numarul de consumatori afectati.
In baza criteriului propus pentru estimarea impactului factorilor de influenta a fost introdusa notiunea de coeficienti de pondere asupra calitatii de functionare a retelelor electrice,
in conformitate cu care au fost elaborate expresiile matematice pentru determinarea nivelului de influenta al fiecarui factor in parte asupra indicatorilor calitatii §i continuitatii de functionare.
Coeficientii de pondere, pentru fiecare factor aleator, se determina:
- coeficientul de pondere al factorului f1 se determina conform [1]:
m
2>c>*'7’»
kBl =--------------------------------------------------------------------100%; (1)
Py m p s t ’
'11* +TNC2/ • T2/ +TNC3r -T3r+...+ • Tm
y 3r 3r * * * / .< m m
k=1 1=1 r=1 v=l
coeficientul de pondere al factorului f2 se determina cu expresia:
P
tNC, 'T21
t 2 =--------------------------------------------------------100
Pz m p s t
HNClk-Tlk+YNC21 -T2i+^NC3r •T3r +...+ ^NCnv ■Tnv
k=1 1=1 r=1 v=l
coeficientul de pondere al factorului f3 se determina, dupa formula:
Z^C3 г -T,r
^3 = ~ p ^ ~t 101
TNC^ +HNC21-T2l +2>c3r •T3r + ... + '£jNCm •Tnv
k=1 /=1 r=l v=l
coeficientul de pondere al factorului fn se determina:
t
Y.NCnv-Tnv
V=1________
___ _ .S' __
Z-T„+ZNC2, -T„ + Y,NCS, + ■ + XWCm,.r„,
k„ =------------------------------—------------------------------------------100% (4)
Pn m p s t
nv nv
k=\ 1=1 г—1 v—1
Unde:
NClk - numarul consumatorilor afectati de intreruperile k, cu durata T14., cauzate de factorul aleator de influenta f1;
NC2, - numarul consumatorilor afectati de intreruperile l, cu durata T2l, cauzate de factorul aleator de influenta f2;
NC3r - numarul consumatorilor afectati de intreruperile r, cu durata T3r, cauzate de factorul aleator de influenta f3;
NCnv- numarul consumatorilor afectati de intreruperile v, cu durata Twv, cauzate de
factorul aleator de influenta fn.
In baza expresiilor matematice elaborate au fost determinati coeficientii de pondere a factorilor aleatori asupra indicatorilor calitatii de functionare pentru retelele cercetate. In tabelul 1 se prezinta ca exemplu valorile coeficientilor calculati pentru retele de medie tensiune.
Tabelul 1. Valorile sezoniere ale coeficientilor de pondere asupra indicatorilor de continuitate
Factorii Valorile coeficientii de pondere
Iarna Primavara Vara Toamna
Nr. Descrierea 0s 0s 0s 0s
1 Conditii climaterice 37,3 35,7 37,6 41,5
2 Defecte in echipamente 18,3 26,1 31,1 23,7
3 Factori cu caracter nedeterminat 21,2 21,1 17,7 21,3
4 Acte de vandalism 3,8 3,1 2,4 2,9
5 Defecte in retelele de transport 2,1 2,2 2,5 2,8
6 Defecte la PDC-uri 2,1 1,9 1,7 1,8
7 Actiunea animalelor §i a pasarilor 2,1 1,9 1,3 1,9
8 Actiunea mecanismelor 2,3 1,4 1,6 1,3
9 Avarii cauzate de vegetatie 2,1 1,6 1,5 0,7
10 Defecte din cauza consumatorului 1,6 1,4 1,5 1,7
11 Calitatea energie electrice 7,0 0,6 0,7 0,3
12 Erori de exploatare 0,1 3,0 0,4 0,1
Conform valorilor obtinute ale coeficientilor de pondere s-a facut o caracteristica generala a factorilor de influenta asupra calitatii §i continuitatii alimentarii cu energie electrica a consumatorilor, care este prezentata grafic in figura 1. Din aceasta caracteristica se pot evidentia factorii cu influenta semnificativa asupra procesului de alimentare cu energie electrica.
kl>. med,
1,6
4,6
2,1
0.4
27.5
■ Conditii climaterice
■ Defecte in echipamente
■ F actori necunoscuti
■ Acte de vandalism
■ Actiunea animalelor §i pasarilor
■ Actiunea mecanismelor
■ Defecte din cauza consumatorului
■ Avarii cauzate de vegetatie
■ Defecte in retelele de transport
■ Defecte la PDC-uri
■ Erori de exploatare
■ Calitatea energie electrice
Fig. 1. Caracteristica factorilor aleatori de influenta
Din analiza rezultatelor obtinute reiese ca, cei mai semnificativi factori care influenteaza indicatorii de continuitate §i calitate a alimentarii cu energie electrica a
consumatorilor sunt: conditiile climaterice, defecte in echipamente §i factorii cu caracter nedeterminat.
In figura 2 este prezentata variatia ponderilor factorilor de influenta asupra indicatorilor de fiabilitate pe o perioada de cinci ani, din care reiese uniformitatea repartitiei ponderilor factorilor de influenta.
2010 2009 2008 2007 Anii 2006
I Conditii climaterice
I Defecte in echipamente
I Factori neidentificati
I Acte de vandalism
Defecte in retelele de trans port I Defecte la PDC-uri
I Actiunea animalelor §i a pas arilor I Actiunea mecanismelor
Avarii cauzate de vegetatie I Defecte din cauza cons umatorului Calitatea energie electrice
Erori de exploatare
Fig. 2. Evolutia factorilor aleatori in functie de ponderea lor asupra indicatorilor de fiabilitate
Expresiile matematice pentru determinarea coeficientilor de pondere au permis de a scoate in evidenta factorii dominanti cu influenta pronuntata asupra nivelului de fiabilitatii de functionare a retelelor electrice, care determina calitatea §i continuitatea procesului de furnizare a energiei. Rezultatele obtinute cu privire la estimarea impactului diferitor factori cu caracter aleatoriu permit planificarea masurilor de asigurare a indicatorilor normati de fiabilitate, in conformitate cu cerintele corespunzatoare.
Concluzii
Criteriul de estimare a nivelului de influenta a factorilor aleatori asupra fiabilitatii cu utilizarea coeficientilor de pondere a dat posibilitatea de a aprecia impactul diferitor factori asupra calitatii alimentarii cu energie luand in consideratie numarul de refuzuri cauzate de fiecare factor in particular, de durata refuzurilor §i de numarul consumatorilor afectati.
Rezultatele obtinute in baza utilizarii expresiilor matematice elaborate pentru determinarea coeficientilor de pondere au scos in evidenta faptul ca factorii cu influenta semnificativa asupra calitatii §i continuitatii alimentarii cu energie electrica sunt: conditiile climaterice, defectele in echipamente §i factorii cu caracter nedeterminat.
Bibliografie
[1] Popescu V. Analiza fiabilitatii sistemelor electrice de distribute. Problemele energeticii regionale, A§M, Chisinau, 2012 nr. 1 (18) p. 52-57.
[2] Felea I., Dzitac Simona. Fiabilitatea Echipamentelor §i Sistemelor Energetice. Editura Universitatii din Oradea, 2006.
[3] Matica L. About non-sinusoidal situations energetics effects in electrical networks. Analele universitatii din Oradea. Universitatea din Oradea, Romania, 2009, Fascicula de Energetica, Nr. 15, p. 73 -76.
[4] Felea I., Secui D., Oltean M. The impact analyze of electric stress level in content of insulating oil gases in power transforrmers. Journal of sustainable energy, Romania, Oradea, 2011, Vol-II,, Nr. 4, p. 7-12.
[5] Popescu V., Gaina A, Bodarev G. Reliability analysis of power distribution systems the voltage of which is 6 and 10 KV. In: Intelectus, AGEPI, nr. 1, Chisinau 2012, p. 90-97.
[6] Georgescu O., Sarchiz D., Bucur D. Maintenance Based on Reliability With Applications to Components of Transmission and Distribution Power Lines. Jurnal of Sustainable Energy vol.1 Oradea 2010.
[7] Felea I., Coroiu N., Manea I., Albut D. Electric Switchers Parametrical Reliability Evaluate of an Electric Energi Distribution Zone. Analele Universitatii din Oradea, Fascicula de Energetica vol 13, Oradea 2007.
[8] Erchan F., The Influence of the Asymmetrical Mode of the Reliability on the Quality Electric Energi of the Distributing Networks. Analele Universitatii din Oradea, Fascicula de Energetica vol 15, Oradea 2009.
[9] Erchan F., Vilcov I., The Problem of the Reliability of the Electric Power Equipment. Annales of the University of Craiova nr.13, Craiova 2007.
Despre autor.
Popescu Victor Serghei, doctor in tehnica, conferentiar universitar al catedrei „ Electrificarea §i automatizarea mediului rural”, Universitatea Agrara de Stat din Moldova. Interesele §tiintifice se afla in planul asigurarii fiabilitatii retelelor electrice, auditul energetic al consumatorilor din sectoral agrar §i al intreprinderilor de prelucrare primara a productiei agricole. Autor §i coautor a 67 de lucrari §tiintifice §i metodico-didactice §i o serie de articole §tiintifice publicate in reviste recenzate, raporturi la Conferinte §tiintifice Internationale. E-mail: vspopescu @mail.ru
1QQ
