Підвищення надійності розподільчої мережі 10 кВ

1.2 Характеристика надійності електропостачання споживачів

 

Вимога до надійності електропостачання зростають у споживачів сільськогосподарського призначення: стала змінюватися технологія сільськогосподарського виробництва, зросла продуктивність праці, істотно скорочується чисельність обслуговуючого персоналу.

Для визначення розрахункової  кількості і тривалості раптових відмов споживачів АПК по елементах  кола “джерело-споживач" [5] в «А.Е.S. Київобленерго» розроблена програма, по якій на прикладі енергосистеми розраховані показники надійності 26 споживачів I категорії і 82 - II категорії (табл.1.3). На рис. 1.1 і 1.2 наведені гістограми розподілу загального числа п і тривалості t раптових відмови споживачів I і II категорій відповідно.

 

 

 

Рис.1.1 - Розподіл числа і тривалості раптових відмови споживачів I категорії: а — тривалість однієї відмови; б — усього за рік

Середня розрахункова тривалість одного відключення по причині відмови елементів кола “джерело-споживач" складає для перших — 3.6, а для других - 4.59 год в рік (в більшості випадків від однієї ПЛ10 кВ живляться споживачі обох категорій).

Результати розрахунків  показали, що тільки 17 споживачів (15% від  їхньої загальної кількості) мають  нормативний рівень надійності; автономні  джерела електропостачання є у трьох споживачів I категорії з 26 (11 %). Звідси слідує, що забезпечити електропостачання споживачів АПК I категорії засобами енергосистеми за рідким виключенням неможливо.

Таблиця 1.3 - Розрахункові показники надійності елементів системи електропостачання

Показники	Категорія споживача  по надійності електропостачання
	Перша		Друга
	Середнє значення	Довірчі інтервали*	Середнє значення	Довірчі інтервали*
Середня розрахункова кількість  раптових відключень споживача в рік, усього	4.26	2.97-5.56	4.83	4.24-5.32
В тому числі із-за відмови  елементів,%:
ЛЕП 35 (110) кВ	3.54	1.89-5.19	3.44	. 2.60-4.29
ПС 35 (110) кВ	6.75	4.61-8.88	7.98	6.77-9.19
ПЛ 10 кВ	63.25	52.1-74.0	77.43	76.4-83.1
ТП 10/0.4 кВ	13.82	8.86-18.77	7.71	5.58-9.84
ПЛ 0.38 кВ	12.64	7.08-18.19	3.44	2.68-4.20
Середня розрахункова тривалість одного раптового відключення споживача в рік	3.60	2.90-4.30	4.59	4.13-5.04
В тому числі із-за відмови  елементів,%:
ЛЕП 35 (110) кВ	0.99	0.56-1.42	0.75	0.55-0.95
ПС 35 (110) кВ	1.58	1.01-2.15	1.95	1.49-2.42
ПЛ 10 кВ	59.73	49.6-77.3	84.3	80.5-88.8
ТП 10/0.4 кВ	19.1	12.1-26.3	8.64	6.23-11.04
ПЛ 0.38 кВ	18.6	11.5-25.9	4.36	3.07-5.65

*З імовірністю 0.95.

 

Імовірносний характер перерв електропостачання виключає можливість будь-яких гарантій надійності електропостачання з боку ЕО. Відзначимо, що обсяг резервування системи централізованого електропостачання має певні межі, за якими настає практичні стабілізація рівня надійності із-за зростання числа відмови в системі і збільшення імовірності накладення однієї відмови на інший.

 

 

Рис. 1.2 - Розподіл числа і тривалості раптових відмови споживачів II категорії: а — тривалість однієї відмови; б — усього за рік

 

За рахунок реалізації відповідного засобу формування системи електропостачання можна тільки скоротити число і тривалість перерв електропостачання, не виключивши їх повністю [I]. За рідким виключенням безглузді (і технічні, і економічні) спроби забезпечити безперебійність роботи споживачів тільки засобами енергосистеми [2]. Тут необхідні оптимальне поєднання виконання протиаварійних заходів і притягнення фінансових коштів як з боку ЕО, так і з боку споживачів.

Аналіз стану електричних  мереж вказаних енергопостачальних компаній показує, що капремонту, реконструкції та повній заміні підлягають 28 - 56% ПЛ-0,4 кВ, 16 - 43% ПЛ-6-20 кВ, 9 - 13% ПЛ-35 кВ, 7-21% ПЛ-110 кВ, 3 - 4% ПЛ-154 кВ, 21 - 22% КЛ-6-10 кВ та 32 - 41% ТП-6-35 кВ.

Зменшення коштів, які  вкладались в електроенергетичну галузь України за останні 15-20 років, призвело до того, що через недостатній обсяг виконаних капітальних ремонтів, реконструкцій та замін устаткування, а також через незадовільне (неякісне) технічне обслуговування значна частина електроенергетичного (мережного та підстанційного) устаткування вичерпала свій ресурс експлуатації, фізично і морально застаріла і потребує заміни.

Експлуатація  застарілого і зношеного мережного (опори, ізоляція, грозозахисна система) та під станційного (силові трансформатори і їх прохідні ізолятори, ТН, ТС, вимикачі, роз'єднувачі, опорні ізолятори) устаткування, використання застарілих пристроїв телемеханіки, релейного захисту, обладнання зв'язку, а також значні порушення ПТЕ та пожежної безпеки за відсутності достатньої кількості обслуговуючого персоналу призводить до значноїкількості відмов у роботі систем електропостачання та недовідпуску електроенергії.

 

Аварійний недовідпуск  електричної енергії у 2006 р. склав 12,9, а у 2007 р. - 17,6 млн.кВт-год., що на 36,2% більше. Найбільший вплив на величину недовідпуску електричної енергії споживачам мали відмови 1-ї категорії в електричних мережах. У 2006 р. в електричних мережах сталося 445, а у 2007 р. - 362 технологічних порушення (відмови 1-ої та ІІ-ої категорій). Відмови 1-ї та ІІ-ї категорій на електричних станціях, як правило, на величину недовідпуску електроенергії споживачам не впливали.

Більшість технологічних  порушень за кваліфікаційними ознаками технічних причин припадають на термічне та електродугове пошкодження (пробивання паперово-оливної та перекриття фарфорової ізоляції із-за тріщин через значне фізичне зношення), вичерпання ресурсу (значна частина обладнання знаходиться в експлуатації 25 і більше років), порушення електричного контакту (зниження контактного тиску через недостатнє або невчасне технічне обслуговування), а також на некласифіковані причини. Щодо технічних порушень за класифікаційними ознаками організаційних причин, то найбільше їх відбувалося через незадовільну організацію технічного обслуговування.

Зниження надійності електропостачання (значна кількість  та 
тривалість вимикань) та якості електричної енергії (застаріле устаткування, 
що перебуває в технічному стані, який не відповідає вимогам діючих 
нормативних документів та експлуатується з незадовільними електричними 
характеристиками), як правило, призводить до економічних втрат через 
зниження кількості та якості промислової і сільськогосподарської продукції.

В сільському господарстві на надійність та якість електроенергії, 
крім фізичного та морального зношення устаткування електричних мереж та 
підстанцій, значний вплив мають незадовільне резервування та велика 
протяжність електромереж напругою 35-10 (6) - 0.38 кВ.

Аналіз статистичних даних щодо надійності електропостачання дає можливість зробити наступні висновки.

Збитки від перерв у електропостачанні наносяться як самому виробнику електроенергії у вигляді вартості недовідпущеної електроенергії, так і споживачеві  у вигляді технологічних збитків, які для сільськогосподарських споживачів складають 1,8... 106 доларів на 1 кВт×год. неодержаної електроенергії або 0,005... 1,25 долара на 1 голову у тваринництві чи на їм захищеного ґрунту за 1 годину перерви.

Відхилення показників якості електроенергії від нормованих значень призводить до збільшення споживання електричної енергії елементами системи електропоживання, зростання втрат електричної енергії та погіршення енергетичних показників виробництв.

Електроживлення споживачів електричною енергією, що не відповідає встановленим ПЯЕ, призводить до зниження надійності майже всіх типів електроспоживачів (електродвигунів, трансформаторів, конденсаторних батарей, теплових електроустановок, освітлювальної апаратури, вентильних перетворювачів, кабельних ліній, електропобутових приладів, радіо- і телеапаратури, обчислювальної та офісної техніки тощо) та скорочення строку служби електрообладнання.

Відхилення показників якості електроенергії від нормованих значень зумовлюють порушення технологічних процесів рослинництва, тваринництва, птахівництва, переробки та зберігання с.-г. продукції, які призводять до погіршення якості продукції, випуску бракованої продукції, зниження продуктивності рослин, тварин, птиці, збитків за рахунок псування с.г. продукції і загибелі, в основному, молодняку тварин і птиці.

Погіршення ПЯЕ та перерви в електропостачанні  можуть бути причиною виходу з ладу електрообладнання, виникнення аварійних ситуацій.