Экономическая оценка использования оптоволокна и медных кабелей присоединения первичного и вторичного оборудования

В данной статье рассматриваются надежность умной подстанции перед аналоговой систем управления с использованием IEC 61850-8-1. Защита и управление могут быть расширены применением IЕС 61850 на нескольких подстанциях с соединением через шину обмена. Использование обменной шины позволяет заменить традиционное подключение к первичному оборудованию на Ethernet, а также преобразовать первичный ток и напряжение для реле защиты и других цифровых устройств связанные между собой оптоволокном. Реализация инновационных технологий в умной ПС помогает уменьшить обьем зданий и сооружений в котором находиться оборудование и даже переместить работы по конфигурации и тестированию при приемосдаточных испытаниях на энергопредприятие, а также устраняет проблему совместимости (синхронизации) первичного и вторичного оборудования. Повышенная надежность и доступность возможность глубокого само диагностики цифровых устройств обеспечивает максимальную жизнеспособность подстанции и ее надежности бесперебойной работы.

Анализ статистических данных технологических нарушений(аварий) ПАО МРСК

Сибири «Алтайэнерго» за 2020г.- и 10 месяцев 2021г. позволил определить распределение отказов, повреждений и аварий по объектам электроснабжения в сети 110кВ: по статистики технологические нарушения происходят на трансформаторных подстанциях с переодичностью в 16.2%. Последнее свидетельствует о том, что подстанции еще находяться в большом проценте уязвимости. Всего за указанный период по оперативным сводкам было зарегистрировано 1189 технологических нарушений. Методика математической обработки статистических данных основывалась на РД-50-680-89 [5] c использованием стандартов руководящего документа.

Результаты статистической обработки технологических нарушений на трансформаторных ПС ПАО МРСК Сибири «Алтайэнерго» представлен на рис. 1 и 2.

Рассмотренные технологические нарушения на трансформаторных подстанциях можно распределить на три группы причин:

I группа – выход из строя трансформаторных ПС по причине сторонних воздействий (мелкие животные, поджог травы, птицы, хищение цветного металла и др.);

II группа – происшедшие отказы ПС, в результате неправильного действия ремонтного персонала, недостатка эксплуатации, дефектов монтажа;

III группа – причины отключения ПС возникшие в результате воздействия климатических факторов.

Рис. 1. Распределение технологических нарушений по группам

ПРИЧИНЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ НАРУШЕНИЙ В III ГРУППЕ,%

Рис. 2. Причины технологических нарушений в III группе

Анализ данных на рисунках 1 и 2 показывает, что наибольшее количество технологических нарушений (54%) обусловлено воздействиями климатических факторов, в частности ветровой нагрузки и грозовой активностью.

Изучив полученные данные, можно определить следующие организационнотехнические мероприятия и пути по повышению надежности электроснабжения:

• -    применение оптоволоконных кабелей между первичным и вторичным оборудованием исключают аналоговые реле, быстрая связь между командами.

• -    применение безмасленного оборудования улучшения экологии отсутствуют

зависимость от повышения понижения температуры

Цель является повышение надежности передачи электроэнергии потребителям.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующую задачу : сравнить технико-экономическую эффективность применения оптоволокно первичное и вторичное оборудование (вариант 1) использование стандартных медных проводов первичного и вторичного оборудования (вариант 2).

Материалы и методы исследования. Использованы основные положения теории электроснабжения и ПУЭ [6,4].

Результаты исследований.

Рассмотрим участок ПС 110кВ КМК протяженностью 6 км, содержащий 2 силовых трансформатора и вторичные цепи.

Предварительная оценка стоимости установки нового оборудования определяется выражением [2]:

С = ( Се + См ) ∙ n , (1)

где Се -стоимость оборудования; См -стоимость монтажа оборудования; n-длина линии электропередач.

Далее рассмотрены варианты решения поставленной задачи. Вариант 1 подразумевает применение соединения с первичным оборудованием оптоволокном), вариант 2 - использование медного кабеля ВВГп-НГ(А) 3х2.5

Таблица 1. Составляющие стоимости оборудования и монтажа по вариантам

№ варианта	Се, руб.	См, руб.	n	С, руб.
Вариант 1	Се –суммарная стоимость провода с учетом комплектующих за 1 км, Се= 30000	См- суммарная  стоимость монтажа 1 км, См=35000	n – длина линии, n=6 км	390000
Вариант 2	Се –суммарная стоимость единицы устанавливаемого оборудования, Се=70120 руб.	См – суммарная стоимость монтажа единицы, См=100 000 шт.	n – количество межфазных распорок, n=6 ед.	1020720

Анализ данных таблицы 1 показывает, что предварительная оценка экономического эффекта от оптоволоконных кабелей более выгодна и целесообразна и имеет большую степень надежности мгновенное передача сигнала.

Заключение.

Делая вывод, можно с уверенностью сказать, что система внедрения умных цыфровых подстанций на много эффективней, надежней, безопасней чем устаревшие системы. По предварительным оценкам экономический эффект в этом случае составляет 630720 руб. Изложенные результаты позволяют повысить надежность электроснабжения потребителей Алтайского края с минимальными затратами [1].